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摘要:随着我国经济的快速发展,进而拉动了城镇建设的经济发展,城镇建设加速,城市内涝等生态问题也日益凸显。而老旧小区作为城市的特殊地带,其面临的小区内涝频发、雨水资源浪费,以及截留径流污染问题尤为严重。而低影响开发技术的应用会减小汇水区域的径流总量,改变汇水区域的集水时间,能在一定程度上解决小区内涝等生态问题。希望能够促进城市排水体系建设的不断完善。
关键词:市政雨污水管道;雨污分流;低影响;改造方案设计
一、老旧小区的排水体制改造
我国部分老旧小区建于八九十年代,甚至更早,这些小区大多采用截流式排水体制,在极端天气频发的今天,老旧小区正面临着一系列问题的挑战,具体问题如下:小区内涝频发。近年来,我国北京、深圳、武汉、杭州、南昌和延安等多个城市频繁出现内涝,在未改造的老旧小区更为严重,对居民生活造成了极其恶劣的影响。伴随着极端天气的出现以及老旧小区的排水体制老化,小区内涝问题极为突出。雨水资源浪费。我国是一个水资源短缺的国家,水资源时空分布不均。到2030年我国人均水资源占有量将从现在的2200立方米降至1700至1800立方米,需水量接近水资源可开发利用量,缺水问题将更加突出。而老旧小区直接将相对清洁的雨水与污水一起排放,未能实现雨水的综合利用,造成雨水资源的浪费。截流径流污染。传统的老旧小区往往实行截流式排水体制,雨季大量雨水进入截流管道形成溢流,雨污水一同排入附近河湖水体中,对河流湖泊产生了严重的污染,严重影响生态平衡,同时在一定程度上影响到周围居民的日常饮水安全。老旧小区截流径流污染已成为城市环境的主要问题,同时也制约地区的进一步发展。为了缓解上述问题,我国许多城市已开始进行雨污分流的改造工作,同时政府也提出了许多切实可行的方针政策:国务院办公厅下发了关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知,其中第七条提出要积极推行低影响开发建设模式。习总书记在中央城镇化工作会议上发表重要讲话,强调要加强海绵城市的建设,提出在建设城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来,优先考虑利用自然力量排水,建设自然积存、自然渗透和净化的“海绵城市”。
二、老旧小区雨污系统改造的必要性分析
2.1广州某小区排水系统存在的问题
小区排水体制棍乱,部分分流、部分合流,且分流也不彻底,混接现象严重。近年来特大暴雨频发,小区内部出现了低洼路段路面严重积水、合流管检查井内污水漫出井盖的现象,严重影响小区的地面环境。小区内基本为硬质化地面,雨水径流量大。由于小区东部地段地势高,雨水基本未经任何收集就泄流至地势较低的小区南侧,造成其涝灾严重。西部地段地势低洼,直接受港。部分住户私自将阳台或厨房污水接至新建雨落管中,造成了雨污水的严重混接。小区内部现状部分排水管道,由于年代久远,管材及建设标准较低,老旧破损严重,影响了正常的排水能力。现状小区内排水管道建成后从未清疏,管道的过水能力受到影响。部分居民向雨水口倾倒垃圾及污水,造成雨水口堵塞,污水直接排入雨水管道,给彻底实施雨污分流改造带来一定难度。
2.2广州某雨污分流改造的重点和难点
摸查广州某小区内的现状排水管网,详细了解小区内现状污水、雨水排水情况,方可有针对性地制定出详细的改造方案。小区内排水管线资料不全给雨污分流改造带来了困难。检查广州某小区排放口与市政管网衔接的合理性,对混接的管道进行改造,使小区雨水、污水排放管分别与市政系统的雨水、污水管道衔接。广州某小区内部分小巷宽度太窄,原有地下管线很多,且距现状两侧建筑物非常近,新设一条排水管道时施工存在较大的难度。在敷设新建管渠时,应注意对建筑基础的保护,保障施工安全。在改造过程中,合理安排居民出行路线及施工时间,尽量减少扰民。对建筑内部排水立管进行改造,增加独立的雨水立管或检修原有破损的雨水管道,确保雨水立管和污水立管完全分离。广州某小区沿街业户存在向雨水口内倾倒污水、垃圾或直接将污水管接入雨水口的现象,消除这种现象需要加强小区宣传,强化居民环保意识。后期做好雨污分流后设施养护管理的工作,特别是对低影响开发措施项目的养护管理工作,由小区物业统一管理。
2.3广州某雨污分流改造的必要性
针对现有广州某老旧小区排水体制所引起的诸多问题,结合镇江市老城改造和城市排水达标建设,进行小区雨污分流改造势在必行,同时也是积极响应国家可持续发展的民生工程。广州某老旧小区的改造要系统地考虑应用低影响开发的理念和措施,以实现维持老旧小区原有水文条件的总体目标。从我国城市发展角度出发,低影响开发技术和传统雨污分流的结合还是缓解城市内涝、高效利用雨水资源、实现控制径流污染、改善小区景观和生态环境的经济有效的途径。同时,本项目的研宄也能给其他地区老旧小区的雨污系统改造提供一定的经验借鉴。
2.4现有排水管网建设年代久远,结构老化,排水能力不足。
由于老旧小区排水管网建设年代久远,设计标准低,已使用年限较长,并存在私接乱接、管线占压问题,造成管网结构变形、损坏严重。主要原因有以下几点:一是常年无人维修。老旧小区的物业管理不到位,排水管网经常堵塞却无人来疏通维护,居民也只能听之任之;二是居民生活垃圾进入排水管道。平时居民不注意让一些垃圾进入管道内,这就导致排水管道中堆满了垃圾。三是塌帮断盖问题较多,容易造成断管塌陷等事故;随着管道使用时间增加,管道内存在不同程度的淤积,排水管道断面减小,造成管道排水能力不足,排水不畅,严重影响居民生活和环境。管道堵塞使得污水漫出地面,尤其是在夏天经常会发出难闻的气味,这给老旧小区排水管网改造工程造成很大困难。现有排水系统多为雨污合流制。老旧小区的排水系统多为雨污合流制,每当雨季,大量雨水通过污水管道流入污水处理厂,增大了污水处理压力,另外,部分污水通过雨水管道直接排入河道,污染了水环境。管网污水渗漏严重,污染环境。部分老旧小区的排水管网由于建设期管道选用标准低,且年代久远,而后期维修并没有跟上,故而造成管网污水渗漏严重,造成对地下水的污染,对环境保护造成一定的负面影口向。通过现场调查,走访居民,发现以上问题己经严重影响了居民的正常生活环境,同时对河道造成严重的污染,增加了污水处理厂的负担,因此解决上述问题己经迫在眉头。化義池常年无人维修,排水不畅。在对老旧小区排水系统进行改造时,化粪池也是一个重要的改造环节,但同时化粪池的改造也是老旧小区排水系统改造工程中很困难的一环。主要原因是化粪池常年无人整修,定期进行清理,或清理也不彻底,所以化粪池堵塞、破损情况都较为严重,在老旧小区排水系统改造工程中修复、疏通都较困难。小区雨水资源未得到合理利用。老旧小区雨水直接接入市政管网,未能在小区内进行收集、处理及回用,造成了雨水资源的浪费。
2.5、市政雨污水管道分流改造工程的相关建议
城市排水系统改造会涉及各方面的因素,科学系统的整体规划是必要工作。规划要有前瞻性、开放性和长远性,不仅要将眼前的工程做好,还需要借鉴国内外城市的过往经验,吸取优秀做法,科学考虑人口增长、经济社会发展等因素,确保建成后50年甚至上百年都能产生良好的经济与社会效益。
施工前,要协同各管线产权单位,仔细排摸各类管线位置及走向,绘制地下管线平面布设图,注明各类管线材质、规格、埋深等相关信息,并与新建管网对接分析,确保施工期间原有管网不停运,新建管网不打架,管网埋设留有足够的操作面。同时,对施工管道所处的环境和地质条件进行详尽的考察,相关设计人员设计过程中要多到现场,确保设计方案能够切实有效的实施。还要多走访当地的群众,了解群众的需求,多听取群众对市政工程项目地相关建议和意见,做好风险分析工作和工程的预算工作。
要提前制定好交通疏导计划,尽早多渠道宣传报道,让施工区域内周边群众及早做好生产生活准备。施工期间,交通部门配专人协助疏导交通,做好人车分流标志指示,施工单位要设置温馨提示牌、工程牌等,明确施工工期并确保按期完工。在施工过程中,必然会对当地群众的出行以及生活带来不便,相关人员要及时能够做到对群众的安抚,减少施工过程中与周围群众之间的矛盾,确保施工项目地顺利进行。
三、污水系统改造原则及方案研宄
3.1广州某小区污水系统改造方案
是废除原有合流制的排水体制,实现雨污分流。将原有合流制管道保存作为污水管道或新增一根污水管道,将污水收集接入小区周边道路下现状市政污水主管道,最终送至城市污水处理厂进行处理。污水系统具体改造原则如下:对于现状道路下只有一根雨、污合流管道的,将原有合流管道改造为污水管,沿小区道路或绿化带新增一根雨水管,以形成污水、雨水两套独立的排水管网。对于小区现状道路下已有雨、污水管道,但存在雨污水混接的地方,需进行管网局部节点改造,即将小区内现状雨、污水检查井或管道混接的地方进行封堵,重新敷设污水管就近接入污水干管。对于雨、污合流且现状合流管口径偏小或管道破损、老化、游积严重而影响正常污水排放的管网,本工程考虑重新埋设污水管,做法同第一种情况;同时废除现状合流管,在其原管位重新埋设雨水管。每个小区内的污水管网与城市道路下污水干管连接处专门设置1座监测井。每个小区内的污水管网与城市道路下污水干管实施完成后,必须进行道路路面恢复、绿化景观恢复工作。(6)假若路面较宽时,原合流管作污水管继续使用,新敷设雨水管道。路面较窄时,废除原有合流管,同槽开挖敷设新的雨、污水管道。若有阳台洗衣机污水接入雨落管,则将现状雨落管改造成污水立管接入小区污水管道,且另行重新敷设一根雨落管。本次工程中保留原有化粪池,污水经化粪池处理后排入市政污水主干管。
3.2小区内部雨污分流改造方案比选
广州某小区在进行雨污分流改造时考虑以下两种方案:方案一:现状小区道路下为雨污合流管道时,考虑保留现状合流管,作为小区雨水管道来使用,另重新敷设一道污水管道,达到雨污分流的目的。该方案是利用原有小区排水管网作为小区内的雨水管。小区内另铺设一条污水管网,将原来的用户污水接入管进行整改,与雨水管(原有需利用的排水管)全部断开,再改接入新铺设的污水管。因用户的污水接入管多且隐蔽,难以寻找,特别是使用年限较久的建筑,既缺乏设计资料,又有很多用户污水接入管是通过暗井接入小区管网的,接入点更难以寻找。设计方和施工方均要花费大量的人力和时间去调查用户污水管的接入点,这样造成设计和施
工的难度均很大,难以保证工期要求,而且改造中难免出现改接遗漏现象,被漏改接的污水管中污水仍排入雨水管,结果影响整个管网改造的效果。因该方案首先要逐一断开用户污水接入管,势必影响居民正常的生活排水,反而易造成不良的社会影响。方案二:现状小区道路下为雨污合流管道,考虑保留现状合流管,作为小区污水管道来使用,另重新敷设一道雨水管道,达到雨污分流的目的。该方案是利用原有小区排水管网作为小区内的污水管,新增设一套雨水管网,主要收集屋面雨水和地面雨水。将建筑物收集屋面雨水的落水管改接入小区雨水管网,因绝大部分建筑物的屋面雨水落水管属墙外明装,很容易辨别和寻找,所以改接工作并不困难,如偶尔出现漏接现象,污水仍全部排入污水管网,仅有少许雨水进入污水管网,因原管网为合流制,一般管道断面足够,雨污分流制改造的效果完全不受影响。对于地面雨水的收集,可以将原有的收集雨水的设施(如需利用的雨水口或雨水明沟)改接入新增的小区雨水管网,这些设施因都是露于地面,寻找起来也很容易,改接也非常方便;也可以废除原有的雨水收水设施,全部新建。该方案施工速度快,工期短,且不必断开用户污水接入管,对居民的正常生活排水影响较小,也更有利于提高小区内原有排水管道的排水标准。新增设的雨水管网可以按照新的排水标准铺设,而原有的排水管仅作为污水管利用,这样也提高了污水管的排水标准,所以对于暴雨期易于积水的小区内的排水管网改造尤其有利。
3.4探讨污水系统改造
污水系统改造的思路、原则及对策,通过小区现状合流管和排水立管的改造实现雨污分流。雨污分流工程改造优先选择将现状小区道路下的雨污合流管道改造为污水管道使用,另重新敷设一道雨水管道系统。仅在新建雨水管无施工条件或合流管径太大难以作为污水管道时,考虑将现状小区道路下的雨污合流管道改造为雨水管道使用,另需重新敷设一道污水管道系统。生活污水接入雨水立管的,将原有立管改为污水立管,新増设雨水立管;生活污水通过自行设置的废水立管排放的,增设一条污水立管,生活污水统一排入新建立管
四、雨水系统改造原则及方案研宄
LID模式与传统模式差异比较LID模式可以被视为一种雨水综合管理系统,不仅有助于从本质上解决城市内涝频发、水资源污染问题,还能够优化雨水管理与城市快速发展之间的关系。传统规划模式与LID模式比较.
五、低影响开发模式体系研究
5.1总体布置方案
北片区、西片区、南片区改造后将增加绿化面积约1240m2,绿化面积增加至7452m2,小区绿化率由16%提高至18.7%。本片区街巷狭窄,房前屋后仅有合流排水管一套,雨水立管、污水立管均接入现状合流管中,部分合流管管位上方被违建车棚所覆盖,无雨污分流改造工程的管道管位以及施工条件,故而本区域雨水系统改造工程主要考虑采用末端截流方式,并考虑将现状路面铺装进行低影响开发设施改造,全部改为渗透性生态透水铺装;将现状混凝土路面改造为透水沥青,北片区新增雨水花园约200m2,高位雨水花坛约120m2,新增透水铺装约245m2。该片区雨水出口接至东侧电力路雨水管。南片区雨水系统改造主要考虑对现有排水主管道进行梳理,若有雨污两套系统的,梳理混接、乱接点;若现状仅有一根合流管的,现状合流管改造为污水管道使用,现有的建筑雨水立管作为污水立管保留使用,新增一套雨水立管将雨水引流进至新建的低影响开发设施中,饱和后超标雨水通过溢流井排入道路下雨水系统。结合本区域现场实际情况,本片区拟在排水立管末端新建雨水高位花坛,有条件的房前屋后空地处新建雨水花园,所有的停车场改为渗透性强的生态停车场,将现状混凝土路面改造为透水沥青,人行道铺装改造为渗透性生态透水铺装。南片区新增雨水花园约390m2,高位雨水花坛约170m2,新增透水铺装约180m2,该片区雨水出口接至南侧中山西路雨水管。
5.2建筑雨水立管排放口改造方案
目前大部分雨污分流改造后的雨水立管均直接接入雨水井,对屋面初期雨水无净化作用,排入雨水管道后最终流入河流,对河道形成周期性污染。本次改造结合雨污分流改造,将现状雨水立管排放口处改造成高位花坛,初期雨水经过高位花坛,实现对SS进行生物滞留,从而降低径流雨水的污染物浓度,减小对水体的污染。
5.3停车场改造方案
停车场的改造需考虑消防通道、人员出行、平日车辆出行和美观等问题。本项目小区现状停车数量较少,停车位主要集中在南片区空旷场地。本次改造考虑将南片区现状停车位均采用透水性铺装,形成生态停车场。
5.4路面改造方案
现状路面均为硬质混凝土路面,雨水降落后几乎全部形成径流,增加了雨水管的排水流量。本次改造采用“灰改黑”的手法,将现状混凝土路面改造为透水沥青,增加渗透率,减少地表径流。小区雨水系统改造的思路、原则及对策,通过建筑屋面雨水排水立管、道路排水主管道的改造,与低影响开发措施相结合,实现雨污分流条件下雨水径流控制和超标雨水排放。对仅有合流管的区域,现状合流管改造为污水管道使用,现有混接废水的建筑雨水立管作为污水立管保留使用,新增一套雨水立管将雨水引流进至新建的低影响开发设施中,饱和后超标雨水通过溢流井排入道路下雨水系统。新建的低影响幵发措施主要为:与立管排水口相结合的高位花坛;房前屋后空地处新建雨水花园;人行道和停车场改造为渗透性生态透水铺装;现状混凝土路面改为透水沥青路面。
结束语
低影响开发建设模式是上世纪90年代美国提出的暴雨管理新模式,建成的主要目的是为了控制雨水径流的水质和水量,具体是指在建设开发的同时在源头分散建设绿色雨水基础设施(如雨水湿地、绿色屋顶、透水铺装、下凹式绿地、雨水花园、雨水渗透设施等),这些设施大部分都属于较小规模的设施,可以很容易纳入到现有的绿色空间、街道景观和停车场中,并能够显著地削减接收水体的污染负荷,并且修复受损水体,这样能使得区域开发前与开发后的水文特性基本一致,从而尽量让生态环境受到的影响最小。然而,国内对低影响开发技术的研宄与应用只停留在低影响开发理论体系、低影响开发的适用性及其效果评价等方面。
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