摘要：河涌截污工程是黑臭水体治理中的重中之重，通过汕头市四沟“黑臭水体”整治及水质提升项目中龙湖沟及新河沟的截污工程，多方面论述城市河涌工程的设计心得与体会。
关键词：河涌截污 截污管道 污水截流井
一、引言
水是文化之根，城市之魂，一条河可以盘活一座城市，河涌已成为人们生活中的一部分，但黑臭水体一直吞噬着河涌的美丽。城市黑臭水体是指在城市建成区内，呈现令人不悦的颜色（黑色或泛黑色），和（或）散发出令人不适气味（臭或恶臭）的水体的统称。其危害在于破坏城市景观、破坏水体生态系统、破坏水体功能和价值以及影响居民生活，危害人体健康。近年来广东各市对黑臭水体问题十分重视，实施多项黑臭水体治理工程。黑臭水体治理是民生工程，也是生态文明建设的重要组成部分，其治理目标体现了国家的决心，而河涌截污工程是黑臭水体治理中最重要的一项组成部分。
二、前期工作
基础资料的收集对截污工程设计而言十分重要，详细有效的基础资料是对工程总体了解、确定工程总体设计方向的重要依据。
（1）走访河涌水利等专业归口管理部门获取城市河涌水文水质、防洪排涝资料。
（2）走访建设及规划部门收集项目河涌排污口资料、周边排水设施资料、排水专项规划资料及了解规划意图。
（3）由于监管难度较大，河涌周边住户、商铺及厂区私设排污管道就近排入河涌及错节，乱接，混接雨水管道的现象较多。因此，必须通过建设部门协调，尽可能降低河涌水位，并进行全线踏勘，掌握各排污口的位置、尺寸、标高等资料。
（4）正确划分截污工程的纳污范围，确定截污管道的设计流量及管径等。
三、截污管道水力计算
在河涌截污工程前期，由于河涌两岸污水管道未形成系统,缺乏长期积累的污水水量水质资料，因此，截污管的设计污水量确定方法是确定河涌两岸的纳污面积，按照近、远期的人口密度统计纳污面积内的规划人口,再用人口数量乘以人均综合生活污水量指标,得出设计的污水量数据。依据《室外排水设计规范》(GB50014-2006 2016年版)，合流管渠的设计流量，应按下列公式计算：Q= Qd+Qm+Qs=Qdr+ Qs
式中：Q－设计流量(L/s)；
Qd－设计综合生活污水设计流量(L/s)；
Qm －设计工业废水量(L/s)；
Qs－雨水设计流量（L/s）；
Qdr－截流井以前的旱流污水量（L/s）。
截流井以后管渠的设计流量，应按下列公式计算：
Q'=(n+1)Qdr+Q's+Q'dr
式中：Q'－截流井以后管渠的设计流量（L/s）；
n－截流倍数，根据该工程项目实际情况取值；
Q's－截流井以后汇水面积的雨水设计流量（L/s）；
Q'dr－截流井以后的旱流污水量（L/s）。
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雨水管渠设计流量计算采用《汕头市区暴雨强度公式编制技术报告》(广东省汕头市气象局、广东省气象防灾技术服务中心 2015年12月)暴雨公式：
q ＝ 1602.902(1+0.633lgP)/(t+7.149)0.592
Q ＝ΨqF
式中：Q——管渠雨水设计流量（升/秒）；
Ψ——径流系数，根据现场情况取值；
q —- 暴雨强度（ 升/秒.公顷）；
F——汇水面积（公顷）；
P——设计重现期，一般取2-3；
t——设计降雨历时（分钟），t＝t1+t2；
t1——地面集水时间；
t2——管内雨水流行时间。
四、河涌截污的主要方式
（1）沿河涌堤岸道路敷设截污管道
由于现状污水或合流污水均为直排河涌，因此沿河涌堤岸道路敷设截污管，将污染源直接收集后就近排入市政污水管道，截污效果最佳。
（2）沿河涌内敷设截污管道
部分河涌两侧建筑物多临河而建，沿河几乎无空间敷设截污管道，即使有沿河道路，路幅往往偏小，管道难以开挖；有些项目受投资等因素限制。因此，只能考虑在河涌内侧敷设截污管道。
管材可考虑钢管、钢筋混凝土管及塑料管，若采用塑料管，应采用砼包封。沿线根据管径及排污口设置检查井，河涌直线段可采用矩形或圆形检查井，河涌转弯段宜采用圆形或扇形检查井。
如果堤岸为混凝土或浆砌块石硬质堤岸时，且沿线排污口较密、管径较小时，则可采用在堤岸上设承托结构支撑架空截污支管，截污支管采用管箍固定于承托结构。承托结构采用植筋技术，在现状堤岸上植入钢筋。承托结构支撑，每2-3m设一个，但有管道接头处必须设置。排污口采用90°、三通等管件接头连接，沿线收集后，就近接入检查井。
五、污水截流井设计要点
城市污水截流井是合流制管道中一个重要的附属构筑物，其主要功能是将城市旱流污水和初期雨水截流入污水截流管，以避免城市水体受到更为严重的污染。污水截流井需保证在雨季时，截流水量尽可能恒定，以避免增大城市污水处理厂的负荷；以及保证合流管道内的雨水排泄通畅。 城市污水截流井一般建在合流管道入河涌口前或新建分流制雨、污水管道处，其设置地点应充分考虑城市污水管道位置、污水截流干管位置、合流管渠位置、排放水体的水位高程及排放点周围地形环境等因素。
目前，国内常用的污水截流井为堰式、槽式、槽堰结合式等。污水截流井与水体的隔断措施一般有拍门、鸭嘴阀及闸门等。
（1）堰式、槽式及槽堰结合式截流井
根据《合流制系统污水截流井设计规程（CECS91:97）》总则中的规定：“1.0.2”本规程适用于管道系统为重力自由出流，截流井为无恒定截流设施，井的溢流管出口不受水体顶托影响的场合。而在粤东沿海地区，大部分沿河排放口均是淹没出流。由于堰式槽式截流缺乏与排水水体的水位隔断措施，势必会造成河水倒灌，无法达到晴天截流污水的效果。因此，一般不宜在粤东地区采用。
（2）拍门
拍门最主要的问题是漏水，在上游系统存在垃圾的时候，很容易造成拍门无法闭合，河水倒灌；同时由于河道淤积的问题，当淤积面高于拍门底标高时，造成拍门无法靠上游水头开启，导致内涝。
（3）鸭嘴阀
开挖设置鸭嘴阀检查井内设置隔墙，鸭嘴阀安装在隔墙上，设置溢流堰。鸭嘴阀截流井的优点为建设完成后，检查井设置盖板，地面仍旧恢复成绿化，对周边景观没有影响，另外管理较为方便，无需人工操作；但其有一个显著的缺点就是由于鸭嘴阀的开启需要一定的水头，会导致上游管道中水位的一定雍高，对于地势较低处，影响将会非常明显，会造成地面的显著积水内涝。
（4）水闸式截流井
能同时满足截流井工艺条件同时避免上述截流措施带来的问题，水闸式截流井就是很理想的设备，常用于粤东地区。
截流井运行原理如下，在晴天或小雨工况：由于出水口经常是淹没出流，必须关闭溢流闸门，防止河水倒灌；污水进入截污管道，送入污水处理厂。大雨时：打开溢流闸门，使片区雨水排入河道，避免造成内涝。
六、结语
河涌截污工程是黑臭水体治理最重要的组成部分,随着河涌截污工程的推进,排入河涌的的污染物大大减少,取得了较好的环境效益和社会效益。
河涌截污工程涉及到旧城区排水管网的改造和新城区规划管网的建设，设计中应特别重视对排水现状的掌握和相关规划的了解，必须根据现状和发展需要合理确定排水分区和排水体制以及污水流量。河涌截污管道收集的污水量是城市污水治理规划、设计和工程实施的重要参数,它决定了截污管的管径、坡度等设计参数,在很大程度上影响着截污管的建设规模和投资,也影响着河涌水质改善的预期效果。通过多种科学方法预测污水总量，控制好建设规模，同时还要根据项目所在地的实际情况把握好截污干管敷设的主要方式以及采用的污水截流井形式。
论文作者:徐彬
论文发表刊物:《防护工程》2017年第25期
论文发表时间:2018/1/3
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