摘要：针对城市老旧社区合流制排水，探讨了排水管网现状及雨污分流改造的必要性。并针对老旧社区建筑密度大，地下管线错综复杂的情况，从基础资料，优化设计，施工安全，维护可靠等方面提出意见和建议，为城市老旧社区的雨污分流改造，保护水生态环境以及黑臭水体治理等提供参考。
关键词：城市 老旧社区 雨污分流 改造
0 引言
大中城市中的老旧社区大多建于上个世纪，出于投资或外部市政接口条件的限制，许多社区内部排水采取的是合流制方式。此类排水体制虽能节省部分工程造价，但雨污混合水直排自然水体，造成大面积的水体富营养化甚至水体黑臭现象，给城市水环境带来巨大压力。随着经济的发展和生活环境要求的不断提高，近几年来，城市老旧社区的雨污分流改造事项被逐渐提上日程。
1 雨污分流改造的必要性
城市黑臭水体是百姓反映强烈的水环境问题，近几年"让市长下河游泳"的呼声也反映了百姓对解决和治理城市黑臭水体的强烈愿望。国务院也明确要求，2017年年底前，直辖市、省会城市、计划单列市建成区基本消除黑臭水体；2020年年底前，地级以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内；到2030年，全国城市建成区黑臭水体总体得到消除。
导致水体黑臭的主要原因，是过量有机碳污染物及含磷化合物排入水体，使溶解氧降低。这些污染物中的糖类、蛋白质、氨基酸、油脂等有机物的分解消耗大量溶解氧，造成水体缺氧。当水中溶解氧低于0.2mg/L时，厌氧微生物大量繁殖并分解有机物，产生大量致黑致臭物质，从而引起水体发黑发臭。有些黑臭物质如H2S的阈值很低（0.006μg/L），微量即可产生强烈黑臭。
城市黑臭水体形成的污染源包括点源污染，面源污染，内源污染，其它污染等，尽管面源污染占整个污染的2/3以上，但点源污染却是城市水体黑臭的最主要原因。黑臭水体统筹化综合治理七字诀包括：截、引、净、减、调、养、测。截，就是切断点源污染，而雨污分流改造，则是“截”字的工程体现。
现今很多大中城市将雨污水分流作为保护环境，节约能源，营造 “宜居城市”的一项重要举措。如武汉早就要求新建道路及小区均采用雨污分流制，对并已建市政道路上的排水管道进行雨污分流改造。特别是为迎接2019年的第七届世界军人运动会，武汉市下发了“四水共治”工作方案，2018年计划投资约290亿元，实施446个项目，对中心城区及老旧社区进行了大范围的雨污分流改造，以期改善城市水环境和居民居住环境，提高城市品位，并为城市健康持续发展注入新的动力源。
2 排水系统存在的问题
根据项目现场调查所得的排水管网建设情况，城市老旧社区的排水问题大致分为如下五类。
第一，社区内部未建设任何污水处理设施，污水直接排入附近水体。此类情况中，又分为两种，A类为社区内部雨水和污水管网在上游端为两套独立管网系统，但由于当时室外配套的城市污水管网尚未建成，社区内部污水管无法外接至城市污水管网，故两套管网在下游端合并，雨污水混合后就近排入附近水体。这种情况可称之为半合流制，雨污分流的改造量小，也相对较容易。B类为社区内部完全只有一套排水管网，所有雨水和污水均通过该管网就近排至附近水体，这种情况可称之为完全合流制，雨污分流管网改造量大，也非常复杂。
第二，社区内部雨污水管网均为独立设置，且建有一体化污水处理设施，社区内部污水经过处理后排入附近水体，但出水水质不可控，达不到出水水质要求。
第三，社区内部建设有独立的污水管网和雨水管网，室外也有配套的城市污水管网，但是社区内部的一些住户，处于种种原因，将部分污水管直接接入雨水管道系统中。笔者设计的16个城市老旧社区雨污分流改造项目中，多达68%～82%的居民将洗衣机放在阳台，洗衣机排水直接进入雨水管中。此类污水含有大量洗涤剂，直排市区河湖，其中的磷势必造成河湖的富氧化，并恶化水体黑臭现象。
第四，随着社会发展和国家建设标准的提高，老旧社区的雨水和污水管网的管径，污水处理设施的出水水质，不满足现行规范和标准的要求。
第五，由于缺乏维护和管理，很多老旧社区的排水管网堵塞严重，部分污水提升设施损坏废弃，污水溢流入附近水体。
上述几类排水问题形成的根源，一是市政管网建设不健全；二是彼时的经济水平和法规落后；三是彼时的环保意识落后，众多因素叠加导致了如今之现状。
3 雨污分流改造设计思路
雨污分流改造工程的设计，必须立足于排水现状，有的放矢，根据社区排水管网的具体情况，采取行之有效的策略。据前面所提排水系统存在的问题，改造设计大体分为如下几种策略。
3.1 废除原合流制管道
老旧社区的合流管道，包括全部为合流管（B类）和部分合流管道（A类），此类雨污混接现象，使得污水通过雨水管道直接排入受纳水体，造成严重污染。
针对排水管网中存在的第一类问题的B类管网，需要对原有管网系统进行摸排，理顺社区内部的雨污水管网，实现雨污完全分流。对于破损堵塞严重或者雨污混接现象过于混乱的区域，应废除原有系统，重新兴建雨污分流系统。完全合流制系统的管道，由于串接有雨水口，管道内部又残留大量污染物，既不便用作污水管网，也不便用作雨水管网（沉积物会造成污染）。废除该类合流制管道，并结合第四类问题，按照现行规范要求，重新设计雨污分流管网系统为首选，该种策略主要适用于上世纪八十年代前建成的老旧社区。
3.2 利用原有管道
对于社区和建筑物前端均有独立的雨、污水管网系统，仅在管网末端进行合流的系统，包括第一类问题的A类管网和第二种问题的管网，应将末端的现状合流管保留为雨水管，新建部分污水管，将小区污水引至市政污水管网，原污水处理设施（如有）则可停用。这是由于新建污水管道管径较小，保留原有合流管道用作为雨水管道，可以节约工程投资20%以上。该种策略主要适用于上世纪八十年代至本世纪之间建成的老旧社区。
3.3 增设屋面雨水管道系统
针对第三种问题，阳台洗衣机废水含磷量高，水量大，是诱发水体富营养化和黑臭现象的重要因素之一。对于此类废水，涉及大量家庭，要求住户自己将洗衣废水改接至污水管没有可行性，因为阳台上并未建设有污水管道系统，故只能将阳台上的立管当污水立管使用。
为保证洗衣废水接入室外污水管网系统，需要沿建筑周边地面新建部分污水管网系统，并将原雨水立管的末端改接入该管网之中。为避免屋面雨水通过原立管进入污水系统，对污水处理造成冲击，还需要另外建设一套雨水立管系统。该立管顶端与原雨水口的悬吊管相连，底部则接入现有雨水管网之中。两者结合，方可彻底解决此类雨污水混接的问题。
3.4 考虑海绵设施的净化调蓄作用
初期雨水携带污染物质较多，包括冲刷路面携带的油脂类及金属类物质、从大气中携带的污染物质等，直接排入水体，也会对河湖水体的生物环境造成很大影响。因此改造设计中可考虑部分海绵设施，如透水铺装、绿色屋顶、下沉式绿地、生物滞留设施、湿塘、雨水湿地、植草沟、蓄水池等等，不仅可以充分利用它们的调蓄作用，减小雨水干管的管径，降低下游管道埋深，节省造价，有效解决城区内涝；同时也能通过这些海绵设施的渗、滞、蓄、净、用、排等功能，达到净化初期雨水的目的。有研究表明，海绵设施对径流雨水中的TP、TN、NH3-N、COD、SS平均消减率分别为60%、18%、45%、40%、41%。
海绵设施还可增加景观水量，美化居住环境。但此种策略属于较高标准的要求，代价较大，如 海绵设施中的透水铺装造价为100-200元/m2，雨水湿地为500-700元/m2，人工土壤渗滤则高达800-1200元/m2，此类代价不菲海绵设施的取舍，取决于政府意愿和当地财政实力。
3.5 问题及应对策略
表1 排水管网问题类别及应对策略
4 施工过程中存在的问题
4.1 涉及主体众多，协调困难
雨污分流改造施工过程中涉及主体众多比如与住户的协调，与施工单位的协调，和小区居民的协调等，协调难度大。当管线穿越铁路、桥梁、道路、河道时，还需与铁路、道路、环保、交管以及河道等主管部门协调。各方基于损失最小化和利益最大化的思量，会对建设主体提出各种利益索求，如铁路安全维护费、道路交通导流费、路面开挖补偿费、青苗补偿费等等。如湖北省水泥混凝土路面开挖补偿费为240元/米左右，部分发达地区则高达500元/米，铁路安全维护费及交通导流费则难以量化，而改造工程项目往往受投资额度所限，全盘接受相关方的利益索求不太现实，因而在项目实施过程中与各方的沟通和协调显得任重而艰难。
4.2 施工环境复杂，限制因素众多
改造工程与新建工程的一个重要区别在于，新建工程场地内部的环境条件简单，限制因素相对较少；而改造工程，周边建构筑物众多，各种地下地上管线复杂。施工时既要考虑管线在平面上的避让，又要考虑重力流管线在高程上的冲突，还得考虑对现有构筑物安全的影响（距建筑基础不小于2.5m～3m）。无论是采取开挖施工、还是拖拉施工和顶管施工，都需要一定的人机施工空间，通常还需考虑施工对附近交通的影响，采取交通导流措施。
如一条埋深6m，管径DN600的污水管开挖施工，约需1.5m安装宽度，6m宽度放坡（坡比1：0.5计），3m宽度堆土（仅考虑单侧堆土）、挖机占4m宽，所需施工总宽度约为14.5m；即便按支护开挖施工，不考虑放坡，也需要8.5m宽施工空间，且由于地下燃气管线等原因，往往难以实施支护开挖。因而一个很简单的事情，在老旧社区则显得相当复杂，甚至难以实施。
因此，对于雨污改造项目，一方面，施工方需与设计方进行更多的沟通，以使改造方案具有更高的适应性；另一方面，施工单位也应提升自己的施工能力，以适应改造工程严苛的施工场合。
4.3 基础资料不准确，存在安全隐患
雨污分流改造项目的方案立足于排水管网现状，故地下管线探测资料的准确性直接影响着设计优化和施工安全。市面上的管道探测单位目前采用的自动探测仪器，只能探测地下约5m左右的金属管道。而老旧社区的排水管道，大多为凝土管，自动探测仪器无法发挥功能，只能依靠人工寻找排水井盖，将其撬开后手工测量管径和方向，如此不但效率低下，也容易产生资料失真。而基础资料不准确，容易导致施工事故。比如武汉某一小区雨污分流改造项目，便发生施工过程中挖断原有污水管的事故，其原因便是管探资料不准确。所幸挖断的是污水管而非燃气管道，否则后果不堪设想。
准确的基础资料是设计合理和施工安全的前提，而要实现这个目标，一是要求探测单位努力提高探测技术水平，二是加强职业道德教育，防止资料作假；三是要求设计单位加强基础资料验证，及早发现问题。
5 运维管理
排水系统大都处于地下，工作环境较为恶劣，其管道和设备都需要定期检修维护。老旧社区的排水管网往往缺乏维护，很少有人清通，导致部分管道排水不畅；还有部分污水提升设备损坏而停运，使得污水直接溢流入附近水体。
缺乏维护的原因主要在于排水系统产权不清晰，责任不明确。主管部门在排水系统建设完毕后，将其维护工作推给了社区；而社区则认为维护工作理应由政府负责，因而不少排水系统处于无人管理状态。
排水管道的清通以人工为主，但管道发生堵塞时，由于技术设备的限制，具体的堵塞位置难以摸清，且清通手段有限，因而清通作业耗时长，投入人工多，劳动强度大，投入费用也高，目前市政管道清淤的价格为200～300元/米，按一个小区2公里的清淤长度计，一次清淤费用约40～60万。很显然，对于城市老旧社区，既无此技术能力，也无此资金实力。从这两方面考虑，笔者认为，排水管网的维护宜由政府主管部门委托专业公司实施维护更为妥当。专业化的维护公司，可以有计划的定期检查和维修，并利用先进的清通和检查设备，大大提高工作效率，降低维护成本。政府宜将这种维护模式形成制度，以明确职责；并提出维护细则要求，监督专业公司落实责任；同时也应落实资金安排，以确保机制长久有效。
6 总结
城市老旧社区雨污分流改造是一项关乎城市水环境的民生工程，点多面也广，受限因素众多，需要政府，企业，居民等各方重视，并从基础资料准确，设计方案优化，施工安全可行，管理维护可靠等方面综合入手，才能切实做好城市老旧社区雨污分流改造，从而减轻给城市水环境带来的负面影响，并进一步为老旧社区居民带来高质量的生活环境。
参考文献：
[1]高小平.老城区雨污分流改造工程的对策与思考[J].中国给水排水.2015，10.
[2]陈伟汉.城镇雨污分流改造工程设计思路[J].建筑设计.2016，1.
[3]李剑锋.雨污分流应当因地制宜[J].水利科技与经济.2011，17.
[4]董春晓.实施城市雨污分流的意义及其改造措施[J].基层建设.2017，21.
[5]顾汤华.基于海绵城市下的绿地径流污染物消减分析[J].上海建设科技.2017，5.
论文作者:廖晓数,罗金学,刘祥
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/27
标签：管网论文; 污水论文; 水体论文; 社区论文; 雨水论文; 城市论文; 老旧论文; 《基层建设》2019年第16期论文;