茅洲河經驗：城鎮排水系統如何“擠外水”
分流(liu)(liu)制污水(shui)(shui)管網(wang)(wang)的(de)外(wai)水(shui)(shui)侵入是造成管網(wang)(wang)高水(shui)(shui)位運行、河(he)道溢流(liu)(liu)污染主要(yao)原因之一。在(zai)全(quan)國城鎮污水(shui)(shui)處理(li)提質(zhi)增效(xiao)行動中，各地(di)積極探(tan)索“擠外(wai)水(shui)(shui)”對策(ce)研究。深圳茅(mao)洲河(he)流(liu)(liu)域(yu)屬(shu)珠(zhu)江(jiang)水(shui)(shui)系(xi)三角洲水(shui)(shui)系(xi)，受地(di)下(xia)水(shui)(shui)位偏高、河(he)道感潮、管網(wang)(wang)建(jian)設(she)年代(dai)跨度大等因素影響，污水(shui)(shui)收集(ji)片區普(pu)遍存(cun)在(zai)外(wai)水(shui)(shui)侵入情況(kuang)。依托(tuo)茅(mao)洲河(he)流(liu)(liu)域(yu)水(shui)(shui)環境綜合治(zhi)理(li)工程，在(zai)全(quan)面排查管網(wang)(wang)問(wen)題的(de)基礎上，對流(liu)(liu)域(yu)內某污水(shui)(shui)收集(ji)片區管網(wang)(wang)的(de)雨污混接、結構性缺陷、河(he)潮水(shui)(shui)倒灌(guan)進行系(xi)統治(zhi)理(li)。在(zai)創新的(de)“六邊”實施模式(shi)保障下(xia)，外(wai)水(shui)(shui)得到(dao)有效(xiao)控制，提質(zhi)增效(xiao)取得了良好效(xiao)果。
城(cheng)鎮排水(shui)(shui)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)穩(wen)定(ding)高效(xiao)運行(xing)是(shi)保障黑臭水(shui)(shui)體治(zhi)理(li)成效(xiao)的(de)(de)前提之一(yi)(yi)，尤其是(shi)降雨量(liang)充沛、水(shui)(shui)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)發(fa)達、居住(zhu)密(mi)度(du)高的(de)(de)南方(fang)城(cheng)市(shi)，對(dui)排水(shui)(shui)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)健康(kang)水(shui)(shui)平(ping)有著(zhu)更高要求(qiu)。隨著(zhu)城(cheng)市(shi)老城(cheng)區(qu)的(de)(de)排水(shui)(shui)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)改造、土地用途變更以及新(xin)城(cheng)擴張(zhang)，出現了管網(wang)底帳不清、系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)不銜(xian)接(jie)、私搭(da)亂(luan)接(jie)等(deng)(deng)一(yi)(yi)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)列問題，管網(wang)維護工作(zuo)也普遍落后于管網(wang)建設。對(dui)污水(shui)(shui)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)查(cha)漏補缺時，需要在(zai)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)摸排-問題診斷-方(fang)案設計-修復驗收等(deng)(deng)各環節前后緊密(mi)銜(xian)接(jie)，這也決定(ding)了此(ci)類項目在(zai)技術路線和實施模(mo)式方(fang)法上(shang)與傳統(tong)給排水(shui)(shui)工程(cheng)存在(zai)較(jiao)大差異。茅(mao)洲(zhou)河(he)流域某片區(qu)污水(shui)(shui)收集管網(wang)長期存在(zai)高水(shui)(shui)位運行(xing)情況，經過(guo)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)排查(cha)與梳理(li)，診斷存在(zai)較(jiao)嚴(yan)重的(de)(de)外水(shui)(shui)侵入情況，針對(dui)性開(kai)展了一(yi)(yi)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)列治(zhi)理(li)措施，取得較(jiao)好成效(xiao)，可為此(ci)類工程(cheng)的(de)(de)開(kai)展提供模(mo)式和方(fang)案借鑒。
1 某片區污水收集情況
某污(wu)水(shui)(shui)收(shou)集片(pian)(pian)區(qu)位于茅洲河流(liu)域下游，總服務(wu)面積22.4 km²，服務(wu)人(ren)口約(yue)35萬人(ren)，區(qu)域內工業企(qi)業眾(zhong)多(duo)，部分河道受珠江口潮汐作(zuo)用，屬(shu)于感潮河段。經過近年的雨污(wu)分流(liu)管網工程建設，片(pian)(pian)區(qu)內基本形成了分流(liu)制排水(shui)(shui)體(ti)制。污(wu)水(shui)(shui)通(tong)過2個次(ci)干(gan)管收(shou)集子片(pian)(pian)區(qu)和2個沿河截(jie)污(wu)管子片(pian)(pian)區(qu)收(shou)集，輸送(song)至(zhi)石巖污(wu)水(shui)(shui)干(gan)管，利(li)用中(zhong)途污(wu)水(shui)(shui)提(ti)升泵站(zhan)轉輸，然后連(lian)同其他片(pian)(pian)區(qu)污(wu)水(shui)(shui)輸送(song)至(zhi)末端水(shui)(shui)質(zhi)凈化廠處理(li)。
石巖(yan)(yan)排污(wu)(wu)渠是水質(zhi)凈(jing)化(hua)廠的污(wu)(wu)水收集主干管之(zhi)一，中途提升泵站前(qian)的石巖(yan)(yan)排污(wu)(wu)渠分(fen)為DN1 000~1 500的上(shang)游管道段(duan)(duan)和DN2 400×1 300的中游箱涵段(duan)(duan)。中途泵站設(she)計抽排污(wu)(wu)水量15萬m³/d，末(mo)端水質(zhi)凈(jing)化(hua)廠總(zong)處理規(gui)模(mo)50萬m³/d,排放標準(zhun)為《地(di)表(biao)水環境質(zhi)量標準(zhun)》（GB 3838-2002）準(zhun)Ⅳ類。
2 存在問題
2.1 石巖排污渠長期高水位運行
根據2018年(nian)運(yun)行(xing)(xing)數據，中途污水(shui)(shui)提(ti)升泵(beng)站(zhan)(zhan)前池的(de)實際運(yun)行(xing)(xing)水(shui)(shui)位比設計(ji)水(shui)(shui)位的(de)4.2 m顯著偏高(gao)，在(zai)(zai)設計(ji)運(yun)行(xing)(xing)工況下(xia)，年(nian)平均液位為4.9 m，全年(nian)超設計(ji)水(shui)(shui)位運(yun)行(xing)(xing)天數達334天，同時導致上游新橋河和上寮河沿河截污系(xi)統的(de)雨季溢流現(xian)象頻發，致使水(shui)(shui)質惡化(hua)。此外，下(xia)游水(shui)(shui)質凈化(hua)廠前的(de)臺封污水(shui)(shui)提(ti)升泵(beng)站(zhan)(zhan)也存在(zai)(zai)前池液位偏高(gao)現(xian)象，尤(you)其在(zai)(zai)5月(yue)至10月(yue)深圳市(shi)的(de)雨季期間，水(shui)(shui)位情況和波動幅度尤(you)為異常。
2.2 末端水質凈化廠進水水量、水質波動大
如圖3所(suo)示(shi)，將水(shui)質凈(jing)化廠(chang)進(jin)(jin)水(shui)監測(ce)(ce)數(shu)據與附(fu)近雨(yu)量觀測(ce)(ce)站(zhan)的觀測(ce)(ce)數(shu)據對比分(fen)析可以發現，2019年7月至9月雨(yu)季期間，進(jin)(jin)廠(chang)BOD5濃度與日累(lei)計降(jiang)雨(yu)量直接(jie)存在滯(zhi)后負相關性，存在大量雨(yu)水(shui)進(jin)(jin)入污(wu)水(shui)系統的可能，拉低污(wu)水(shui)廠(chang)的運行(xing)負荷。另一(yi)方面，2019年雨(yu)季月份(fen)的平均進(jin)(jin)廠(chang)BOD5濃度為(wei)62.7 mg/L，而(er)旱(han)季月份(fen)也僅為(wei)69.3 mg/L，而(er)深(shen)圳地區典型排水(shui)小(xiao)區接(jie)入市政檢查井的平均污(wu)水(shui)BOD5濃度在150~260 mg/L，表明除了雨(yu)水(shui)外，污(wu)水(shui)收(shou)集系統仍有較(jiao)大比例(li)其他外水(shui)匯(hui)入。
3 分析排查
為了對(dui)片區污水(shui)(shui)管網外水(shui)(shui)入(ru)侵情況系統排(pai)查，首先對(dui)片區污水(shui)(shui)量(liang)(liang)(liang)(liang)進行(xing)分析。由于缺(que)乏實測資料(liao)，片區污水(shui)(shui)量(liang)(liang)(liang)(liang)根據供水(shui)(shui)量(liang)(liang)(liang)(liang)折算推算，并通過深圳(zhen)市人均綜(zong)合(he)用水(shui)(shui)量(liang)(liang)(liang)(liang)435.7 L/d結合(he)產污系數(shu)推算驗證。經計算片區污水(shui)(shui)量(liang)(liang)(liang)(liang)約為13萬m³/d,中途泵站15萬m³/d的提(ti)升能力(li)可滿(man)足污水(shui)(shui)轉輸需求，且石巖排(pai)污渠的過流能力(li)符合(he)設計要求。因(yin)此，片區污水(shui)(shui)管網高水(shui)(shui)位運行(xing)和末端水(shui)(shui)質凈化廠(chang)水(shui)(shui)質水(shui)(shui)量(liang)(liang)(liang)(liang)波動與外水(shui)(shui)入(ru)侵有關。
3.1 雨水管線混接摸排
為評(ping)估(gu)石(shi)(shi)巖排污渠的雨(yu)水(shui)(shui)(shui)侵(qin)入情況(kuang)，2019年2至3月期間對石(shi)(shi)巖排污渠在中(zhong)途泵(beng)站前的檢查(cha)(cha)(cha)井(jing)進行(xing)水(shui)(shui)(shui)位持(chi)續監測，分(fen)析檢查(cha)(cha)(cha)井(jing)水(shui)(shui)(shui)位與雨(yu)水(shui)(shui)(shui)侵(qin)入關系。如(ru)圖4所示，檢查(cha)(cha)(cha)井(jing)水(shui)(shui)(shui)位變化與日累計降雨(yu)量顯著相關，存(cun)在雨(yu)水(shui)(shui)(shui)侵(qin)入污水(shui)(shui)(shui)系統情況(kuang)。
因此，對(dui)片區內石(shi)巖排(pai)(pai)污(wu)渠及子片區次干管(guan)展開物探排(pai)(pai)查(cha)，核查(cha)管(guan)線接入(ru)情況，共排(pai)(pai)查(cha)出13處(chu)(chu)主要(yao)大管(guan)徑雨水(shui)管(guan)錯(cuo)接點，其中DN1 000的(de)雨水(shui)管(guan)接入(ru)2處(chu)(chu)、DN800的(de)雨水(shui)管(guan)接入(ru)3處(chu)(chu)。管(guan)網(wang)錯(cuo)混接導致大量雨水(shui)混入(ru)，是造成(cheng)石(shi)巖排(pai)(pai)污(wu)渠高水(shui)位運行的(de)主要(yao)原因之一(yi)。
3.2 管網缺陷檢測
由于(yu)片區污(wu)水(shui)(shui)管(guan)網前期的建設(she)、管(guan)理主(zhu)體分散，管(guan)網維護(hu)以(yi)應急(ji)性維修為主(zhu)，缺乏(fa)定期養護(hu)，而本工程管(guan)網處于(yu)珠江口東岸(an)，地勢(shi)低洼，地下水(shui)(shui)位較(jiao)高因此，一(yi)旦(dan)出現結構缺陷，地下水(shui)(shui)入滲問(wen)題(ti)較(jiao)為突出。因此，對整個水(shui)(shui)質凈化(hua)廠污(wu)水(shui)(shui)系統(tong)管(guan)網開展清淤、檢測、評(ping)估。
借助CCTV檢測技術(shu)(shu)，在水(shui)(shui)質(zhi)凈化廠(chang)收水(shui)(shui)管(guan)(guan)網共(gong)發現存在結構性(xing)缺(que)陷的管(guan)(guan)段12.5 km，共(gong)1 239處，片(pian)區范圍內的污水(shui)(shui)管(guan)(guan)普遍存在滲(shen)漏、破裂、脫節(jie)、錯口等結構性(xing)缺(que)陷，見圖5。參照《城(cheng)鎮排水(shui)(shui)管(guan)(guan)道(dao)檢測與評估(gu)技術(shu)(shu)規程》分類，一級缺(que)陷占36.8%，其中滲(shen)漏、脫節(jie)和錯口是(shi)發現的主要問題。
3.3 河、潮水倒灌排查
由(you)于本片(pian)(pian)區屬于珠(zhu)江口(kou)(kou)河(he)(he)道(dao)(dao)感(gan)潮(chao)區域，而沿(yan)河(he)(he)截污系統與片(pian)(pian)區內河(he)(he)道(dao)(dao)排(pai)(pai)口(kou)(kou)連通(tong)，存在河(he)(he)（潮(chao)）水(shui)倒灌(guan)風險。通(tong)過水(shui)文數(shu)據與管網設計資料核查（見圖6），片(pian)(pian)區內某感(gan)潮(chao)河(he)(he)道(dao)(dao)的(de)河(he)(he)底(di)高程在-2.6~-0.1 m，調查其(qi)沿(yan)河(he)(he)排(pai)(pai)口(kou)(kou)并(bing)分析潮(chao)位(wei)后發現，在平均潮(chao)位(wei)線以下(xia)的(de)排(pai)(pai)口(kou)(kou)有11個，占19.6%，其(qi)中沿(yan)河(he)(he)截污溢流排(pai)(pai)口(kou)(kou)7個；而20年一遇洪水(shui)位(wei)以下(xia)的(de)排(pai)(pai)口(kou)(kou)達到82.1%。對(dui)片(pian)(pian)區內所有排(pai)(pai)口(kou)(kou)進行梳(shu)理，共找出存在高潮(chao)位(wei)下(xia)倒灌(guan)風險的(de)排(pai)(pai)口(kou)(kou)83處。
3.4 沿河截污管截流過量雨水
合(he)流(liu)制時期，片(pian)區(qu)內建設(she)了較多沿(yan)河(he)截(jie)污(wu)(wu)系(xi)(xi)統(tong)，而隨著(zhu)近年片(pian)區(qu)雨污(wu)(wu)分流(liu)改造(zao)的(de)(de)完善(shan)，目前沿(yan)河(he)截(jie)污(wu)(wu)管的(de)(de)實際收集(ji)對象旱季零星漏排(pai)污(wu)(wu)水(shui)和初期污(wu)(wu)染雨水(shui)。但由于合(he)流(liu)制時期設(she)計(ji)的(de)(de)截(jie)流(liu)標(biao)準較高(gao)，降雨期間，大量(liang)清潔(jie)雨水(shui)被截(jie)流(liu)送往(wang)水(shui)質凈化(hua)(hua)廠，出現了沿(yan)河(he)截(jie)污(wu)(wu)系(xi)(xi)統(tong)截(jie)流(liu)能力與水(shui)質凈化(hua)(hua)廠處理(li)能力不匹配的(de)(de)問題(ti)。
4 對策措施
綜合考慮問題的復(fu)雜(za)性和緊迫(po)性，現階段(duan)對片區內(nei)雨水(shui)管(guan)線混接(jie)、地下水(shui)入(ru)滲、河潮水(shui)倒灌問題進行(xing)整治，將(jiang)沿河截污系統的功能改造(zao)列入(ru)后續實施(shi)計(ji)劃。
4.1 實施模式
考慮(lv)到(dao)管(guan)網排查結(jie)果時(shi)效性，同時(shi)減少(shao)重復工(gong)(gong)作量、提高效率，在(zai)進行管(guan)網問題(ti)分析排查時(shi)，就確定采用“六(liu)(liu)邊(bian)(bian)”模式(shi)進行，即“邊(bian)(bian)清淤、邊(bian)(bian)檢測、邊(bian)(bian)修復、邊(bian)(bian)管(guan)理(li)、邊(bian)(bian)驗收、邊(bian)(bian)移交”的六(liu)(liu)邊(bian)(bian)方式(shi)實施(shi)。實施(shi)時(shi)做到(dao)業主、設計監理(li)、設計、施(shi)工(gong)(gong)監理(li)、施(shi)工(gong)(gong)單位(wei)、權屬(shu)單位(wei)同時(shi)到(dao)位(wei)，以貫徹“六(liu)(liu)邊(bian)(bian)”模式(shi)的實施(shi)。
4.2 整改措施
（1）雨(yu)(yu)水(shui)(shui)管(guan)線(xian)遷改。對于錯接(jie)入(ru)(ru)片區(qu)干支管(guan)的雨(yu)(yu)水(shui)(shui)管(guan)進行溯源(yuan)，參照《深圳市面源(yuan)污染整治管(guan)控技(ji)術(shu)路(lu)線(xian)及技(ji)術(shu)指南（試行）》的劃分(fen)標準，調查(cha)雨(yu)(yu)水(shui)(shui)路(lu)徑是否流(liu)經D類重(zhong)點(dian)面源(yuan)污染地塊。若(ruo)經過，則(ze)增設棄流(liu)設施(shi)，復(fu)核過流(liu)能力(li)后，就近接(jie)入(ru)(ru)雨(yu)(yu)水(shui)(shui)箱(xiang)涵(han)或河道(dao)；若(ruo)不經過，則(ze)直接(jie)新建管(guan)線(xian)接(jie)入(ru)(ru)自然水(shui)(shui)體。
（2）污水(shui)管道(dao)修復、翻建。本(ben)次(ci)整治對管道(dao)存在的結(jie)構性缺(que)陷以(yi)非開挖修復為主(zhu)，同時(shi)對嚴重缺(que)陷段管道(dao)，諸如嚴重脫節、錯口的管道(dao)進行翻建處理。
按(an)照《城鎮排(pai)水管道檢測與評估技術(shu)規(gui)程》規(gui)定的參數技術(shu)方法(fa)，按(an)以下標準確定修復范圍及(ji)方法(fa)。
(3) 排(pai)口(kou)改造。對現(xian)場(chang)調(diao)查中(zhong)發現(xian)存在倒灌問題或(huo)風險的排(pai)水口(kou)加裝鴨(ya)嘴閥或(huo)進(jin)(jin)行歸并，完善(shan)排(pai)口(kou)檔案，遠期結合(he)沿河(he)截污系(xi)(xi)統改造進(jin)(jin)行系(xi)(xi)統性改造。
（4）沿(yan)河截(jie)(jie)污(wu)改(gai)造。考慮到當前污(wu)水收集系統(tong)仍存在部分(fen)漏排污(wu)水，沿(yan)河截(jie)(jie)污(wu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)作(zuo)為(wei)污(wu)水入(ru)河的最后一道防線，仍發揮著重要作(zuo)用(yong)。因此，沿(yan)河截(jie)(jie)污(wu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的改(gai)造放在后期(qi)污(wu)水收集系統(tong)全(quan)面完善后實(shi)施。改(gai)造思路是將片區內已建沿(yan)河截(jie)(jie)污(wu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)可分(fen)為(wei)三(san)類(lei)。一類(lei)截(jie)(jie)污(wu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)為(wei)有調蓄(xu)價值(zhi)的截(jie)(jie)污(wu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)，可利用(yong)其作(zuo)為(wei)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)涵(han)調蓄(xu)，增(zeng)設(she)溢流(liu)(liu)、限流(liu)(liu)措施，對初期(qi)雨水進行(xing)收集和錯(cuo)峰排放；二類(lei)截(jie)(jie)污(wu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)為(wei)無調蓄(xu)價值(zhi)的截(jie)(jie)污(wu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)，針對此類(lei)沿(yan)河截(jie)(jie)污(wu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)，可根據河道的合流(liu)(liu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)流(liu)(liu)經的下墊面面源污(wu)染(ran)等(deng)級情況，在截(jie)(jie)污(wu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)旁增(zeng)設(she)調蓄(xu)池、溢流(liu)(liu)、限流(liu)(liu)等(deng)設(she)施達(da)到對初期(qi)雨水進行(xing)調蓄(xu)的目的。三(san)類(lei)為(wei)其他沿(yan)河截(jie)(jie)污(wu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)，可廢(fei)棄或改(gai)造為(wei)市政(zheng)污(wu)水管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)網。
5 實施效果
雨(yu)水(shui)管(guan)線遷改、污水(shui)管(guan)道(dao)修復、翻建和排口改造等(deng)第(di)一階段的(de)(de)提質增效(xiao)(xiao)工作在2019年5月底基本實(shi)施完成(cheng)。為(wei)驗(yan)證(zheng)實(shi)施效(xiao)(xiao)果(guo)，對(dui)雨(yu)季的(de)(de)中途泵(beng)站的(de)(de)前(qian)池每日(ri)9：00點的(de)(de)水(shui)位(wei)高(gao)程(cheng)進行分析。結(jie)果(guo)表(biao)明，與(yu)去年同(tong)(tong)期(qi)相比，同(tong)(tong)等(deng)抽排量情況下，泵(beng)站前(qian)池平均水(shui)位(wei)高(gao)程(cheng)從5.6 m下降(jiang)到4.4 m，且波動收窄，降(jiang)雨(yu)量與(yu)水(shui)位(wei)的(de)(de)變(bian)化關系不顯著，說明該片區外水(shui)剝離效(xiao)(xiao)果(guo)顯著。
第二(er)階(jie)段工作將在深入上游摸排雨(yu)污混接(jie)的(de)(de)基(ji)礎(chu)上，通過改造沿(yan)河系統(tong)，加裝精準(zhun)截流、限流裝置，使沿(yan)河截污系統(tong)的(de)(de)功能(neng)轉變為初(chu)期雨(yu)水(shui)收集調蓄系統(tong)，在進一步剝(bo)離(li)清(qing)潔后期雨(yu)水(shui)的(de)(de)同時，控制(zhi)雨(yu)水(shui)面源(yuan)污染，持(chi)續推(tui)進污水(shui)系統(tong)的(de)(de)持(chi)續提質增效。
6 結語
分流(liu)制地(di)區污(wu)水(shui)(shui)系(xi)統的(de)提(ti)質增效，在努力提(ti)高污(wu)水(shui)(shui)收(shou)集(ji)率的(de)同時，要重點關注存量(liang)污(wu)水(shui)(shui)管(guan)(guan)網的(de)外水(shui)(shui)侵入問題(ti)，在全面掌握污(wu)水(shui)(shui)收(shou)集(ji)系(xi)統存在問題(ti)的(de)基礎上，排查雨(yu)水(shui)(shui)、河(he)水(shui)(shui)、地(di)下水(shui)(shui)的(de)進入管(guan)(guan)網的(de)路徑和(he)程度。從源(yuan)頭-遷移-末端各環(huan)節剝離(li)外水(shui)(shui)；其次，排水(shui)(shui)系(xi)統的(de)穩定運行(xing)離(li)不開專業的(de)運維(wei)管(guan)(guan)理，需要并(bing)加強(qiang)管(guan)(guan)道水(shui)(shui)位(wei)排查與排水(shui)(shui)戶管(guan)(guan)理，并(bing)通(tong)過日(ri)常管(guan)(guan)養和(he)科學(xue)調度彌補(bu)系(xi)統性(xing)問題(ti)，使城市(shi)排水(shui)(shui)系(xi)統高效運轉、水(shui)(shui)環(huan)境(jing)長(chang)制久清。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
