中小城市河道截污工程设计探讨

彭 刚，赵 廷

（1.中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北武汉 430010；2.即墨市城乡建设局，山东即墨 266200）

0 前言

随着经济的快速发展，城市河道的污染问题日益严重，损害了城市形象，又妨碍了市民生活质量。为改善河道的环境，通过截污工程最大程度地消减入河污染物是改善河道水质的必要手段。一般情况下，截污管道是保护河道水质、沿程收纳入河污水的纳污管道，同时也是输送城市污水的主干管。科学合理地设计截污干管是保护河道水质、完善城市排水体系的必要条件。下面以某中等城市河道的截污工程为例，对中小城市河道的截污工程的设计进行探讨。

1 截污管道形式

沿线排污口接入截污主管道的形式应本着“远近结合”的原则并根据沿岸地块的排水体制情况来确定。首先应结合管线物探资料并经现场摸排，清晰地掌握沿线每个排污口的位置和数量，如图1所示，沿河道北侧和南侧分别有13和15处排污口，其中B12和N7为两处支流，每个排污口流域内地块的排水体制情况见表1所列。

如图2所示，对于分流制地块，其污水管道可以直接接入新建污水截流主管道；对于合流制地块，应当通过截流井拦截设计倍数的雨污混合水进入污水主干管。同时为了避免合流管内的雨污混合水与截污主管道内的污水混合而使后者被稀释，截流井应当设置在合流管接入截流主管道之前。如图2中合流地块B，可以在其合流管靠近河道红线的位置上设置截流井，在合流管的一侧敷设一根污水支管，截流井将合流管内的污水截流后排入污水支管。待该合流制地块被改造成分流制后，原合流管保留用作雨水管道，分流制污水可以直接接入截污主管道。

图1 河道流域地块分析图

表1 河道两岸排污口及排水体制情况表

这样合流制地块变为分流制地块以后，河道红线以内不需要开挖改造就可以顺利实现从“截流式合流制”向分流制的过渡，沿岸各个排污口采用的连接方式见表1所列。

2 污水量计算（见图2）

如图2所示，随着两岸所有的地块都变为分流制地块以后，截污主管道也就变成了分流制的污水主管道。因此，截流主管道1～2近期旱流平均污水量Q1=Qa1+Qb1，雨天合流污水流量Q2=Qa1+(n+1)Qb1；远期改造完成后截流主管道1～2污水平均流量Q1’=Qa1+Qb1’。一般来讲，城中村的人口密度较小，原址改造后的地块以高层建筑为主，其污水产生量Qb1’要大于前者的污水量Qb1，Qb1’可以根据规划用地性质和面积来计算。所以，截流主管道1～2的污水量应当按照近期雨天混合污水量Q2和远期旱流污水量Q1'两者中的的较大值进行设计。

图2 截污管道连接形式示意图

3 截污主管道设计计算

对于不同连接形式的河道截污系统，其计算方法有所不同。对于该工程所采用的截污主管道的连接形式，下面结合图2介绍一下其设计计算原理。

根据相关资料，在要求高的场合，计算合流管渠设计流量时，旱流污水部分可以取最大时流量[1]。因此各管段在晴天和雨天状态下的设计流量为：

式中：K总0、K总1、K总1’——相应的总变化系数；

Q0——管段0～1的近期污水设计流量；

Q1——管段1～2的近期旱流污水设计流量；

Q2——管段1～2的近期雨天合流污水设计流量；

Q1’——管段1～2的远期污水设计流量。

根据规范[2]规定,合流管道应该按照满流进行计算，但是应对晴天状态下的流速进行校核：校核旱流污水流量能否满足最小流速要求。

但是应值得注意的是，该工程的截流主管道的形式不同于传统意义上的合流制管渠，一般来讲，后者的旱流污水量远小于雨天合流污水量，因此按照满流计算的管道仅需要校核旱流污水的流速即可。但对于类似于该工程中流经的区域中合流制地块所占的比例较小并且其污水产生量较少的河道的截污主管道，按照雨天满流计算出的管径除了应校核其旱流流速之外，还应校核其旱流污水的充满度是否小于该计算管径要求的最大充满度。

4 结语

根据排污口及所服务地块的排水体制情况，本着“远近结合”的原则，因地制宜地选择合理的截污主管道形式可以有效地减少对河道的污染。合理的截污主管道形式既能适应区域现状分流与合流并存的排水体制情况，又便于向未来完全分流制顺利过渡。

[1]孙慧修.排水工程（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.

[2]GB 50014-2006，室外排水设计规范（2011年版）[S].