梁铁锋
(云浮市供排水管理中心,广东 云浮 527300)
2018年10月,住建部、环境部明确城市环境治理目标,要求3年内消除90%以上黑臭水体。目前,各城市正在紧锣密鼓地对排水系统进行改造,全面截污,消除黑臭水体。
建立在普查基础上的排水管线摸查工作,能够提供排水管道的空间属性,但难以满足截污改造的需求。在城市水质提升工作中,不仅要摸查排水管网基础信息,更需要分析其中存在的各种问题。笔者就排水管网信息摸查、排水体系整体分析、排水管线属性分析、体系问题判断(排水管道功能排查)、管道错混接,排水管道功能排查、排水单元划分等,提出自己的看法,以期更好地服务于排水管网改造、管道病害治理等,提高城市水质。
摸清本地区已有的排水管网,是排水系统改造,不可或缺的基础性工作,要求做到排水设施一张图。
排水管线摸查的范围为城区,主要包括雨水、污水、排水(合流制管道)、暗渠、涵洞等排水系统。一般调查3m及以上宽度道路、街巷。顺河道两侧,若有截污干管,也必须调查。为保证管道的连续性,穿越单位、工厂、院校庭院的排水主干管,也需要调查。
调查内容:排水管线的平面位置、管径(或断面尺寸)、管材、埋深(内管底)、高程信息。同时,记录检查井中观察到的坍塌、积水、泥沙淤积等。
排水管网的调查,一般通过开井方式直接查看,利用“L”杆,量测管底深度。难以看到的检查井内部,通过QV(管道潜望镜)观察。
取得成果之后,需要对成果进行检查。包括以下几个方面。
(1)完整性检查。检查数据表中的各项数据是否齐全,对于缺失内容进行补充。
(2)一致性检查。检查数据库中排水管道、排水沟渠、排涝泵站、污水提升泵站、调蓄设施、闸门、阀门等设施的数量是否与当地排水管理部门掌握的情况一致。
(3)异常值检查。根据设施上下游关系与地物的相对空间位置(高程、管径、流量、液位等),检查各类设施的空间属性是否超出合理的空间范围。对于异常值,重新核实。
(4)终点检查。检查排水管网的起止编码是否包含在对应设施的属性表中,检查排水口的受纳水体(终点)是否正确。
(5)系统性检查。梳理排水管网系统,对排放口、泵站、净水厂等关键点进行上游分析,检查其上游的节点是否全部连通,形成拓朴关系图。
现阶段,在雨水系统进入水体之前,多安装有旱季截污(末端截污)装置,收集晴天的排水量(污水),防止污水进入水体,污染环境。采用该设计的原因是上游管段中汇入了污水,在晴天(无雨水)的时间段,将水量收入污水系统,在雨天,则雨水混合污水,全部进入水体(溢流污染)。
图1中为二处雨水排放口,进入河道水体前,设置有截污口。
图1 旱季截污(末端截污)装置照片
旱季截污只是临时性的截污措施。雨天,污水进入水体的同时,也有部分雨水进入污水系统(水体倒灌),使净水厂进水化学需氧量(CODcr)浓度偏低。在管网摸查中,需要明确并清晰表达这种逻辑关系。随着截污管网的完善、源头截污的完成,该装置可以逐步取消。
图2中,检查井YS031765~WS031764为旱季截污,YS031765中水量较大时,冲过溢流堰,直接进入南侧河道。
图2 旱季截污(末端截污)连接关系
梳理排水管线,从管道建设的角度区分管道性质(雨水、污水、合流)。若区域(路段)内仅有一套排水系统,同时收集雨水及附近污水,则为合流系统。若有二套排水系统,多接雨水篦的排水系统为雨水系统(一般管径大些);不接或较少接雨水篦的排水系统为污水系统(一般管径小些)。
城区中的暗渠、河沟等属于城市排涝防洪设施,主要承担排放雨水的功能,应该列为雨水系统。
局部成果难以分析,以片区成果整体分析较容易。
只有正确区分管道性质,才可能正确判断错接或混接。
雨水系统,主要顺地势流向附近水体,或通过暗渠、河沟等流向附近水体。当雨水的去向交代不清楚时,需要连续追索,不受厂区、庭院等的限制。
雨水管网的系统性分析,有利于圈定区域的汇水面积,对于抗洪排涝具有重要的意义。
污水系统的重要节点包括污水提升泵站、净水厂等。顺确定的污水管道分析,排查污水的去路,最终未接入净水厂的污水,均存在问题。
图3为一住宅区的排水管网末端,区内雨污分流清晰,但出小区之后,雨水及污水均混接进入一段河沟,形成合流。在铁路以北,该段河沟设置了旱季截污。
图3 某小区污水管网连接不完整
判断该小区的污水系统仍然为断头管,其污水未直接进入城市污水系统。污水管网收集的污水应通过污水主管直接进入净水厂。若再与雨水系统混合,则上游建好的污水管网未发挥其作用。不少地区仍存在该种情况,建议直接完善污水系统。旱季截污,仅用于收集雨水系统中的污水。
对于较大县城,存在多个污水处理系统,需要分片区逐一分析。
管道错接是排水系统中常见的问题。
首先是污水支管网与主管网的对接,其次是排水单元(排水户)与污水支管网的对接,仅凭地表检查井的标注判断管道属性(雨水或污水),往往错误。
图4中,道路北侧的人行道上有直径300mm污水管,路中有直径500mm污水管,路南侧有直径1200mm雨水管。道路北侧污水管接入雨水系统,属于错接。
图4 管道错接
目前普遍存在情况,已新建小区为主的排水单元,出区域范围为二套排水系统,但进入市政范围后,污水管与雨水管,一同接入道路的雨水系统,形成合流。
不仅调查排水管道的深度、管径,更要通过对流水的观察,察觉管道存在的各种问题。包括管道的连通性、平顺度、渗水、积水淤堵等。对于管道运行中的异常点,提出下一步检测的需要。
通过流水、液位高差等,发现管道存在的异常。
管线图中,看上去排水管线顺畅、合理,实际并未接通(未建设)。开挖图中(见图5),确认了该种情况。
图5 开挖结果(露出堵头)
该段道路上的雨水管网,上游液位较高,下游液位低,基本不流动。判断管道淤堵,经证实,实际中间一段未施工。
排水系统属于重力流管道,有一定的坡度,具有管底高程自上游往下游递减的特点,根据这一特点,可以总体判断水的流向,也可以分析数据中存在的问题。例如,某个管段点的高程突然低洼,则需要核实数据是否错误,明确量测深度是检查井井底深度,还是管底深度。若确实是管底深度,则说明管段管道低洼,存在积水或淤积的结构性缺陷,构成管道运行的瓶颈节点。
不少县城,污水主管网敷设在河道二侧或河道内。若存在污水外渗,直接污染水体。
首先应通过直接观察的方式判断污水是否外渗。查看检查井是否破损,周边水体是否发黑、变臭。
其次,对可疑的管段,采用闭水试验。将管段封闭,将水灌至一定的水位,观察检查井内水面的下降情况,计算外渗水量。
对于积水段,记录液面深度,分析液面高程,通过液面高程的近似或差异,判断管段的连通性。
对于液面高程相差较大的管道,需要分析原因,可能是无下游(断头管)或坍塌(不通),建议针对下游管段进行管道检测及疏通。
对于泥沙、石块的淤堵段,记录淤积深度,提交业主,方便管理方安排清淤工作。
为提升排水管理水平,打造精细化管理模式,引入排水单元概念。通过将排水系统划分为管理清晰明确、方便、空间布局合理的排水单元,以明确每个排水单元及相关事务的管理责任。以排水管理信息化手段,加强设施巡查、落实责任到单元负责人,实现扁平化管理。
排水单元的划分主要依据以下原则:
(1)总体按区、街道、社区等行政区域,有利于责任划分及考核。
(2)在社区再以主要排水单位为中心,以相对独立排水系统合道路、道路、河流等现状分界线为边界,划分若干排水单元。
(3)有明确的物业管理范围,如住宅区、工业区、开发区、科技园、旅游区、车站、场馆、写字楼等,可分别划成一块。
(4)城中村、危旧房等待改造的特殊地区,单独划成一块。
排水单元划分的工作步骤:
(1)基础资料收集。内容包括现状1:500地形图、排水户基本信息、排水管网数据、街道或社区的居民小区清单等。
(2)编制工作底图。根据行政界线划分工作单元,将各工作单元内的排水管网数据及排水户信息叠套于1:500地形图上,编制工作底图。
(3)现场调查。结合排水管网资料,现场调查、走访,划分排水单元的范围界线,核实排水户信息,并补充完善必要的单元信息,形成调查记录。
(4)确定各排水单元内部雨污分流情况。包括合流、完全分流(无污水混接雨水)、不完全分流(存在错混接)。
结合排水单元划分,通过询问及开井调查,查明排水单元主要的排口与市政管网的接驳情况,包括接驳口(井)的位置、标高、管底深度;排口的排水属性(雨水、污水、合流)。
排水单元划分,其成果内容包括排水单元范围、名称、地址、面积、所属社区、管理单位、单元类型(包括住宅、商业、商住、工业、公共机构、城中村等)、排水体制(合流、完全分流、不完全分流等)信息。
排水单元调查的成果包括CAD格式排水单元划分图、排水单元与市政管网接驳情况及排水单元统计汇总表等。
城市水质提升工作中的排水管网摸查,不仅是排水管道空间属性的调查,更是对排水系统逻辑关系的判断、缺陷的查找。头脑中要始终关注污水的去向,特别是雨水系统中污水的来源,这个正是截污改造的关键点。将末端截污改造成为源头(用户)截污,是工作的目标,以期彻底实现雨污分流、污水零排放。
另外,小区、单位、庭院等排水单元的雨污分流,这里不叙述。但建立排水单元信息、明确责任、规范化管理是必经之路。
对于排查出来的问题,需要细致分析,并寻求合理有效的解决方案。
通过排水系统的改造,实现城市水质提升,需要抽丝剖茧般的工作。随着广大工作者的努力、更细致的工作,一定能实现水清岸绿。