易 凱，邵 丹，朱陽龍

（貴陽市建筑設(shè)計院有限公司，貴州貴陽 550003）

0 前言

貴陽市南明河截污溝新添寨片區(qū)污水收集管網(wǎng)工程由排污管網(wǎng)工程及配套河道治理工程組成。本工程的實施對改善新添寨片區(qū)環(huán)溪河、松溪河的河道環(huán)境、水體質(zhì)量和防洪功能，以及對綠化城市，保護水體，完善城市功能，創(chuàng)造一個良好的生活和招商引資環(huán)境起著重要作用。

1 排水體制的考慮

新添寨片區(qū)地處山區(qū)，河流均為雨源性河流；排洪大溝集雨面積很小，雨水枯水期流量亦很小，稀釋能力很弱。所以“總規(guī)”（貴陽市城市總體規(guī)劃）確定本市排水體制為雨污分流制。這不但可以有效地控制生產(chǎn)、生活污水對大溝和河道的污染，同時也可減小污水處理廠的規(guī)模和不必要的管道尺寸。

結(jié)合以上實際情況，則排水體制為：城區(qū)道路、街坊地塊主要采用完全分流制，支線雨、污水分別進入雨、污水干線；大溝系統(tǒng)采用截流式分流制，初期雨水截入大溝污水干管系統(tǒng)；城市周邊的合流制逐漸改為分流制。由于截流了一定量的初期雨水，初期雨水可以得到一定的處理和控制，這樣就彌補了單一合流制或分流制的不足。

2 道路污水收集系統(tǒng)的考慮

在已建及擬建市政道路下，可以按照下列標準進行污水收集系統(tǒng)管網(wǎng)的布置：

（1）道路紅線寬度大于30 m時，設(shè)置兩根污水管，靠近兩側(cè)立緣石。

（2）道路紅線寬度小于等于30 m時，設(shè)置一根污水管，靠近污水量較大一側(cè)布置。

（3）道路污水管不考慮截流倍數(shù)。

3 截污干管、污水支管、河岸的設(shè)計

3.1 河道平面線型

原雨水大溝（河道）平面線型彎曲、寬窄不一，影響排洪及城市景觀。治理過程中考慮截彎取直，增大轉(zhuǎn)彎半徑的辦法，使整個河道線型流暢美觀。原則上大溝轉(zhuǎn)彎半徑不小于50 m；局部地段為減少拆遷，最小半徑不小于25 m。

3.2 排洪

（1）防洪標準

《貴陽市城市防洪規(guī)劃報告“南明河流域水口寺橋以上河段”》中未提及新添寨鎮(zhèn)防洪標準。新添寨鎮(zhèn)屬縣級鎮(zhèn)，城市等級為“一般城鎮(zhèn)”，人口小于20萬人，根據(jù)國家防洪標準，防洪重現(xiàn)期為20～50 a。

目前新添寨地區(qū)已成為貴陽高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，發(fā)展勢頭迅猛，同時比照相似貴陽市小河片區(qū)及花溪鎮(zhèn)，確定采用重現(xiàn)期P=50 a，故環(huán)溪河、松溪河之防洪標準為重現(xiàn)期P=50 a。

（2）洪峰流量

由于防洪規(guī)劃報告范圍不包括新添寨鎮(zhèn)，未提供松溪河的洪峰流量，烏當區(qū)水利局也無相關(guān)資料。故本設(shè)計中按室外排水設(shè)計規(guī)范中雨水設(shè)計流量公式及小流域洪峰流量計算的幾個經(jīng)驗公式對兩河的洪峰流量進行計算。

貴陽市暴雨強度公式：

根據(jù)不同性質(zhì)的地面覆蓋情況，選取不同的徑流系數(shù)ψ可建=0.8，ψ綠地=0.35，計算兩條河的洪峰流量。

經(jīng)過分析和比較，依照室外排水規(guī)范雨水設(shè)計流量公式計算結(jié)果偏大?？紤]到環(huán)溪河、松溪河流經(jīng)開發(fā)區(qū)中心區(qū)，重要性程度高，匯水區(qū)域內(nèi)可供開發(fā)建設(shè)的用地較多，局部地區(qū)的徑系數(shù)將越來越大，因此選擇按雨水設(shè)計流量公式確定其洪峰流量，即松溪河（上段）：Q50=181 m3/s；松溪河（下段）：Q50=282 m3/s。

治理過程中將原有河道進行截彎取直，增大彎曲半徑，使整個河道線型流暢，兩條河均建成平面曲線優(yōu)美的人工河渠，既利于排洪，又為城市增添景觀。

3.3 縱坡設(shè)計

河道縱坡原則上按現(xiàn)有河床縱坡，并根據(jù)排洪需要調(diào)整不合理河段，進行局部河床浚深，加大縱坡。河道上、下游河段原則上等寬，按分段流量大小改變河床高度。河岸兩側(cè)各設(shè)3m寬步道，鋪彩色人行道路，步道邊與河岸之間設(shè)置綠化帶。

3.4 大溝寬度

按防洪規(guī)劃，根據(jù)洪峰流量、河道縱坡計算河寬。

河道的河寬及河深按分段流量改變，在滿足泄洪的條件下，為照顧景觀，采用：

松溪河（上段）——最大水面寬15 m，最大水深2.7m；

松溪河（下段）——最大水面寬20 m，最大水深3.2 m；

環(huán)溪河——最大水面寬7 m，最大水深2.5 m。

3.5 污水管（截流干管）

兩條河均未實現(xiàn)雨污分流，沿岸污水直接排入河道，水體環(huán)境質(zhì)量惡劣，烏黑發(fā)臭，嚴重地影響了市容市貌且有害于人民身體健康，因此，急需修建污水干管截流兩岸污水，實現(xiàn)雨污分流。

3.5.1 污水量計算（按貴陽市總體規(guī)劃）

（1）污水量標準

按開發(fā)區(qū)“控規(guī)”（貴陽市新天寨排水工程規(guī)劃），本區(qū)為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，居民生活水平較高，生活用水量標準定為300 L/P·d，生活污水量標準按生活用水量標準的85%計算，即

生活污水量標準 =300×0.85=255 L/P·d（2）人口密度

按“總規(guī)”，規(guī)劃總?cè)丝陬~為11.2萬人，流動人口考慮按規(guī)劃總?cè)丝诘?0%計算（即1.1萬人），則計算總?cè)丝跒?2.3萬人。規(guī)劃城市建設(shè)用地為1 033.58 hm2，其中綠地為 97 hm2。

人口密度（N）=12.3萬人/（1033.58-97）=131人/hm2

（3）比流量

由于生活污水總量 (Q1)=12.3×0.3×0.85=3.14萬m3/d，開發(fā)區(qū)“控規(guī)”工業(yè)污水總量Q2=5萬m3/d，則有

公共污水量(Q3)=0.2Q1=0.63萬m3/d

三者比例關(guān)系：Q1∶Q2∶Q3=1∶1.59∶0.2

比流量 q0=300×(1+1.59+0.2)×131/86 400=1.27 L/s·hm2。

（4）污水總量：8.8萬 m3/d。

（5）變化系數(shù)

按總變化系數(shù)KZ=2.7/Q0.11，且2.3≥KZ≥1.3。（6）截流倍數(shù)

截流倍數(shù)考慮采用n0=3，即截污干管之排污能力為該段污水總量之4倍，居于“規(guī)范”（室外排水設(shè)計規(guī)范）n0=1～5的中限。其根據(jù)是：雨污混合水經(jīng)常溢流入大溝，而大溝枯水期流量極小，稀釋能力很弱。并且管徑加大，一方面投資增加，另一方面影響兩側(cè)雨水系統(tǒng)順利排泄。

設(shè)計污水總量(Q設(shè)計)=4×8.80=35.2萬m3/d

關(guān)于城市初期雨水收集的考慮，綜合考慮城市水體景觀與投資，道路雨水系統(tǒng)不收集初期雨水。大溝污水干管系統(tǒng)收集一定量的初期雨水，截流倍數(shù)采用n0=3。道路雨水系統(tǒng)在排入大溝前，通過雨水跳越井，將雨水系統(tǒng)主干管的初期雨水截入大溝污水干管系統(tǒng)。

3.5.2截污干管斷面

污水管斷面按分段流量及縱坡計算確定，采用鋼筋混凝土圓管，布置在河道擋墻后，6 m河道保護線范圍內(nèi)，其最大斷面環(huán)溪河d=600 mm，松溪河d=1 000 mm。

大溝兩側(cè)截污干管斷面按分段流量及縱坡計算確定。為節(jié)約投資，大于500 mm管道采用鋼筋砼圓管，小于等于500 mm管道采用雙璧波紋管，管徑為600～100 mm，間隔30～40 m設(shè)置檢查井，以方便檢修清掏和兩側(cè)支管的接入。管道縱坡i與設(shè)計河底縱坡相近。

在雨污分流系統(tǒng)建成之前，超過截污能力之雨污混合水將溢流入河。

設(shè)計采用鋼筋混凝土排水管，圓管與方溝相比，具有造價低，挖方量省，水流條件好，工期快等優(yōu)點，故截流溝考慮埋設(shè)圓管，管徑為600～1 000 mm，間隔30～40 m設(shè)置檢查井，以方便檢修清掏和兩側(cè)支管的接入。

3.6 河道與污水管橫斷面的設(shè)計

綜合考慮河道的排污、泄洪、工程量大小、污水管道檢修等因素進行橫斷面設(shè)計。河道兩側(cè)設(shè)置人行道，布置綠化。河道紅線外，沿線兩岸進行開發(fā)，以土地增值收益作為本工程投資的一部分。根據(jù)以上分析，可提出以下幾種可行性方案：

方案一：采用一級溝槽，大溝溝墻為擋土墻，污水干管布置在擋土墻后。該方案的優(yōu)點是污水管不受汛期雨水影響，工程量小，造價低。但具有景觀稍生硬的缺點。

方案二：采用兩級溝槽，污水干管布置在一級步道下。該方案的優(yōu)點是二級溝槽的布置，親水性好，景觀上較為美觀。但增加了一級溝槽的造價，造價較高，征地拆遷大。

方案三：采用生態(tài)護岸，傳統(tǒng)的漿砌塊石、混凝土護岸是一個封閉系統(tǒng)。該方案只考慮行洪排澇能力，沒有考慮生態(tài)功能，使一些水生動物失去了生存和避難場所，阻止了水體與土壤的滲透交換，喪失了自然提防固有的調(diào)節(jié)水量和水體自凈的作用，所以建設(shè)生態(tài)護岸必須采取適當?shù)墓こ檀胧?/p>

（1）在河岸邊坡較緩的地方，采取自然土質(zhì)岸坡、自然緩坡、植樹、植草、干砌、塊石堆砌等各種方式護堤，為水生植物的生長、水生動物的繁育、兩棲動物的棲息繁衍活動創(chuàng)造條件。

（2）在河岸邊坡較陡的地方，采用木樁、木框加毛塊石等工程措施，這種護岸工程既能穩(wěn)定河床，又能改善生態(tài)和美化環(huán)境，避免了混凝土工程帶來的負面作用。在應(yīng)用草皮、木樁護坡時也可以運用土工編制物，袋內(nèi)灌泥土、粗沙及草籽的混合物，既抗沖刷，又能長出綠草。

4 邊坡支護的考慮

河道截污溝的埋設(shè)，擋墻及截污溝基槽的開挖，將使沿線兩岸形成高2.50～6.50 m的人工巖土質(zhì)邊坡。沿線兩岸坡頂多與房屋建筑緊密相連，局部地段老建筑基礎(chǔ)可能置于土層上，危險性較大，必須設(shè)置相應(yīng)的支護工程保證其安全，對于新近修建的多層、高層建筑，由于基礎(chǔ)置于巖石上，相對較安全，為了保證施工能安全、正常的進行，必須對坡高大于5.0 m，且沒有足夠放坡條件的坡段進行錨噴支護。沿線各段之基巖、石灰華河段，所占之長度比例較大，其巖質(zhì)堅硬是建筑大溝擋墻的良好地基。漫灘堆積的砂礫層等松散層，所占比例較小，其結(jié)構(gòu)松散，無粘結(jié)力，構(gòu)筑大溝擋墻時須進行清除或作軟基處理。設(shè)計要點：（1）本支護工程按臨時性支護設(shè)計，使用期為1 a；（2）支護工程根據(jù)排污工程的實際情況，本著經(jīng)濟合理的原則，進行選擇性支護治理；（3）整個溝槽的開挖，均應(yīng)遵循分段跳槽的原則進行；（4）該支護的地段均應(yīng)先支護后開挖或邊開挖邊支護。

5 結(jié)語

修建城市河道截污系統(tǒng)，實現(xiàn)雨、污分流，對改善城市居住環(huán)境和提高人民生活質(zhì)量是大有裨益的。分流制是城市排水工程的必然趨勢，它既有利于社會的發(fā)展的需要，又能符合現(xiàn)代城市的衛(wèi)生需求。因此，新建的城市道路排水系統(tǒng)都應(yīng)考慮雨、污分流設(shè)計，老城區(qū)既有的合流制排水系統(tǒng)也應(yīng)逐步改善為分流體制。有理由相信，通過合理的排水管網(wǎng)及河道截污系統(tǒng)的設(shè)計，必將創(chuàng)造出集經(jīng)濟性、景觀性和實用性為一體的現(xiàn)代城市排水系統(tǒng)，不斷提高我國的城市化水平的。

[1]張自杰.排水工程（第四版）[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2000.

[2]高延耀.水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,1999.

[3]姜應(yīng)和.武漢市城市污水水質(zhì)特征及其處理對策[J].武漢:武漢理工大學學報,2002.