賀 江，吳慧芳，王俊萍，過江洋，王知遠(yuǎn)

(南京工業(yè)大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院，江蘇南京 211816)

古鎮(zhèn)是傳統(tǒng)文化的一種重要載體，是中華文明幾千年來的縮影，是祖先留給我們的遺產(chǎn)，所以我們要盡最大的能力、集全民族之力給予保護(hù)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，改造成為了一種有效的保護(hù)措施，但也存在著很多問題，古鎮(zhèn)的水系和給排水改造就亟待解決。

該古鎮(zhèn)位于江蘇東部某發(fā)達(dá)城市，分別于2013年和2014年先后入選江蘇省和國家級歷史文化名鎮(zhèn)。古鎮(zhèn)地勢平坦，南高北低，區(qū)域河塘水面較多，河網(wǎng)縱橫。隨著古鎮(zhèn)改造的開展，惡劣的水環(huán)境、落后的給排水設(shè)施問題亟需解決。古鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)域面積為67.7 hm2，鎮(zhèn)區(qū)多以民宅為主，伴隨著一些商業(yè)街和一些小型工業(yè)。

1 現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 水系現(xiàn)狀及存在問題

該古鎮(zhèn)和長江流域古鎮(zhèn)較為相似，古鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)河網(wǎng)縱橫，河塘水面較多，且四面環(huán)水,古鎮(zhèn)水系如圖1所示。一條運(yùn)河將鎮(zhèn)區(qū)分為南北兩個(gè)部分，運(yùn)河南部為古鎮(zhèn)區(qū)，河道一是運(yùn)河的支流，貫穿古鎮(zhèn)南北，將古鎮(zhèn)的中東片區(qū)分開；河道二連通運(yùn)河和河道一，與運(yùn)河、河道一一起將古鎮(zhèn)區(qū)的中西片區(qū)包圍；另外，古鎮(zhèn)區(qū)東部有多條水系，西部有一處古時(shí)的碼頭。

圖1 古鎮(zhèn)區(qū)域及水系圖Fig.1 Map of Old Town Area and River System

該古鎮(zhèn)的水環(huán)境和我國大部分古鎮(zhèn)一樣，除橫穿鎮(zhèn)區(qū)東西的運(yùn)河和貫穿南北的河流水質(zhì)相對較好外，其他河流由于穿過密集的居民區(qū)和養(yǎng)殖場、印染廠，河道內(nèi)水質(zhì)較差，呈墨綠色，水面有大量的水草和綠藻，靠近居民區(qū)的部分還有大量的建筑廢料，導(dǎo)致河道變窄，甚至堵塞。因?yàn)橐?guī)劃范圍內(nèi)都是采用雨污合流制排水，且污水都是就近排入水體，所以除栟茶運(yùn)河外，其他水系都存在一定程度的污染，整體水環(huán)境質(zhì)量較差，且布局凌亂、無組織、無規(guī)劃性。

1.2 給水現(xiàn)狀及存在問題

大約在2014年，才由市區(qū)的自來水廠通過加壓泵站引入長江水，目前居民飲用長江水覆蓋率達(dá)95%以上，水廠一個(gè)月供水約40 000 t(不包括工業(yè)用水)。古鎮(zhèn)區(qū)有3個(gè)供水干管進(jìn)入，直徑均為160 mm；除此之外，主路上也有直徑為160 mm的給水管；其余給水支管均為支狀敷設(shè)，為100 mm管道，通過小管徑給水管牽入住戶。古鎮(zhèn)區(qū)無專門的消防管道，所有消防栓均連接在100 mm給水管道上。

由于古鎮(zhèn)的開發(fā)較晚，自來水引入也較晚，給水管敷設(shè)均是直接從干管遷入住戶，不成環(huán)網(wǎng)敷設(shè)，用水高峰可能會有供水水壓不夠的現(xiàn)象；古鎮(zhèn)區(qū)的消防栓數(shù)量和規(guī)格均不符合規(guī)定，且消防和給水共用一套給水管網(wǎng)，會導(dǎo)致消防水壓不足，存在嚴(yán)重的消防隱患。

1.3 污水現(xiàn)狀及存在問題

古鎮(zhèn)的歷史街區(qū)為石板街，石板街下是寬×高為45 cm×70 cm的排水明溝，主要收集兩側(cè)居民的生活污水和雨水，排入河流。規(guī)劃區(qū)域內(nèi)基本無污水收集系統(tǒng)，均為沿街敷設(shè)的污水管，均為300 mm或400 mm，現(xiàn)狀污水進(jìn)入敷設(shè)的污水管道，然后就近排入水體，污染下游河道。

區(qū)內(nèi)有一座污水處理廠，設(shè)計(jì)處理能力為 0.50萬m3/d，實(shí)際日處理能力為 0.3萬m3，污水處理廠年污水處理量為 110萬m3。現(xiàn)狀工業(yè)企業(yè)污水自主處理，生活污水部分經(jīng)污水處理廠處理，部分直接排入水體。古鎮(zhèn)區(qū)西南角有一印染廠，印染廠廢水輸送到污水處理廠處理。在古鎮(zhèn)改造規(guī)劃中，印染廠需搬遷。

古鎮(zhèn)和我國大部分的古鎮(zhèn)區(qū)以及舊城區(qū)一樣，采用雨污合流制的排水方式，且古鎮(zhèn)的合流管均通入附近水體，不經(jīng)過處理的生活污水造成鎮(zhèn)區(qū)河流和水系的嚴(yán)重污染；古鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)沒有有效的污水收集系統(tǒng)，污水也存在散排的現(xiàn)象。

1.4 雨水現(xiàn)狀及存在問題

規(guī)劃范圍內(nèi)用地以居民居住和商鋪為主，含廠房、農(nóng)田、池塘、綠地等，排水系統(tǒng)建設(shè)不完善，古鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)沒有雨水管線，雨水現(xiàn)狀基本是散排、并排入現(xiàn)狀河道水系。規(guī)劃范圍內(nèi)雨污合流，雨水通過雨水管落到地面后，匯流至污水井中，通過污水管和污水一起排入就近水體。

連續(xù)大雨時(shí)可能會造成小片積水，但不會有洪澇災(zāi)害，這源于古鎮(zhèn)發(fā)達(dá)的水系；但是古鎮(zhèn)沒有雨水收集和排放系統(tǒng)，且雨污合流的排放方式會給污水處理廠或河道水系帶來負(fù)擔(dān)。

2 改造措施

2.1 水系規(guī)劃

首先將已經(jīng)堵塞的水系全部疏浚，溝通已經(jīng)斷開的水系，清理水溝內(nèi)的垃圾和底部淤泥，將堵塞水溝的建筑垃圾全部清理，使水溝恢復(fù)原來的寬度和深度，保持有效的水流和水深。

搬遷河流兩側(cè)的養(yǎng)殖場和印染廠，防止養(yǎng)殖廢水和印染廢水進(jìn)入河道水系。生活污水不直接排入河流，改善古鎮(zhèn)區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量，河流兩側(cè)改造成生態(tài)護(hù)坡，增強(qiáng)景觀效果。另外，古鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)內(nèi)的天然水體都要保留，它們是天然的蓄水池，雨水管線可以就近接入。

在古鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)域東部建一個(gè)自然濕地系統(tǒng)，需將部分堵塞的水溝疏通、清淤，兩岸種植植物，設(shè)置溢流壩，形成一個(gè)天然的循環(huán)濕地系統(tǒng)，可以處理東片區(qū)的生活污水。

2.2 給水規(guī)劃

2.2.1 用水量預(yù)測

目前有很多種方法測算用水量，常用的有綜合用水定額法、地均指標(biāo)法、分類預(yù)測法等多種城市用水量預(yù)測方法。

人均綜合用水指標(biāo)法：根據(jù)《古鎮(zhèn)保護(hù)規(guī)劃》，現(xiàn)狀鎮(zhèn)區(qū)規(guī)劃范圍內(nèi)人口約7 000人，規(guī)劃居住人口8 000人，預(yù)計(jì)每日游客人數(shù)2 000人。根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50013—2006)，該古鎮(zhèn)屬于一區(qū)中、小城市，綜合生活用水定額為220～370 L/d，由于現(xiàn)在居民生活水平較高，生活用水定額取370 L/d，規(guī)劃區(qū)內(nèi)人數(shù)取10 000人，規(guī)劃范圍內(nèi)用水總量為3 700 t/d。

地均指標(biāo)法：根據(jù)鎮(zhèn)區(qū)規(guī)劃范圍用地的匯總，結(jié)合《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》(GB 50282—1998)和《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)》(GB 20137—2011)，計(jì)算規(guī)劃范圍內(nèi)用水總量為6 253.06 t/d。

以上2種方法預(yù)測古鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)用水量的結(jié)果有差異，以地均指標(biāo)法來預(yù)測用水量是適宜的。因此，古鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)用水量預(yù)測結(jié)果為6 253.06 t/d。

2.2.2 給水管網(wǎng)布置

給水管網(wǎng)的布置應(yīng)當(dāng)滿足當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)、水量、水壓及安全給水和城鎮(zhèn)消防的要求，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦魏筒季?、技術(shù)經(jīng)濟(jì)等因素來確定[1]。通過對當(dāng)?shù)氐恼{(diào)查，該古鎮(zhèn)的各用戶對水質(zhì)、水壓要求差別不大，且地形起伏變化較小，所以規(guī)劃采用統(tǒng)一的給水系統(tǒng)，即生活用水、工業(yè)用水、消防用水等均按生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，接管于當(dāng)?shù)氐某鞘凶詠硭┧到y(tǒng)，由統(tǒng)一給水管網(wǎng)供給用戶。古鎮(zhèn)給水管線布置如圖2所示。

古鎮(zhèn)原有3個(gè)供水干管進(jìn)入，分別為于橋一、橋二和橋三。橋二處的干管是沿省道而來，直徑為160 mm，主要供水區(qū)域?yàn)闁|片區(qū)和中片區(qū)石板街以南；橋一處的給水管是由運(yùn)河北部的新鎮(zhèn)區(qū)引來，主要供水區(qū)域?yàn)槲髌瑓^(qū)和中片區(qū)石板街以北，并與橋三處的供水干管相連接，形成環(huán)狀管網(wǎng)，管線形成若干閉合環(huán)，水流四通八達(dá)，安全可靠，保證古鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)供水水壓。同時(shí)，古鎮(zhèn)的路網(wǎng)有所改變，輸配水管渠走向和位置應(yīng)符合城市和工業(yè)企業(yè)的要求，并盡可能沿規(guī)劃道路敷設(shè)，故要根據(jù)其路網(wǎng)圖對給水管網(wǎng)進(jìn)行部分改造，改造時(shí)需注意配水管與建筑物和工程管線的間距[1]。管網(wǎng)沿線按規(guī)范要求布置消火栓。

2.3 污水規(guī)劃

(1)污水量預(yù)測

為準(zhǔn)確預(yù)測古鎮(zhèn)區(qū)域的污水量，規(guī)劃采用地均污水指標(biāo)法、人均污水指標(biāo)法這兩種方法預(yù)測古鎮(zhèn)污水量。

地均指標(biāo)法：根據(jù)預(yù)測，歷史鎮(zhèn)區(qū)規(guī)劃污水總量為4 651.46 m3/d。

人均綜合指標(biāo)法：現(xiàn)狀鎮(zhèn)區(qū)規(guī)劃范圍內(nèi)人口約7 000人，規(guī)劃居住人口8 000人。預(yù)計(jì)每日游客人數(shù)為2 000人?？偡?wù)人口10 000人。根據(jù)《給水排水設(shè)計(jì)手冊5》，該鎮(zhèn)屬于一區(qū)中、小城市，綜合生活用水定額為220～370 L/d，取生活污水量為生活用水量的80%，生活用水定額取370 L/d，規(guī)劃區(qū)內(nèi)人數(shù)取10 000人，規(guī)劃范圍內(nèi)污水總量則為2 960 t/d。

圖2 給水管線圖及消火栓位置圖Fig.2 Plan of Water Supply Pipelines and Position of Hydrants

以上兩種方法預(yù)測古鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)污水量的結(jié)果有差異，以地均污水指標(biāo)法來預(yù)測污水量是適宜的。因此，古鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)污水量預(yù)測結(jié)果為4 651.46 t/d。

(2)污水分區(qū)收集和處理

古鎮(zhèn)現(xiàn)狀不存在完整的污水收集系統(tǒng)，所以需要根據(jù)古鎮(zhèn)的地形等新建一套完整的污水收集系統(tǒng)，重新劃分污水收集區(qū)域，以確保古鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)污水

可以全部經(jīng)過處理后再排放。根據(jù)古鎮(zhèn)的歷史形成等，污水收集可劃分為3個(gè)分區(qū)，分別為西片區(qū)、中片區(qū)和東片區(qū)，其中西片區(qū)為古鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)道路一以西片區(qū)；中片區(qū)為古鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)道路一和道路三之間的區(qū)域；東片區(qū)為古鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)水系一以東的區(qū)域。古鎮(zhèn)污水管線布置如圖3所示。

圖3 污水管線圖Fig.3 Plan of Sewage Pipeline

規(guī)劃使用原印染廠內(nèi)的印染廢水蓄水池為生活污水蓄水池，西、中、東3個(gè)片區(qū)的污水全都利用污水管線收集起來輸送至污水蓄水池，再利用原印染廠輸送至污水處理廠的污水管道輸送生活污水。

西片區(qū)：西大街以北的污水通過道路二污水干管進(jìn)入污水蓄水池；西大街上污水管收集西大街兩側(cè)的污水進(jìn)入污水蓄水池；河道二北岸敷設(shè)污水干管，收集西大街以南、中片區(qū)和東片區(qū)的部分污水進(jìn)入污水蓄水池；道路五敷設(shè)污水管，收集污水進(jìn)蓄水池。

中片區(qū)：中市街、道路四上敷設(shè)污水管，收集的污水分別東、西向流入道路一和道路三的污水干管，道路一污水干管通過道路二的污水管流入污水蓄水池，道路三污水干管流入道路四污水泵站，然后通過道路四污水干管流入污水蓄水池。

東片區(qū)：東片區(qū)分為兩個(gè)片區(qū)收集污水，第二條水系以北為一個(gè)片區(qū)，收集污水后通過河道一橋污水泵站流入道路三污水干管，第二條水系以南的污水收集后通過倒虹過河進(jìn)入道路四污水泵站，游客中心的污水通過倒虹過河進(jìn)入污水干管[2]。

方案的總處理水量為4 651.46 m3/d，接近現(xiàn)有污水處理廠的日處理能力，但超出了污水蓄水池的容納能力，采用該方案，需對污水蓄水池進(jìn)行改造。在河道一橋處和環(huán)栟南路設(shè)置兩個(gè)污水泵站以提升污水，減小管道埋深。

2.4 雨水規(guī)劃

(1)雨水規(guī)劃方案

充分利用地形和原有的雨污合流管線，盡量利用自然地形坡度，將雨水以重力流的方式和最短的距離排進(jìn)附近的池塘、河流、湖泊等水體中，可以減少管渠工程造價(jià)[3]。在地形坡度較大時(shí)，雨水干管宜布置在地面標(biāo)高較低處；當(dāng)?shù)匦纹教箷r(shí)，雨水干管宜布置在排水流域的中間。本古鎮(zhèn)雨水管網(wǎng)采用主要敷設(shè)暗管的布置方式，分散式出水口的管道布置形式，在西大街、中市街、東大街則采用石板街下的矩形暗渠收集排放。古鎮(zhèn)的雨水管線布置如圖4所示。

考慮到古鎮(zhèn)改造后將作為旅游小鎮(zhèn)開發(fā)利用，必須要有美觀的效果，且根據(jù)古鎮(zhèn)的保護(hù)規(guī)劃，一些古建筑物要妥善保存，巷道的格局不能改變，但是一些巷道較窄，重新敷設(shè)雨水管是不現(xiàn)實(shí)的，所以建議在小巷道內(nèi)使用線性排水溝。在確保水體盡可能不受污染和滿足水力條件的情況下，充分利用現(xiàn)有合流排水設(shè)施，可大大節(jié)省工程造價(jià)和縮短工期，只需新建線性排水溝3 156.22 m，若不利用現(xiàn)有合流制排水設(shè)施作為雨水排水設(shè)施，則需新建線性排水溝10 737.42 m。

古鎮(zhèn)原雨污合流管都是就近排入水體的，且古鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)不存在內(nèi)澇災(zāi)害，所以可充分利用原雨污合流管作為雨水管排水，從而節(jié)約造價(jià)和施工工程量。污水管網(wǎng)施工應(yīng)盡量減小開挖量，可將原先的合流管取出后再進(jìn)行污水管的敷設(shè)。

(2)石板街下排水暗渠規(guī)劃

石板街用花崗巖條石鋪成，每場塊條石長約0.95 m，寬約0.37 m，厚約0.12 m，中間橫鋪，兩側(cè)豎鋪。現(xiàn)東大街尚存約230 m，東起東碼頭，西至憶農(nóng)橋；西大街尚存約270 m，東起衛(wèi)海路，西至印染廠；中市街尚存300 m，東至憶農(nóng)橋，西至衛(wèi)海路；北大街尚存390 m，南起中市街，北至栟茶運(yùn)河，總長約1 190 m。

石板街下為古時(shí)磚砌排水明渠，深70 cm，寬45 cm，作為排雨水和生活污水使用，主要收集兩邊居民的生活污水，就近排入水域。規(guī)劃方案內(nèi)，將原本的雨污合流管作雨水管排雨水，所以石板街下的排水暗渠也用作雨水管排雨水。因石板街的寬度較窄，并且需要在石板街上另鋪設(shè)污水管，所以可以考慮在石板街上新建污水支管，將管徑較小的污水支管鋪設(shè)在排水暗渠內(nèi)，如有需要可以增大排水暗渠的深度[4-5]。

由于石板街和排水暗渠歷經(jīng)風(fēng)霜，有些地方損壞嚴(yán)重。所以石板街的路面需要重新改造，恢復(fù)中間橫鋪、兩側(cè)豎鋪的原始樣貌。部分已經(jīng)斷裂的石板需要更換，兩側(cè)被水泥覆蓋的豎鋪石板暴露出來，不能被水泥覆蓋。

3 結(jié)論

(1)鑒于古鎮(zhèn)的水環(huán)境問題，需要疏浚河道和溝通水系以改善古鎮(zhèn)水系的水環(huán)境，使水質(zhì)達(dá)到Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)。

(2)考慮到目前給水管網(wǎng)的缺陷、未來用水量增加和消防供水問題，全面改造古鎮(zhèn)給水管網(wǎng)，形成環(huán)狀管網(wǎng)，管線形成若干閉合環(huán)，保證供水水壓和消防供水。

(3)為防止生活污水直接進(jìn)入水體和現(xiàn)有的雨污合流管，需要新建一套完善的污水管網(wǎng)收集系統(tǒng)，保證生活污水全部經(jīng)過處理排入水體。

(4)因?yàn)樵扔晡酆狭鞴苣艹浞峙欧庞晁?，所以利用原先的合流管，可以有效地排放雨水，不會形成?nèi)澇和積水。

(5)古鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)需要保存原有風(fēng)貌,故不會有高樓，所以電線還是建議從空中敷設(shè)，通訊電纜和煤氣建議埋地敷設(shè)，可與管網(wǎng)一起施工，降低工程量，縮短工期。

(6)結(jié)合此規(guī)劃方案，需對改造后的古鎮(zhèn)區(qū)域水環(huán)境進(jìn)行跟蹤觀察，驗(yàn)證此方案是否對古鎮(zhèn)環(huán)境有明顯的改善效果。