張燕萍,鐘飄楠
(1 浙江海逸環(huán)科院有限公司,浙江 寧波 315000;2 寧波潤行建設有限公司,浙江 寧波 315202)
改革開放以來,我國城市建設取得長足進步,但同時舊城區(qū)老化問題逐漸凸顯,大量城鎮(zhèn)存量住宅進入“老齡化”階段,無法滿足居民生活需求,諸多問題亟待解決。在城市更新背景下全面推進老舊小區(qū)改造是重要的民生工程[1]。
2021 年國家發(fā)改委、住建部聯(lián)合印發(fā)《關于加強城鎮(zhèn)老舊小區(qū)改造配套設施建設的通知》(以下簡稱《通知》),要求對2000 年底前建成的需改造城鎮(zhèn)老舊小區(qū)配套設施短板進行摸排,以燃氣、電力、排水、供熱等配套基礎設施和養(yǎng)老、托育、停車、便民、充電樁等民生設施為重點,進行優(yōu)先改造[2]。
老小區(qū)的排水問題主要表現(xiàn)為雨污水管網(wǎng)年久失修,管道破損,缺乏管理,導致污物沉積、排水不暢;雨水口設置不足導致暴雨期間路面積水等問題,極端情況下可能引發(fā)內澇,對居民健康和安全構成嚴重威脅。究其原因在于,在老舊小區(qū),原設計的城市排水系統(tǒng)既不是嚴格意義上的雨污分流制,也不是西方國家采用的真正合流制,而是“混流制”“憋流制”或是“半吊子”分流制[3]。并且這種排水系統(tǒng)雖有雨水和污水兩路但是由于混接或是雨水管道末端截流,導致部分污水未經(jīng)處理直接排放到景觀水體和河道中,造成水體環(huán)境污染,影響了水生態(tài)系統(tǒng)和周邊健康環(huán)境[4]。
要解決以上困境,對老小區(qū)的排水改造已是勢在必行,用雨污分流實現(xiàn)雨水和污水各行其道,是能有效提高老小區(qū)生活品質,改善水生態(tài)環(huán)境的重要一步。
雨污分流是指將生活污水、工業(yè)廢水和雨水采用兩套或兩套以上的管渠系統(tǒng)進行排放的排水系統(tǒng)。老舊小區(qū)的合流制是指將生活污水、工業(yè)廢水和雨水用同套管渠排除的系統(tǒng)。
雨污合流的情況下,生活污水被直排到城市內河河道,甚至工業(yè)廢水也被偷排到河道內,對水環(huán)境造成惡劣影響。此外排水管道經(jīng)過多年運行后,由于地下管網(wǎng)疏通不便,經(jīng)常會出現(xiàn)污水翻涌的現(xiàn)象,管道堵塞使井蓋冒溢。以老小區(qū)改造為契機推進老小區(qū)雨污分分流,是通過從源頭端改造,以消除城市排水隱患。
老小區(qū)雨污分流的施工內容,如圖1 所示。
圖1 雨污分流示意圖
(1)增加立面排水管。此工作包括:①增加屋面雨水管,將陽臺原有的雨水管做污水管使用;②拆除住戶私接管道,通過增加部分污水立管將住戶私接的生活污水排至室外污水管網(wǎng);③部分廢水接入雨水管部位設置雨污分流器;④在出戶墻邊上增加靠墻井,確保增加的排水管道通過靠墻井接入地下排水管網(wǎng)。
(2)增加地面雨污水檢查井、雨水口、并在原有檢查井內加裝攔污格柵,在污水管道末端增設化糞池,確保排泄物能在化糞池內沉淀,不直接排入污水管道。
(3)增設地下雨污水管道,將原有小區(qū)的地下管網(wǎng)進行規(guī)整,同時對現(xiàn)有雨污水管道存在結構性和功能性缺陷進行修復和更新。此工作包括:①詳細了解老小區(qū)現(xiàn)狀的排水結構,明確原有的排水分區(qū),對區(qū)域內的隔油池、化糞池等查漏補缺,利用管道內窺攝像系統(tǒng)(CCTV)對現(xiàn)有管道的內部狀況進行全面探測仔細探查,確認管道內部狀況后,做出管道是否需要修復以及選擇修復和更新的方案。②更新安裝地下雨污水管;③對現(xiàn)有管道進行清淤、對局部破損管道進行修復。
表1 案例 XX 小區(qū)三期雨污分流改造工程
表2 XX 小區(qū)三期主要工程量及造價指標匯總
在上述案例中,雨污分流器主材價格并未計入。排水管道占整個總造價的46.22%,并且由于排水系統(tǒng)從1 套變成2 套,管道運行維護成本也會增加一倍。
雖然初期建設投資較高,但分流制是考慮了長遠利益及環(huán)境保護。通過雨污分流,污水排入污水管網(wǎng)經(jīng)污水處理廠處理水質達標后再排到河道里,這樣可以防止河道被污染;而雨水污染輕,經(jīng)雨水管直接排入城市內河后,沉淀后可作為天然的景觀用水,也可作為供給噴灑道路的城市市政用水。雨水經(jīng)過凈化、補充流入河道,也提高地表水的循環(huán)使用效益。
但在現(xiàn)實中老小區(qū)雨污分流實施中也存在了以下問題:
(1)居民和小商小販為了方便會把污水直接倒入暴露在地面的雨水口,以至于雨水管道里也并非純粹的雨水。
(2)初期雨水的污染物濃度非常驚人,不經(jīng)過處理直接排入內河會對河道產(chǎn)生污染。
(3)老小區(qū)的雨污分流改造主要是地下管道施工及雨水立管增加,對于建筑物附屬的原有管道(如室內排水管)原則是最大程度利用原有的設施,如果原有管道初期通過評估,但是完工后發(fā)生堵塞會導致整個雨污分流系統(tǒng)出現(xiàn)運轉不暢的現(xiàn)象。
(4)雨污分流后沒有雨水沖散淤積在污水管道中的污染物,容易造成污水管道淤積,增加后續(xù)污水處理的難度。
(5)雨污分流單純強調排放,沒有利好雨水這種淡水資源,是一種浪費。
隨著綠色綠水控制概念和新型海綿城市材料的發(fā)展,實踐證明通過建設城市雨水低影響開發(fā)(LID)設施,可以解決上述問題。
LID 是一種以生態(tài)系統(tǒng)為基礎,從徑流源頭開始的暴雨管理方法。通過盡量縮小和降低不透水面積,以維持開發(fā)前自然水文狀態(tài);提高城市雨水利用效率,減輕雨水引起的面源污染并緩解洪澇災害,實現(xiàn)城市水健康循環(huán);結合城市特點合理規(guī)劃,協(xié)調好雨水控制利用與城市建設之間的關系,強化生態(tài)化、綜合性的雨水控制與利用措施,從而實現(xiàn)開發(fā)區(qū)域和建設項目經(jīng)濟、社會及環(huán)境效益的整體優(yōu)化。
住房部在2014 年發(fā)布了《海綿城市建設技術指南》,推行全國各地的城市雨水低影響開發(fā)(LID)設施的建設。海綿城市建設由習近平總書記倡導,是我國推廣實施綠色雨水控制工程建設、進行雨水資源化利用的重要舉措。
海綿城市是指城市在適應環(huán)境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,像海綿一樣下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,在需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用,其特征可歸結為“滲、滯、蓄、凈、用、排”等六個字。海綿城市在確保城市安全排水防澇的前提下,最大限度地實現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化,促進雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護。寧波市在2016 年4 月,入選全國第二批海綿城市建設試點城市,目前項目建設已基本完成,試點區(qū)成效顯著。
海綿化技術改造通過雨水的滲透、過濾、儲存和蒸發(fā)方法,維持場地開發(fā)前后的水文平衡,將雨水通過管道、匯水口、側石和排水溝進行引導,實現(xiàn)了雨水的自然存積,自然凈化,避免將傳統(tǒng)下水道成為唯一的排水口??梢杂行p少并延遲暴雨徑流并減輕市政排水管網(wǎng)系統(tǒng)的壓力。
老小區(qū)海綿改造的施工內容,如圖2 所示。
圖2 海綿改造示意圖
(1)“滲”——通過透水鋪裝增強雨水滲透,透水鋪裝適用于非機動車道、停車場和輕交通路面。根據(jù)面層材料不同分成透水磚鋪裝、透水混凝土鋪裝、透水瀝青混凝土鋪裝。老小區(qū)改造中還可以在透水鋪裝的基層內設置排水管或者排水板?,F(xiàn)今我國城市老小區(qū)道路鋪裝材料一般是普通混凝土和石材等硬質鋪裝,降雨時水滲透性差,使路面積水成澇。透水鋪裝通過透水地面收集雨水,避免地表徑流,通過水渠和溝槽把雨水引到附近的滯留設施[5]。
(2)“滯”——建造雨水花園。將小區(qū)花壇改成雨水花園。雨水花園結構由表及里一般分為:蓄水層、覆蓋層、種植土層、砂層以及礫石層。雨水花園結構深度為90~150cm,蓄水層厚度在10~25cm,蓄水層滯留雨水,通過沉淀分離出污染物;覆蓋層可以吸附一定的水分,延長下面的土壤變干時間。雨水花園標高比鄰接路面下凹10~20cm,設置開口側石以方便路面雨水的流入,花園內部設雨水溢流井,當雨水花園內充水飽和,溢出的雨水排入雨水管網(wǎng)。通過建造雨水花園可以實現(xiàn)對雨水的滯留與滲透,考慮到造價和空間等因素在老小區(qū)內可以因地制宜建造類似功能的雨水花壇、下沉式綠地等設施。
(3)“蓄”——在地下安裝由雨水蓄水模塊搭建的模塊蓄水池。雨水蓄水模塊可采用再生PP 材料,由不同規(guī)則尺寸的網(wǎng)格狀平板拼裝成模塊化的箱體,然后將每個箱體碼放成連續(xù)的雨水“矩陣”池。這種模塊蓄水池儲水空間達到95%,結構穩(wěn)定有很強的承壓能力,使用壽命能達到50 年,裝配式方塊組合施工工期短一般只需2~7d,減少對居民正常生活的影響。在老小區(qū)改造中可以把蓄水池設置在綠地或者停車場地下。下雨時,雨水通過雨水管道流入蓄水池;晴天時,可以利用蓄水池內雨水對小區(qū)的綠化進行灌溉。并且雨水在通過雨水蓄水模塊的結構時,自然截留雨水中較大的懸浮物和漂浮物,實現(xiàn)了雨水的有效凈化。
(4)“排”——排水。老小區(qū)一般空間有限、場地平坦低洼,要詳細勘測和分析場地內地面的高程和坡度,根據(jù)分析結果設計出行之有效方案和布局。利用斷接技術,將外排雨水先接入高于地面的花壇,進行雨水滯留和凈化,再溢流外排。雨水這樣“一進一出”的過程,就像海綿吸水又放水那樣,減輕了排水管道的壓力。并且在雨水立管的端部設置消能池,削減水流的沖刷作用,減少對植物、植被、泥土的沖刷。
表3 案例 XX 片區(qū)海綿改造二期工程(一標段)-XX 小區(qū)
表4 XX 片區(qū)海綿改造二期主要工程量及造價指標匯總
在本案例中不考慮雨落管改造和綠化的費用。透水鋪裝占總造價81.72%。該小區(qū)分為26 個匯水分區(qū),小區(qū)改造的目標是根據(jù)實際情況達到年徑流總量控制率目標為31%。
(1)海綿改造技術改造通過將雨水進行下滲和收集,減少對市政管網(wǎng)的依賴,減輕管道的排水壓力,增強了對地下水的補給并減少地下水的需求,保證了地下水位的安全,減少地面沉降的風險。
(2)從雨污分流到海綿化改造體現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保理念和新型建材的在給排水工程中的有效利用。海綿改造技術體現(xiàn)了綠色建筑理念,促進建筑產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)化發(fā)展。