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河涌整治工程与海绵城市建设的思路——以广州市新市涌整治工程为例

时间:2024-07-28

□文/陈 谦 冯蔼敏 黄粲琪

广州市城区河涌水系丰富,现状及规划河涌多达231 条,遍布整个中心城区。广州市的城市中有独特的“城中村”存在,它们大多沿河而建,人口高度集中,房屋建设缺乏规划,市政排水管道短期内难以完善,“落雨大,水浸街”成为广州独特的城市景象。

20世纪90年代至今,广州市防洪(潮)排涝工程经历了提高设计标准、新建河堤及管道、增加排涝泵站的阶段,近年逐渐转换思路,提倡低冲击开发、可持续发展,积极建设海绵城市。由于自然条件和历史原因,广州城区污水直排、混排河涌的现象十分普遍;为解决黑臭水体问题,管理部门沿河道两侧进行截污,造成出水口被封堵,加剧了内涝情况;因此,对广州城区而言,海绵城市建设与河涌整治工程工作紧密联系在一起。广州市城区的海绵城市建设工程内容包括建筑与小区、道路与广场、城市绿地、城市水系等;河涌整治工程内容包括房屋巷道工程(污染源收集)、合流制片区改造、截污工程、清淤疏浚等;两者既有相通之处,又互相影响。

目前广州市区截流式合流制管截流倍数为1,标准偏低;而广州市雨量充沛,雨季降雨强度大,因此雨季截污能力不足,大量污水溢流到河涌;通过海绵城市建设,控制地面径流,可以减少管道的负荷,提升截污效果。

广州市区大部分地势平坦,珠江两岸大部分地面高程为6.5~9.0 m(广州城建高程系统,下同),现状排水管道底标高多为4.2~6.5 m,而珠江潮汐水位为4.3~7.0 m;截流式合流管无法防止潮水高位时河水通过拍门倒灌,从而影响污水系统正常运行。结合海绵城市建设,新建独立的污水管道,原合流管改造为雨水管,将排水系统改造为雨污分流制,能用较少的投资解决截流式合流制的倒灌问题及河涌污染问题。

1 工程概况

萧岗村位于白云区新市街,为广州市典型的“城中村”,新市涌自东向西流过,晴天时水量不大,但存在部分合流管排入河道或暗渠的情况。萧岗村总面积约4 km2,商业比较发达,有大量商铺和厂房出租,村内统计常住人口约9万人;村民房屋约8 700栋,多为4~16层建筑。目前尚未实施截污纳管工程,部分合流污水排到新市涌。见图1。

2 改造内容

根据村内现状排水系统及街巷实施条件,划分不同改造区域。根据区域排水系统特点、地势地貌、巷道情况的分析,有针对性地进行污水治理改造。

对房屋立管进行改造,新建雨污分流立管接天面雨水斗,现状合流立管改造为污水立管,使建筑排水系统实现雨污分流。

对埋地排水管道进行改造,新建污水管网收集现状污水立管和化粪池污水,现状合流排水管道改造为雨水管道,使埋地排水管道实现雨污分流。

该项目完工后,污水实现全收集、全处理;削减雨季8~15 mm 溢流污染或主要污染物削减率达到70%~85%。

图1 萧岗村平面

3 面临的问题

3.1 雨污合流

萧岗村范围内的建筑排水体制均为合流制。建筑立管从天面雨水斗排到地下排水管过程中,与厨厕排水管及阳台排水管连接。有部分立管直接排入埋地合流排水管道和排水沟渠,也有部分立管排入化粪池后再排入埋地合流排水管道和排水沟渠。

萧岗村内现状排水管渠为合流排水系统,生活污水及屋面雨水排入合流立管后,排到街道下的合流管渠,汇集至村内主要道路下的合流排水管道,就近排往河涌;雨水排放方式基本为分散自流排放,未建独立的市政雨水管渠,多数为村内自建的雨污合流道路边沟或暗渠,就近排入河涌水体。见图2。

图2 萧岗村排水现状

3.2 涌边挂管

河涌两岸存在违章建筑,管道工程难以实施。由于“城中村”规划管理滞后,近年来在新市涌河道两侧建设了连排房屋,占用了河道空间;而且房屋间距很密,紧靠河边,导致无法布置排水管道。

几年前,为了解决临时排水问题,在河道两岸安装了涌边挂管,将收集的污水接到布置在河涌下的涌底合流管[1~2]。见图3和图4。

图3 现状涌底合流管

图4 现状涌边挂管

涌边挂管与涌底合流管并非彻底解决问题的方案,而且造成了河底被抬高,导致降雨时合流管溢流的问题出现。

3.3 污水管道混接和淤积

萧岗村周边有的现状市政污水管存在严重淤积情况,导致过水能力下降。市政污水管道存在错接、混接的情况,需要全面清查整治。部分河涌及支流存在截污尚未完成的情况,需要全面完善,保证达到整治效果。

4 解决思路与工程措施

针对以上问题,本工程提出了“截污纳管、拆违改造、清淤整治”的工作思路以及几项重要的工程措施。

4.1 城中村排水系统改造

对建筑污水立管在首层地面进行截断,接入新建污水管。见图5。

图5 改造立管

该方案充分利用原有管道新建一套建筑雨污分流系统,管道全埋设在地下后接出巷道,避免因碰撞导致管道损坏等情况,减少占用房屋外立面,对村民影响较小;需要注意的是,接驳时需考虑首层接入点预留足够的距离,避免污水通过首层返水。

封堵化粪池原有出水口并另建出水管,接入新建污水管。对不同巷道宽度(狭窄/宽敞)、化粪池情况(规则/不规则),接户管道设置采用四种形式。见图6。

图6 四种方式接户管

根据排水管线摸查,除新建小区及商户外,村内排水基本为合流系统,生活污水与天面、路面雨水混合后排入下水道。部分没有设置排水管渠的巷道和市政道路,雨水和污水通过明沟排入周边河涌。生活污水进行全收集处理后,部分管道截断,天面及路面雨水无法排出,可能导致产生内涝。本工程进行合流系统改造,新建一套雨水系统收集这部分雨水,排入雨水管或河涌[3]。

4.2 拆除涌边挂管

经现场调查及研究论证,现状涌边房屋存在违章建设情况,建筑首层应向河岸(蓝线)外侧退后6 m。此处房屋均为5层以下、钢筋混凝土框架结构,采取保护措施后,具备进行部分拆除改造的条件。将房屋首层改造为骑楼形式,退让空间内可以埋设化粪池及污水出户管。改造完成后,可以拆除涌边挂管,有利于河道排洪。见图7和图8。

图7 改造前涌边挂管平面

图8 改造后污水管平面

在机场路附近,新市涌南北两岸新建DN800~1 200 mm污水管。考虑到避让其他现状管道,减少对现状房屋的影响,采用顶管方案。涌北新建污水管,起点在连元桥附近,连接涌北大街DN1 000 mm现状污水管,采用顶管方式穿过现状的机场路;涌南新建污水管连接涌南大街DN1 000 mm现状污水管,下穿机场路及现状河涌。为避让机场路现状4 m×2 m暗渠以及DN1 800 mm自来水管,新建污水管最低点管底标高为2.80 m,低于接驳点(现状DN1 200 mm污水管检查井)标高5.04 m,为此新建一个一体化泵井,将污水提升后排现状污水井;完工后即可废除原涌底污水管,解决了涌底合流管在暴雨时发生溢流的问题。

4.3 市政污水管清淤并改造错混接管

对新市涌及支流和棠景沙涌至泵站的污水管、机场路现状污水管进行全面清淤、检测、修复。

5 实施效果

工程完工后,建立了雨水系统排水口的台账,晴天时检查雨水管道没有污水排入。污水收集率≮90%;削减雨季8~15 mm 溢流污染或主要污染物削减率达到70%~85%。水质检测显示氨氮含量不超过3 mg/L,总磷含量不超过0.5 mg/L,水体消除黑臭现象。见表1和图9-图10。

表1 改造前后新市涌水质情况对比

图9 改造前

图10 改造后

6 结论

通过排水系统改造,截污纳管、雨污分流,完成了河涌消除黑臭的目标,对消除内涝也有很大帮助。对于河涌整治工程以及城中村污水治理,全面的现状摸查是前提条件;采用改造建筑立管、道路管道、排口截污等工程措施是正确的思路。涌边挂管与涌底埋管只适用于空间有限的临时措施,可能导致阻碍排洪和污水溢流的问题,采用顶管工程并清拆违章建筑的措施是更加妥善的解决方案。

广州是南方城市,城中村较多,地理环境兼具河涌密集、雨量丰富的特点,结合实际情况,因地制宜开展河涌整治与海绵城市建设,有效改善水环境,减少内涝。本工程的实践与经验对珠三角其他城市具有参考意义。

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