吳昊

摘 要：截流倍數(shù)的選擇是截流式合流制排水系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，其直接影響環(huán)境效益和經濟效益，合理的確定截留倍數(shù)，為實現(xiàn)城市水環(huán)境的良性循環(huán)帶來重要作用。

關鍵詞：截流倍數(shù);截流式合流制;管渠流量計算

截流倍數(shù)的確定是截流式合流制排水系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié)，是指合流制排水系統(tǒng)在降雨時被截留的雨水徑流量與平均旱流污水量的比值，由此可以知道，截流倍數(shù)（n₀）越大，溢流污水量就越少，對環(huán)境保護越有利，但是截流倍數(shù)（n₀）增加的同時，截流管、提升泵站以及污水處理廠等設施的工程建設投資就會相應增加，當截流倍數(shù)（n₀）超過一定值時，加大截流倍數(shù)就會導致排水工程總投資與運行費用等成倍增加，也導致污水處理廠進廠污水濃度偏低，影響污水處理廠運行效率，而且對城市水環(huán)境的保護效果也非常有限，這就會造成工程設計的不合理性和市政資金的浪費。

一、?截流倍數(shù)的合理選擇

我國現(xiàn)行的《室外排水設計規(guī)范GB50014-2006》（2016年版）對截流倍數(shù)（n₀）的選值規(guī)定：應根據(jù)旱流污水的水質、水量、排放水體的環(huán)境容量、水文、氣候、經濟和排水區(qū)域大小等因素經計算確定，宜采取2～5。由于規(guī)范沒有給出具體的計算方法和確定條件，由此導致了在規(guī)劃或設計上截流倍數(shù)的選擇，很大程度上取決于規(guī)劃設計人員的主觀經驗，而實際的截流倍數(shù)的選值需要考慮眾多因素，包括受納水體的水質及環(huán)境容量、城市的文明及發(fā)展程度，人口密度、城市氣候特性、城市經濟能力、城市污水廠的處理工藝，還與降雨、溢流量、河道自凈、耗氧和動態(tài)生化反應等等因素有關，所以確定合適的截流倍數(shù)是個復雜的過程，各地都要根據(jù)自身的情況，經過大量的數(shù)據(jù)調研和分析，建立模型預測，最終確定合理的截流倍數(shù)。

目前，國內外對截流倍數(shù)的取值主要有以下這三種方法^[1，2]：

（一）傳統(tǒng)經驗估值法：這種方法在國內應用的最多，具體參照其他城市的截流倍數(shù)選值，然后再按照自身城市條件，大致確定工程所需的截流倍數(shù)。比如對降雨量小的地區(qū)來說，一般其降雨頻率也低，那相對來講地表積存的污染物也多，這就需要取稍大的截流倍數(shù)來控制污水溢流污染;同樣，對于城市環(huán)境衛(wèi)生較好、管道養(yǎng)護條件好的地區(qū)，就可以適當取低值;對于地方經濟較為發(fā)達，市政資金充裕的地區(qū)就可以取較大的截流倍數(shù)。

采用傳統(tǒng)經驗估值的方法確定截流倍數(shù)，就未對合流污水的匯集過程、溢流過程以及受納水體的水質變化過程作相應的量化分析，對水體水質的影響仍停留于定性的或是概念性的描述。所以，采用傳統(tǒng)經驗估值法選擇的截流倍數(shù)存在很大的主觀性和片面性，嚴格地說，也是不科學或欠科學的。

（二）由允許的溢流次數(shù)、溢流水量反推截流倍數(shù)的方法：由截流倍數(shù)的定義公式可以看出，對于一個特定的工程，在沒有其他控制合流污水溢流的措施時，合流污水的溢流頻率和溢流水量就是由截流倍數(shù)唯一確定的，因此，在進行排水工程截流倍數(shù)的選擇時，可以事先假定幾個不同的截流倍數(shù)，然后分別計算出各截流倍數(shù)所對應的溢流次數(shù)和溢流水量，再經過比較，選定滿足工程環(huán)境要求的溢流次數(shù)和溢流水量，由此，利用上一步確定的溢流次數(shù)和溢流水量就可以反過來推算工程所需要的截流倍數(shù)。

這種方法相對于傳統(tǒng)經驗估值法來說，已經是前進了一大步，也更具有科學性。但是這種方法對于允許的溢流次數(shù)和溢流水量需要一定的準確性，而目前國內對這兩塊的研究還較少，只能借鑒國外的方法，比如概率模型法、推理公式法和模型模擬法等來確定溢流次數(shù)和溢流水量，至于適用性，還得進一步研究分析。

（三）降雨—徑流過程計算法：合流污水溢流從根本上講是由降雨引起的，因此就可以將降雨到產流過程的分析計算方法用來進行截流倍數(shù)的研究?？傮w來講，降雨—徑流過程計算法是一種動態(tài)模擬計算方法，其利用降雨、地表產流、匯流、污染物質的沖刷、污染物隨徑流的遷移轉化、雨水與旱流污水的混合及合流污水在管網中的輸送、溢流等相關理論計算出溢流污水的水質、水量以及溢流時間，再綜合考慮受納水體的納污能力，繼而在此基礎之上確定排水工程所需的截流倍數(shù)。

這種方法主要包括設計暴雨過程計算、地表產流過程計算、地表匯流過程計算、管網匯流過程計算、徑流污染物計算、混流污染物濃度計算、溢流流量及水質計算和受納水體凈化過程計算。由此可見，該法不僅深入分析了溢流污水產生的機理，而且充分考慮了溢流污水水質、水量的動態(tài)變化，這大大的提高了截流倍數(shù)的準確性，但是這種方法計算過程復雜，很多計算過程在國內還沒有成熟的理論體系，而且該法還應用于計算機技術，所以目前的適用性還是有限。

此外，對于截流倍數(shù)的確定還有旱季污水總量暴雨強度擬和法等，總體來說，各種預測方法都各有千秋，但是目前國內的理論研究都不深，要取得普遍適用性還需很長一段時間，因此，對于這種現(xiàn)狀，我們在排水工程專項規(guī)劃階段可適當?shù)牟捎靡韵聨追N簡單預測方法：

（一）考慮截流倍數(shù)最小取值的情況：有研究顯示，選擇截流倍數(shù)n0=3比選截流倍數(shù)n₀=2的工程投資將近增加一倍，因此，對于市政資金緊缺的地區(qū)或是對于某一特定區(qū)域的降雨特征、水文特征和污水水質而言，就有必要考慮截流倍數(shù)最小取值的情況。

（二）考慮水體環(huán)境保護要求對截流倍數(shù)的影響情況^[3]：設置截流管道的主要目的就是為了保護水體環(huán)境，對水體環(huán)境保護的要求是確定截流倍數(shù)的根本依據(jù)，當然，合流制多少還是會存在河體污染的情況，也不能對水體環(huán)境保護提太高的要求，否則設置合流制本身就可能是個問題，因此，對水體環(huán)境保護的要求應適當，也要符合城市建設的發(fā)展。

提出適當?shù)乃h(huán)境保護要求后，可以根據(jù)降雨時的允許污染物排放強度、污染物的量、旱流污水量和合流污水量按照下式來計算截流倍數(shù);

W/Q_H·[Q_H-（n₀+1）Q_W]=W₀

上式中，W為溢流井出管道輸送過來的污染物量，kg/d;Q_H為溢流井處的合流污水量，L/s;Q_W為上游溢流井處旱流污水流量，L/s;W₀為降雨時溢流井處允許污染物排放強度，kg/d。

（三）考慮截污率對截流倍數(shù)的影響情況^[3]：截污率即為截污干管截流的污染物量與進入溢流井的污染物量的比值，即截污率η=（n₀+1）·Q_W/Q_H。由改式可以發(fā)現(xiàn)，當Q_W/Q_H一定時，截污率η與截流倍數(shù)n₀成正比，但是如果由于Q_W/Q_H這個基數(shù)較低，那么增大截流倍數(shù)，攔截的污染物總量并不大，但是截流干管需要通過的水量則成倍增加，工程投資大。因此，在截污率較低的情況下，應選用較低的截流倍數(shù)，但同時要保證該溢流井處的截流干管的過水能力不小于上游截流干管的過水能力，為了能使上游截流干管正常發(fā)揮作用，截流倍數(shù)也不應小于最小截流倍數(shù)。

二、?結束語

在不同城市的截流倍數(shù)選擇中，需要考慮的影響因素也不同，也并不會單一的考慮某一因素的影響，但選擇時要注重首要的影響因素，綜合分析各類因素的影響程度，以期能夠確定最為合理的截流倍數(shù)。

參考文獻：

[1]江曄.截流干管截流倍數(shù)的環(huán)境與經濟效益分析研究[D].2006.

[2]孫全民.柳州市合流制排水管網截流倍數(shù)確定及優(yōu)化研究[D].2010.

[3]周大鵬.宋云.合流制排水系統(tǒng)截流倍數(shù)分析[J].安徽建筑工業(yè)學院學報（自然科學版）. 2005， 13（5）： 88～90.