劉飛陽(yáng)

摘 要：針對(duì)當(dāng)前城市小區(qū)雨污分流系統(tǒng)的改造問(wèn)題，提出了一套綜合性的設(shè)計(jì)方法。通過(guò)對(duì)小區(qū)排水系統(tǒng)現(xiàn)狀的分析，結(jié)合雨污分流技術(shù)的最新發(fā)展，提出一種既經(jīng)濟(jì)又高效的改造方案。介紹雨污分流的基本原理及其在城市排水系統(tǒng)中的重要性，詳細(xì)分析現(xiàn)有小區(qū)排水系統(tǒng)的常見問(wèn)題及其對(duì)環(huán)境和居民生活的影響，提出一套基于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和數(shù)據(jù)分析的設(shè)計(jì)方法，包括管網(wǎng)布置優(yōu)化、雨水收集與利用、污水處理與排放等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，并通過(guò)案例研究，驗(yàn)證了所提方法的實(shí)用性和有效性。

關(guān)鍵詞：雨污分流；城市排水系統(tǒng)；設(shè)計(jì)方法；環(huán)境保護(hù)；管網(wǎng)優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TU992? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2024）05-0097-03

0引言

隨著城市化進(jìn)程的加快，傳統(tǒng)的城市排水系統(tǒng)已難以滿足環(huán)境保護(hù)和城市可持續(xù)發(fā)展的需求。近年來(lái)，很多城市每逢雨季就會(huì)面臨內(nèi)澇困擾，雨水倒灌致使雨水和污水合流，形成污水反涌，不僅影響居民生活，也會(huì)導(dǎo)致城市河流遭受污染。城市內(nèi)澇的問(wèn)題在河里，根子在岸上，核心在管網(wǎng)，重點(diǎn)在源頭，因此探索一種適合老舊小區(qū)的雨污分流改造設(shè)計(jì)方法十分重要。

1雨污分流基本原理及重要性

1.1 雨污分流的概念與意義

雨污分流系統(tǒng)作為一種先進(jìn)的城市排水方式，通過(guò)獨(dú)立的管道系統(tǒng)，分別收集和排放小區(qū)內(nèi)的雨水和污水，解決了城市排水系統(tǒng)在功能上的不足，滿足了環(huán)境保護(hù)方面的需求。合理應(yīng)用雨污分流系統(tǒng)，不僅有效減輕了污水處理廠的處理負(fù)擔(dān)，降低了處理成本，很大程度上提高污水處理的效率，提升了城市排水管理水平[1]。雨水經(jīng)過(guò)分流后，具有城市景觀建設(shè)、農(nóng)業(yè)灌溉等多種用途，在一定程度上節(jié)約了資源，提升了城市的環(huán)保價(jià)值。

1.2 雨污分流的工作原理

在雨污分流系統(tǒng)中，雨水和污水分別通過(guò)兩套獨(dú)立的管網(wǎng)進(jìn)行收集和排放。雨水管網(wǎng)主要負(fù)責(zé)收集屋面、道路及地面的雨水，而污水管網(wǎng)則負(fù)責(zé)收集家庭、工廠等處產(chǎn)生的生活污水和工業(yè)污水。這種分離式的設(shè)計(jì)可以有效避免雨水與污水的混合，從而降低雨季期間污水處理廠的處理難度，提高其處理效率。

1.3 雨污分流的環(huán)境保護(hù)作用

雨污分流系統(tǒng)對(duì)環(huán)境保護(hù)的貢獻(xiàn)不可忽視。傳統(tǒng)的混合式排水系統(tǒng)中，雨水和污水混合后，大量的污染物隨雨水一起流入河流、湖泊，造成水體污染。而雨污分流系統(tǒng)則可以將這些污水截留，送到污水處理廠進(jìn)行處理，從而減少對(duì)水體的污染。通過(guò)雨污分流，雨水被收集并用于城市綠化、景觀建設(shè)等，美化了城市環(huán)境，也提高了城市的可持續(xù)發(fā)展能力。

1.4 雨污分流在城市排水中的作用

在城市排水系統(tǒng)中，雨污分流起著至關(guān)重要的作用。它不僅改善了城市的排水狀況，還減輕了城市內(nèi)澇的風(fēng)險(xiǎn)[2]。在傳統(tǒng)的混合式排水系統(tǒng)中，大量的雨水與污水混合，往往會(huì)超出排水系統(tǒng)的處理能力，導(dǎo)致城市內(nèi)澇問(wèn)題。雨污分流系統(tǒng)通過(guò)分開處理雨水和污水，有效避免了這一問(wèn)題，提高了城市抵抗極端降雨天氣的能力。雨污分流也將大大提升城市的環(huán)境質(zhì)量，切實(shí)改善市民群眾的生活環(huán)境和質(zhì)量。

1.5 雨污分流的經(jīng)濟(jì)效益

雨污分流系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益也非常顯著。這種系統(tǒng)通過(guò)減少污水處理廠的處理負(fù)擔(dān)，能夠大大降低處理成本。分流后的雨水可以用于多種用途，如城市綠化和農(nóng)業(yè)灌溉、消防用水以及公共廁所用水等。這不僅節(jié)約了水資源，還減少了對(duì)其他水源的依賴，從而降低了城市的整體運(yùn)營(yíng)成本。

2小區(qū)排水系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

2.1 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的歷史局限性

過(guò)去很多城市小區(qū)的排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在一定的歷史局限性。這些系統(tǒng)大多在數(shù)十年前設(shè)計(jì)建造，那時(shí)的城市規(guī)模、人口密度以及水資源利用情況，與現(xiàn)在相比有很大的不同。隨著城市的快速擴(kuò)張和人口的激增，這些原有的排水系統(tǒng)逐漸顯露出設(shè)計(jì)上的缺陷。這些系統(tǒng)當(dāng)初的設(shè)計(jì)沒(méi)有充分考慮到未來(lái)的擴(kuò)展性和可持續(xù)性，導(dǎo)致在現(xiàn)代城市環(huán)境下出現(xiàn)了種種不適應(yīng)的情況。

2.2 管網(wǎng)老化及其后果

多年使用和環(huán)境因素影響使得許多管道出現(xiàn)了腐蝕、堵塞或破裂等問(wèn)題。老化的管網(wǎng)不僅難以有效地處理日益增長(zhǎng)的污水量，還可能導(dǎo)致泄漏，污染地下水和周邊環(huán)境。管網(wǎng)的老化也會(huì)大大增加維修和更換的成本，不僅影響居民生活水平，也造成了小區(qū)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

2.3 容量不足

除了老化問(wèn)題，現(xiàn)有排水系統(tǒng)的另一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是容量不足。隨著城市化的推進(jìn)和居民生活水平的提升，居民用水量顯著增加，而許多老舊小區(qū)的排水系統(tǒng)難以滿足以上需求。容量不足導(dǎo)致的后果包括污水處理不徹底、排水效率低下，甚至在雨季可能導(dǎo)致排水系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行，引起內(nèi)澇等問(wèn)題。這不僅對(duì)居民生活造成了嚴(yán)重影響，也增加了城市治理的難度。

2.4 對(duì)居民生活的影響

排水系統(tǒng)的不足對(duì)居民的日常生活產(chǎn)生了直接和間接的影響。一方面，排水不暢可能導(dǎo)致小區(qū)內(nèi)部積水，影響居民的出行和生活質(zhì)量。另一方面，排水系統(tǒng)的問(wèn)題也可能影響居民的健康。例如，排水不暢易造成污水反流，增加了細(xì)菌滋生、病毒感染等風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)居民的健康構(gòu)成威脅。

2.5 環(huán)境污染與城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)

除了影響居民生活，排水系統(tǒng)的不足還加劇了城市環(huán)境問(wèn)題。排水系統(tǒng)的不暢導(dǎo)致污水未能有效處理，進(jìn)而污染了城市的水體和土壤，破壞了城市的生態(tài)環(huán)境。排水系統(tǒng)的不完善也是造成城市內(nèi)澇的重要原因之一。在極端天氣條件下，排水系統(tǒng)的超負(fù)荷運(yùn)行可能導(dǎo)致城市內(nèi)部積水嚴(yán)重，影響城市的正常運(yùn)作和居民的安全。

3小區(qū)雨污分流改造設(shè)計(jì)方法

3.1 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與數(shù)據(jù)分析的重要性

在小區(qū)雨污分流改造的設(shè)計(jì)方法中，首要步驟是進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與數(shù)據(jù)分析。這一步驟的核心在于全面了解小區(qū)的具體情況，包括地形特征、建筑布局和現(xiàn)有排水系統(tǒng)的狀況。這些信息對(duì)于制定有效的改造計(jì)劃至關(guān)重要。地形分析有助于理解水流方向和可能的積水區(qū)域，而建筑布局的了解則關(guān)系到管網(wǎng)的鋪設(shè)和調(diào)整。

收集相關(guān)的水文和氣象數(shù)據(jù)也是必不可少的，這些數(shù)據(jù)能夠幫助設(shè)計(jì)師預(yù)測(cè)雨水量，從而更好地規(guī)劃排水系統(tǒng)[3]。專業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查可以揭示小區(qū)內(nèi)部復(fù)雜的排水狀況，如地下管道的走向、徑流特性及其與周邊地區(qū)的關(guān)系。這不僅有助于識(shí)別現(xiàn)有系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，如容易堵塞或磨損的區(qū)域，也能夠?yàn)楦脑旆桨傅拇_定提供科學(xué)依據(jù)。例如，通過(guò)地形分析，設(shè)計(jì)師能夠發(fā)現(xiàn)某些區(qū)域由于地勢(shì)較低，容易積水。然后針對(duì)這些區(qū)域，重點(diǎn)考慮排水設(shè)施的設(shè)置。

對(duì)建筑布局的詳細(xì)分析，對(duì)于管網(wǎng)的重新規(guī)劃同樣至關(guān)重要。了解建筑物的位置、高度以及周圍空間的使用情況，有助于設(shè)計(jì)更高效的排水路徑，確保新的管網(wǎng)布局既能滿足排水需求，又不影響居民的日常生活。對(duì)有地下室的建筑，可能需要考慮更加復(fù)雜的排水方案，以防止地下水位上升。

收集和分析水文和氣象數(shù)據(jù)是確保改造方案科學(xué)合理的關(guān)鍵。這些數(shù)據(jù)不僅包括降雨量、降雨頻率等基本信息，還應(yīng)包括地下水位、歷史洪水記錄等更為詳細(xì)的資料。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的深入分析，設(shè)計(jì)師能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)不同氣候條件下的排水需求，并據(jù)此設(shè)計(jì)出能夠適應(yīng)各種天氣變化的排水系統(tǒng)。

3.2 管網(wǎng)布置優(yōu)化策略

需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，優(yōu)化管網(wǎng)布置，這一過(guò)程的目標(biāo)是確保雨水和污水管道能夠有效地分離并合理布置。優(yōu)化管網(wǎng)布局不僅涉及到新管道的鋪設(shè)，也包括對(duì)現(xiàn)有管網(wǎng)的改造和升級(jí)。合理的管網(wǎng)布置不僅應(yīng)考慮到雨水流向、地形起伏、建筑物位置以及地下設(shè)施的分布，還需考慮管網(wǎng)的維護(hù)和日后可能的擴(kuò)展需求，以確保長(zhǎng)期的運(yùn)行效率和可靠性[4]。

管網(wǎng)優(yōu)化的核心在于高效分流和準(zhǔn)確導(dǎo)向，確保污水和雨水的有效分離以及迅速排出。在管網(wǎng)布置過(guò)程中，需要詳細(xì)考慮每個(gè)排水點(diǎn)的位置以及如何通過(guò)最短的距離連接到主管道。這不僅有助于提高排水效率，還能減少施工成本和未來(lái)的維護(hù)工作量。

在優(yōu)化管網(wǎng)布局時(shí)，還需要充分利用現(xiàn)有地形和自然坡度，以減少對(duì)排水泵和其他人工排水設(shè)施的依賴。例如，可在地勢(shì)較低的區(qū)域設(shè)置集水井和排水泵，而在地勢(shì)較高的區(qū)域則利用重力排水。老舊小區(qū)改造過(guò)程中，需要特別注意現(xiàn)有建筑物和地下設(shè)施的保護(hù)，確保施工過(guò)程中不會(huì)對(duì)這些結(jié)構(gòu)造成損害。

管網(wǎng)的設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮到未來(lái)的發(fā)展和變化。隨著城市化的進(jìn)一步發(fā)展和人口增長(zhǎng)，排水系統(tǒng)可能面臨更大的壓力。另一方面也面臨城市改造的問(wèn)題，在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)以及拆遷等問(wèn)題上，不要因?yàn)楣芫W(wǎng)設(shè)計(jì)給城市重新規(guī)劃設(shè)計(jì)造成困擾。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)預(yù)留一定的容量和擴(kuò)展空間，以應(yīng)對(duì)未來(lái)可能的需求增加。新的管網(wǎng)布置應(yīng)盡量減少對(duì)居民日常生活的干擾，例如避免在人行道或者常用道路下方鋪設(shè)主要管道。管網(wǎng)優(yōu)化需要利用先進(jìn)技術(shù)，如使用耐腐蝕和高強(qiáng)度材料制造管道，引入智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控排水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。這些技術(shù)的應(yīng)用不僅提升了管網(wǎng)的耐用性和可靠性，還有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，從而降低了長(zhǎng)期運(yùn)維成本。

3.3 雨水收集與再利用的設(shè)計(jì)

在雨污分流改造中，雨水的收集和再利用是至關(guān)重要的一環(huán)。設(shè)計(jì)雨水收集系統(tǒng)需綜合考慮雨水箅子、蓄水池等關(guān)鍵設(shè)施的布置，以高效地過(guò)濾和儲(chǔ)存雨水。雨水箅子的作用在于去除雨水中的雜質(zhì)，確保收集到的雨水質(zhì)量，而蓄水池則負(fù)責(zé)儲(chǔ)存這些經(jīng)過(guò)初步處理的雨水。

收集后的雨水廣泛用于城市綠化灌溉、清洗道路、消防用水、公廁清洗及其他非直接飲用的場(chǎng)合，有效減輕了對(duì)城市主要供水系統(tǒng)的壓力。雨水的再利用也體現(xiàn)了城市可持續(xù)發(fā)展和綠色生態(tài)理念的實(shí)踐，促進(jìn)了資源的節(jié)約和環(huán)境的保護(hù)[5]。通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，不僅提高了雨水資源的利用率，也為城市帶來(lái)了更多環(huán)保和經(jīng)濟(jì)上的益處。

3.4 污水處理與排放的優(yōu)化

改造設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要方面是污水的處理與排放。這一環(huán)節(jié)的目標(biāo)是通過(guò)有效處理減少污水對(duì)環(huán)境的污染。應(yīng)對(duì)污水進(jìn)行必要的處理，包括物理、化學(xué)或生物方法的凈化，以確保排放的水質(zhì)符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)化后的管網(wǎng)，應(yīng)能夠安全、高效地將處理過(guò)的污水排放到指定地點(diǎn)，如市政污水處理廠或其他處理設(shè)施。在設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)時(shí)，還需要考慮到處理設(shè)施的運(yùn)行成本、維護(hù)需求以及對(duì)周圍環(huán)境的影響。

4案例研究

4.1 老舊小區(qū)改造前的問(wèn)題分析

在某城市的老舊小區(qū)中，排水系統(tǒng)一直是一個(gè)棘手的問(wèn)題。該小區(qū)建設(shè)于20世紀(jì)90年代，共有居民400戶。由于長(zhǎng)期以來(lái)缺乏有效的維護(hù)和升級(jí)，小區(qū)的排水系統(tǒng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的老化和損壞。在雨季，由于排水系統(tǒng)的不暢，經(jīng)常發(fā)生內(nèi)澇現(xiàn)象，最高水位可達(dá)30 cm，嚴(yán)重影響居民的正常生活和出行。此外，由于污水和雨水混合排放，也造成了環(huán)境污染問(wèn)題，居民對(duì)此頗有怨言。

4.2 改造設(shè)計(jì)的具體實(shí)施

針對(duì)該小區(qū)這些問(wèn)題，決定采用先進(jìn)的雨污分流改造設(shè)計(jì)方法。改造項(xiàng)目的第一步是對(duì)小區(qū)的排水系統(tǒng)進(jìn)行全面的調(diào)查和分析。專家團(tuán)隊(duì)對(duì)小區(qū)的地形、建筑布局以及現(xiàn)有的排水設(shè)施進(jìn)行了詳細(xì)的勘察。調(diào)查結(jié)果顯示，小區(qū)的排水管網(wǎng)嚴(yán)重老化，且設(shè)計(jì)時(shí)未充分考慮到雨水和污水的有效分離。

改造工程隨后開始，先是對(duì)老舊管網(wǎng)進(jìn)行更換，新增雨水管道長(zhǎng)度達(dá)到1.8 km，再是對(duì)污水管道也進(jìn)行了相應(yīng)的升級(jí)，總長(zhǎng)度達(dá)1 km，并建立包括進(jìn)水井、雨箅在內(nèi)的雨水收集系統(tǒng)。

4.3 改造效果

改造完成后，該小區(qū)的排水系統(tǒng)運(yùn)行效率顯著提升。在隨后的雨季，小區(qū)再未出現(xiàn)過(guò)內(nèi)澇現(xiàn)象，即使在暴雨的情況下，地面積水也能在短時(shí)間內(nèi)迅速排除。由于實(shí)施了雨污分流，污水處理效率也得到了提高，附近河流的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，改造后河水的水質(zhì)指標(biāo)提升了約20%。

改造項(xiàng)目對(duì)居民的生活質(zhì)量產(chǎn)生了直接的積極影響。居民不再擔(dān)心雨季的內(nèi)澇問(wèn)題，生活環(huán)境得到了明顯改善，居民對(duì)改造效果普遍滿意，感到居住環(huán)境更加安全和舒適。

通過(guò)這個(gè)案例研究可以看出，針對(duì)老舊小區(qū)的雨污分流改造是非常必要和有效的。通過(guò)專業(yè)的設(shè)計(jì)和實(shí)施，不僅解決了長(zhǎng)期困擾居民的內(nèi)澇問(wèn)題，還提升了環(huán)境質(zhì)量和居民的生活質(zhì)量。這一案例為類似小區(qū)的改造提供了可行的范例，展示了城市更新和環(huán)境改善的巨大潛力[6]。

5結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)小區(qū)雨污分流改造設(shè)計(jì)方法的探討，本文提出了一套既經(jīng)濟(jì)又有效的解決方案。這不僅對(duì)提升城市小區(qū)的居住環(huán)境具有重要意義，也為其他類似項(xiàng)目提供了參考和借鑒。隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大、人口的增多，城市功能將不斷豐富，勢(shì)必給城市排水系統(tǒng)帶來(lái)更大壓力，雨污分流的改造也將因?yàn)榧夹g(shù)的發(fā)展、城市環(huán)境變化而面對(duì)新的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，需要持續(xù)跟進(jìn)城市建設(shè)保障需求，不斷創(chuàng)新雨污分流技術(shù)，迭代更為先進(jìn)、完善的雨污分流系統(tǒng)，為城市發(fā)展、群眾生活需要提供更多幫助。

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