北京市排水系统存在的问题及解决措施

北京市排水系统存在的问题及解决措施摘要：随着首都经济圈拉动、辐射作用，北京国际化城市的迅速发展和城乡一体化进程的推进，致使北京市排水系统呈现的问题越来越突出。对历史遗留问题、排水体制限制、城市化发展等诸多问题进行了具体分析，并提出解决措施。关键词：排水系统；存在问题；解决措施引言排水系统是指收集、输送、处理、利用废水并将废水排入水体的全部设施，主要由城市污水排水系统、工业废水排水系统、雨水排水系统组成。历史上北京排水系统具有浓厚的区域特征。从最早的明排、板沟到清代的下水道，历经了几千年的演变，且北京城排水系统只对几个重要的地方进行规划，采取就近排放进自然水体或人工水体的原则，当时人少，污水也少，大小湿地有自净作用，对环境及人们的身心健康造成的危害及影响很小，但随着北京城的迅速发展，历史遗留问题、排水体制的限制、城市化大发展造成诸多安全事故等均使北京市排水系统的问题越来越突出，现就具体问题及解决措施加以论述如下：一、存在的问题一）排水管网安全事故多发管线渗漏管道腐蚀、超标排放，损害排水设施，污染地下水源，危害人体健康，形成诸多安全隐患。北京早期建设的排水管线多采用钢筋混凝土刚性平接口管道，由于脆性管材的抗拉和抗冲击强度都很低，受地基不均匀沉降、地面承载力变化、周边施工、养护不及时、设施老化以及污水中污染物的腐蚀等因素影响，许多管道变形、错位、破裂，由于污水管道为地下隐蔽工程，它的病害不易被发现，出现渗漏时，就会污染地下水资源，形成安全隐患。二）合流制管网比重大虽然北京市排水管网建设实行的是雨污水分流制，但由于历史遗留问题及实施条件限制，北京市还存在大量合流制管网。合流制管网大多位于老城区，进行雨污分流改造工程涉及拆迁、占掘路，施工难度非常大，目前尚未大规模开展雨污分流工程，虽然合流制管网能够收集部分初期雨水，减小初期雨水对水环境的污染，但大量合流管线的存在导致汛期部分流域污水处理厂负荷过大或跨越排放。另外由于管网不完善，许多地区污水下游无出路，情况复杂且管理难度大，排水许可短时间内难以实现，致使用户将污水就近排入雨水管。因不经任何处理，就直接排入河道，造成水体污染、河道淤积。三）雨水系统设施建设形式不完善1、分流制雨水管线直排河流、污染水体。2、出水口多采用淹没式且不设闸门，造成路面积水及后续养护工作困难。淹没式出水口即出水口低于水体水位。由于受水体水位顶托，管道内水流速度减小，管道排水能力减小，导致汛期城区低洼地段长时间积水，影响车辆通行和市民的出行，另外由于出水口处多不设闸门，导致雨水管道下游河水回灌段无法进行清淤。3、雨水管道系统未建成网状，造成排水能力下降。雨水管道往往建成几个各自独立的排水系统来排除雨水，各系统之间互不连通。但是根据实际经验，由于雨水管道各系统的汇水面积、集水时间均不相同，因此高峰流量不会同时发生，各系统的排水能力也就各不相同，不能充分发挥各个排水系统的排水能力，有效的减少地面积水时间。4、雨水口布置形式不完善。雨水口的布置形式及数量没有根据地形、汇水面积、道路纵断设计布置，对于低洼和易积水地段，雨水径流面积大，径流量较大的地段没有特殊的考虑。5、现有雨水管线排水能力不足。随着设计标准的提高，大管径雨水管道增长幅度较大，与此同时也暴露出原有部分雨水管网已达不到现行设计标准，极端天气时发生排水能力不足的问题。四）污水系统设施建设形式不完善1、用户污水管线出口未建立格栅井及水质检测井，使后续养护工作难度增加。污水中纤维、塑料等沉积物、悬浮物和漂浮物的大量存在，给管道的清掏和疏通维护作业工作带来很大工作量和困难。特别是抽升泵站的格栅间，每天都拦截到大量的漂浮物。有的漂浮物通过格栅进入泵房后，常导致水泵叶轮堵塞、磨损损坏现象。2、检查井内未设置闸槽使后续工作难度增加。污水干管中的流量和流速都较大，有的检查井内的水位较高，管道维护作业或户线污水管接头时，需要将管道内的水位降低或断流，如采用草袋、皮堵等措施断流则困难较多，已使用管线内水位高，无法与待建管线衔接问题突出。五）排水设施建设与城市新区开发不同步，存在滞后现象。近年来，随着城市化进程的加快，城市新区成片开发建设速度日新月异。但是在开发建设中，往往只注重小区内的建筑和配套设施建设，不考虑周边配套的市政排水管网以及排水出路的系统建设，结果造成小区建成后排水无出路、居民不能居住或居住后污水漫溢现象。六）泵站问题：1、泵站集水池有效容积偏小。对于旧排水泵站改造，如原有集水池容积不变，考虑到随着城市的发展，污水排放量会相应增加；随着城市雨水实际径流系数的增大和汇水面积的增加，雨水泵站的收水量也会增加；另外，北京属于暴雨量集中的北方城市，为加速雨季路面积水的排除速度，往往采取打开污水井盖的措施，通过污水泵站抽升，强行排除，可见污水泵站也担负雨水的抽升任务。因此，原集水池有效容积偏小问题就比较突出。2、原有泵站的提升能力不足。3、为节约运行费用而导致污水管道满负荷运行，致使污水外溢，格栅起不到拦污作用，水泵叶轮堵塞、磨损，检查井水位较高无法惊醒户线直管接头施工，后续养护工作难度加大。4、现有泵站设计标准低七）管网在线监测点数量相对偏少污水管网流量监测仪、水质监测仪安装数量不足，不能很好的应对水质、水量突发事件。。污水处理厂表现出：1、流域收集水量不均衡：2、进水超标等问题。二、解决措施一）对排水管网运行状况进行综合等级评定，以合理、科学、符合实际确定出排水系统的日常养护计划、更新改造计划以及建设规划工作，并确有实效的进行计划推进工作。二）加强雨水设施的改进：1、出水口改造：（1）雨水管道入河出水口应尽量高于或等于排放水体的设计水位，可采取减小管道坡度、管道浅埋加固处理、调整城市竖向规划等措施来实现；（2）如出水口不得已低于排放水体水位时，设计上应考虑水体水位顶托的影响，核算淹没出水的排水能力，当不满足时在入河口处建设抽升泵站和溢流闸门，以在汛期时开启水泵抽升强制排水，同时因闸门的设置也利于下游管道的维护清淤；（3）为保证立交（尤其是下穿立交）排水出水口的可靠性，立交排水应采用独立的排水系统。2、建设雨水管道之间的连通管：在相邻两个系统之间的适当地点（如易积水地段）设置连通管，将雨水管道建成环状管网，通过连通管可相互调剂水量，达到改善排水情况的目的。3、建设直通污水检查井的雨水收水口：可以设置专用收水井，直接与污水管道相连，不与雨水管道沟通，既可避免河道顶托雨水倒灌，又达到排除汛期路面积水目的，同时也消除了人力打开污水井盖排除路面积水而带来的安全隐患。4、雨水口的布置应做以下改进：（1）雨水口的布置应根据地形及汇水面积，结合道路纵断设计布置；（2）对于低洼和易积水地段，雨水径流面积大，径流量较大，为提高收水速度，需要适当增加雨水口数量，最好采用“线形”收水井；（3）对于道路纵坡较大路段，尤其是立交桥的引道处，应采用平篦雨水口收水，且在上游就开始布置雨水口，在下游段相应设连续多篦雨水口，形成“线形”收水井，让径流雨水从上游开始就收进管道，避免全部汇到下游或桥下后，造成积水。（4）下穿立交应保证其独立的出水系统，其桥头应增加截流设施，以分流客流雨水；（5）采用立篦雨水口时，应根据道路道牙时高度，保证有足够收水断面，道牙高度不足时，立篦与路面衔接处应做成三面坡。5、完善建设住宅小区的雨水管道建议在庭院或住宅小区建设雨水管道和雨水口，让雨水在尽早时间内收进雨水管道，避免径流至道路上。6、研究推广应用渗水型雨水排水系统为分利用宝贵的雨水资源，减少大量雨水径流给城市防汛带来的压力，应进一步研究开发及推广利用雨水入渗排水系统，减少雨水排放量，使雨水排放、入渗以及储蓄利用三者有机结合起来。同时雨水检查井及雨水口的底板也相应设计为渗水材质，其井内不应采用水泥砂浆抹面。三）污水设施的改进：1、在用户污水管线出口建立格栅井及水质检测井2、在检查井内设置闸槽为了维护作业方便，建议在污水干管的管道交汇处检查井、转弯处检查井或直线段的每隔一定距离的检查井内根据需要设置闸槽，通过闸槽的开闭可以控制水流，便于维护作业。四）泵站改进1、改进泵站集水池有效容积和合理确定最低水位线集水池有效容积改进需要注意：①要复核原设计最高水位，控制最高水位不得使管道上游地面冒水；②按照相关标准确定合理的集水池有效容积，下穿立交设计汇水量应考虑20%左右的客水。泵站集水池最低水位应该是保证水泵叶轮吸水的水位，一般为叶轮所在水位线。由于潜水排污泵的电机不能在露出水面状态运行，故这种情况下，泵站集水池最低水位应该根据电机允许露出的水面高度确定。2、提高泵站设计标准，加快原有泵站的升级改造，合理规划泵站的建设数量、位置及规模。五）污水处理厂的改进1、加快治污截污工程和污水处理厂建设及污水处理厂升级改造步伐要根据实际情况，合理选择排水体制，加快雨污水分流改造、污水截流以及污水管道的建设步伐，并在各污水流域间建立水量调配设施，使污水排放与收集系统更完善、更合理。同时要加快污水处理厂的建设步伐，使截流的污水能够进行集中处理，以减少水体污染，提高城市污水处理率。2、合理确定污水处理厂规模，改进噪声、恶臭、污泥问题充分考虑初期雨水的进入，减少因原水水质、水量波动大，对各处理单元尤其是二级生化处理部分产生冲击，引起微生物大量流失，导致水质恶化的因素。采用隔声罩，加消声器，控制管道噪声，提高鼓风机房围护结构的隔声能力等措施减小噪声污染。给池体加盖、在敞口的沉淀池和曝起池周边设多处抽气及活性碳吸附设备、延长曝气池中污泥龄以减少恶臭污染物等。污水处理厂与其他建筑物之间应设置绿化隔离带。对污泥问题的处理和处置需要达到减量化、稳定化、无害化和资源化的目的。六）提高设计标准，积极采用“四新技术”要尽早淘汰混凝土管等脆性管材和刚性接口，积极推广新型塑料管材以及柔性接口管材，减少污水渗漏；在污水处理上，要积极采用新技术、新工艺、新设备，提高处理效率、降低处理成本；要提高泵站设计标准，增大排水能力和运行可靠性。七）实行现代化管理，提高管理中技术创新水平。从2003年开始，北京市排水管理部门就开展了排水管网地理信息系统的研制和开发工作，现已建立了比较完善的GIS管理系统，实行了动态管理，为北京市排水系统安全稳定运行提供了可靠的支持与保证。今后，还需要进一步研制和开发排水管网计算机动态监控和中央调配系统，实时监测管网运行情况，向各污水厂合理调配污水资源。同时要加快对排水设施运行管理中各环节的技术创新改造。为确保污水处理厂的正常运行，急需在排水管网的关键节点安装水样连续取样器和水质在线监测仪表、装备快速反应的水质监测车，以应对水质突发事件或野外连续水样采集、监测工作，为排水许可和超标排放的执法提供支持和依据八）依法建设和管理城市排水设施1、依法合理使用排水设施的建设和维护管理资金，按照养护标准和技术等级，有计划的对排水管网、泵站进行养护维修和更新改造。2、依法促使规划、建设部门，根据城市新区开发建设的需要，同步进行配套排水设施的系统建设，要考虑排水出路或临时出路问题。3、依法管理排水设施，严格按照（京水务法〔2010〕26号）《北京市排水许可管理办法》控制用户排水许可的各项技术标准，认真执行排水许可制度，加大对