九江市武宁县朝阳湖截污工程设计综述

摘要：随着武宁县城城市的发展，人民生活水平的提高，打造地方特色的山水园林城市的步伐加快，环境卫生的整治尤其重要，朝阳湖截污工程的实施势在必行。

本文简单介绍了环湖截污工程设计的流程和设计过程中管位的确定，流量的计算以及采用的溢流井的类型的选择等设计要素。

关键词：环湖截污溢流井

武宁县城是一座快速发展的城市，伴随着“十一五”规划的实施，改革开放力度的加大，城市规模将迅速扩大，一个具有地方特色的山水园林城市的雏形已经形成。

武宁位于江西省的西北部，地处赣、鄂边界，北隔幕阜山脉与湖北阳新、通山两县为邻，东北界瑞昌市，东连德安、永修两县，南隔九岭山脉与靖安县交界，西和西南与修水相连。

武宁县城建成区面积约7.2平方公里，人口约6万人。

根据武宁县总体规划，武宁县县城城市性质为：江西省具有地方特色的山水园林城市，九江市西南地区以旅游度假、商贸服务为主导的次中心城市，武宁县政治、经济、文化中心。

武宁的城市规模：

改革开放以来，武宁县城国民经济和社会事业持续高速发展，伴随着工业经济的高速增长和区域人口的急剧增加，产生的大量工业废水和生活污水大多未经处理直接排入朝阳湖，最终进入柘林水库，造成水体污染严重。为了有效解决水污染问题，武宁县政府根据朝阳湖综合整治的总体目标，决定在近几年内投入大量资金建设城市污水处理厂。本项目即为武宁县污水处理厂的配套截污主干管网工程之一。

1 排水现状

目前武宁县城排水为雨污合流制，排水管沿城市道路铺设，无污水处理厂，生活污水仅经化粪池处理排入市政管道，直接排入朝阳湖和柘林湖。

朝阳湖水面面积较小，仅通过一涵洞与柘林湖连接，且地势高于柘林湖。在枯水季节，柘林湖水不能进入朝阳湖中，无清洁的水引入湖中，朝阳湖四周居民生活污水排入湖内，造成朝阳湖严重污染，水质仅达5类水质标准，给居民生活、城市环境带来严重影响。

由于朝阳湖地势水位高于柘林湖，随着人民生活水平的提高，大量的生活污水未经处理就直接或间接的入朝阳湖，最终排入柘林湖，严重污染了柘林湖。

目前朝阳湖周边有61个排水出水口，管径分为DN150～DN1000，最低出水口为60.45m，最高出水口为67.71m。

朝阳湖水面面积为0.13km2，进入朝阳湖污水的汇水面积东侧0.8km2、西侧0.5km2。

2 排水规划

对于旧城区采用不同的实施策略，城市新区规划建设必须按雨污分流制建设。对于旧城区沿朝阳湖一圈建设截污管，沿协和大道铺设截污管道，收集进入朝阳湖和万岛湖的污水。待时机成熟，逐步铺设污水管道。排水工程近期建设的重点是朝阳湖和协和大道的截污工程，结合新区的开发建设，完善城市的排水设施，将老城区的污水集中排放至万福工业园东北角污水处理厂处理，污水处理厂处理规模为4万吨/日。

3 排水工程设计

3.1 排水体制的选择

城市排水体制的选择是城市排水系统规划中的首要问题。它关系到排水系统的设计、维护和管理，对城市规划和环境保护也有着深远影响，同时也影响排水系统工程的总投资、初期投资和运行管理费用。

从现状来看，武宁县现有排水体制基本都为雨污合流制，若近期将武宁县老城区合流制排水系统全部改造为分流制，则难度极大，工程费用高，需要工期较长，很难满足污水处理厂建设的要求。尤其是县城中心区，建筑密度大、街道狭窄，改造时涉及到千家万户，需要大面积破马路、拆迁，施工很复杂，工程投资大。从当地的调查了解来看，完全改造为分流制不现实。

综上所述，武宁县近期老城区仍维持现有合流制排水系统不变，采用截流式合流制；新建城区、开发区一律采用分流制。当旧城区改造时，部分区域的排水体制可随城市改造由合流制逐步过渡为分流制。建筑密集、街道拥挤的镇中心区难以改造，仍维持合流制。

3.2 污水截流倍数

根据旱流污水的水质、水量、排放水体的卫生要求、水文、气候、经济、排水区域大小等因素，居住区内排入小河流的截流系数n0取3。

3.3 设计参数

污水管道系统的设计参数以国家有关规范和标准为依据。

（1）截流管设计流量

溢流井以后管段的流量Q'Z应按下列公式计算：

Q'Z=(no+1)Qh+Q'y+Q'h

式中：

no――截流倍数，即开始溢流时所截留的雨水量与旱流污水量之比。

溢流井以前的旱流污水量Qh(L／S)按：Qh=Qs+Qg

Qs――设计生活污水量(L／S)

Qg――设计工业废水量(L／S)

Q'y――溢流井以后汇水面积的设计雨水量 (L／S)

Q'h――溢流井以后的旱流污水 (L／S)

合流制截流干管设计流量包括污水量、截流的雨水量和地下水渗入量三部分。

地下水渗入率取污水量的10%左右。

（2）雨水量计算

武宁县暴雨强度公式（参考修水县）

q=3006（1+0.78logP）/（t+10）0.79

雨水流量计算公式

Q=qΨF

式中：P――设计重现期P=1年

ψ――综合经流系数取0.75

t――降雨历时t=t1+mt2t1=15min

F――汇水面积

（3）污水量计算

进入朝阳湖的污水均为生活污水，无工业废水。城市人均综合用水量取q=250L/cap.d

人均污水量按人均用水量的80%计；城市人口密度（老城区）为2.5万人/km2。

污水干管按远期规模设计，设计流量确定应考虑污水量的总变化系数。

（4）污水量总变化系数（K总）

（5）设计最大充满度

合流管道设计最大充满度为100%。

（6）设计流速

排水管计算公式

v=R2/3i1/2/n

其中：v――流速(m/s)

R――水力半径(m)

i――坡降

n――粗糙系数。

钢筋混凝土管最大设计流速为5m/s；

污水管在设计充满度条件下的最小设计流速为0.6m/s。

主干管和干管的起始埋深一般为2.0～2.5m，最小覆土厚度大于1.0m。

（7）最小设计坡度

根据《室外排水设计规范》[4]，d300管道为0.002，其余管道按照最小流速进行控制，污水管道在设计充满度时最小流速为0.6m/s，雨水管道和合流管道满流时最小流速为0.75m/s。

3.4 截污干管布置

沿朝阳湖铺设一圈截流管道，并在靠建昌路一边建一污水提升泵站，将污水提升到建昌路污水管，再排入协和大道污水管内。

截污管污水-提升泵-建昌路污水管-协和大道污水管-污水处理厂

3.5 截流井

污水截流井是合流管道中一个重要的附属构筑物，主要功能是将旱流污水和初期雨水截流入污水截流管，以免水体受到污染，保证在雨季时，截流水量尽可能恒定，以免增大污水处理厂水量负荷；同时，还应保证在设计暴雨情况下，合流管道内雨水通畅排泄出去。

污水截流井一般建在合流管道入口前。因此设置地点应考虑污水截流干管位置、排放水体水位、排放点周围环境等。

污水截流井溢流管底出口高程，宜在排放水体洪水位以上，是为防止河水倒灌，否则溢流管道上还要设置闸门等防倒灌设施，给截流井的正常运行造成困难。

本工程中排污口均采用槽堰式截流井，根据各排污口位置及高程情况，主要采用三种形式，分别为矩行堰式、侧流堰式和渠道槽式截流井。

4 结语

本次工程于07年8月动工，09年6月完工，现截污管道排水通畅，朝阳湖周边旱季无污水排入，有效的改善了水体质量，杜绝了河道臭的根源，达到工程改造目标。笔者通过本次朝阳湖截污工程设计介绍，为各位同行提供了进一步了解老城区截污工程设计的流程、要素及其注意事项，也为今后进一步提高设计质量积累了宝贵的经验。

参考文献

[1] 《武宁县总体规划》

[2] 《朝阳湖两岸控制性详细规划》

[3] 武宁县建设局提供的1：1000地形图、排污口位置和管径以及标高。

[4] 《室外排水设计规范》 GB50014-2006

[5] 《室内给水设计规范》 GB50013-2006

[6] 《污水排入城市下水道水质标准》 （CJ3082-1999)

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。