高平市双泉村排水工程设计方案综述

聂玉玲

（高平市水利综合服务所，山西 高平 048400）

1 基本情况

1.1 项目区概况

石末乡境内大部属丘陵地带，双泉村村庄地形起伏较大，村域范围内地势变化较大，土地多为阶梯型，村庄建设用地总体而言东北高西南低，建设用地南北高差近70 m，且村庄范围内部分街道较窄。区域内的地面除少量的绿化带外，基本为房屋、混凝土和沥青硬化路面。双泉村全村人口1 500人，共400余户，农作物种植以玉米、谷子、大豆等为主，地上无其它企业，人均收入约6 500元。

1.2 供排水现状

双泉村居民日用水量按50 L/P计，供水人口为1 500人，全村日均用水量约为75 m3。参照用水量，结合双泉村居民用水现状确定生活污水排水系数为0.6，则污水定额为30 L/P·d，最大污水设计量为54 m3/d。

2 治理工程设计方案

2.1 排水治理模式确定

针对农村现状排水存在的问题，借鉴农村现有排水和农村污水治理模式运行状况及优缺点、施工的难易程度、当地农村经济条件、运行维护等因素，在优先开展污染物源头削减、资源化利用的基础上，结合村庄的实际情况，选择“排水管网+人工湿地+蓄水池”的排水治理模式。

2.2 拟设计建设内容

双泉村的设计建设内容，分为生活排水收集系统和生活排水处理利用系统。由排水管网的收集、污水预处理、配水与集水、填料及植物系统、净化水的收集与利用等部分组成。系统的核心部分是人工湿地。

本次设计采取雨污合流的方式，村内污水的收集采用暗管，暗管由主管网、支管网和毛管网组成，入户管道向每户提供15 m的入户管道，由村民自行铺设。总计建设管网11 972 m，建成检查井43座，跌水井5座，雨水井43座。最终将全村雨水、生活污水沿新建管网收集，并排至村外低洼处的生活排水处理利用系统。

生活排水处理利用系统，包括格栅井、雨污截流井、化粪池、人工湿地、蓄水池六部分。将建成格栅井一座、雨污分流井一座、75 m3化粪池一座、200 m3人工湿地一座、100 m3蓄水池一座。生活排水通过格栅井去除悬浮物、雨污截流井分流，雨水直接利用；污水经化粪池、人工湿地处理后，可用于灌溉等。

2.3 排水收集系统方案设计

2.3.1 排水管网设计原则

对未铺设管网的街区新建管网，排水收集管网设计采用雨污合流制。排水管道布置力求顺坡排水，尽量采用重力形式，避免提升。线路短捷、施工方便，并避免与已建成的其它已有设施管线争路线，减少管道埋深和管道迂回往返，确保良好的水力条件。以本区域最大冻土深度为基准，合理确定管道埋深。排水管起端覆土，以使所服务街坊污水管能顺利接入，并满足与其他管线竖向交叉的需要。

2.3.2 管材的确定

排水管道属于地下永久性隐蔽工程设施，要求具有很高的安全可靠性。本设计确定村内主、支、毛管网，皆选用高密度聚乙烯管（HDPE）双壁波纹管，入户管选用PVC管。

2.3.3 管径设计

经计算确定管网主、支、毛管径，分别为HDPE管道DN 600 mm、DN 400 mm、DN 300 mm、DN 200 mm，入户PVC管直径110 mm。

2.3.4 检查井设计

本设计检查井为圆形，规格为直径1 250 mm，结构为砖砌，要求采用非黏土砖，边墙为240 mm，水泥砂浆抹面。距地面的高度不小于400 mm处收口，收口口径为DN 700 mm，采用DN70C30钢筋混凝土盖，板厚为200 mm。检查井内设扶梯、踏步。各检查井的高度为各级管径、各级管道埋深与地基之和。

2.3.5 跌水井设计

跌水井按规范要求当管道跌水水头为1～2 m时，宜设跌水井；跌水水头大于2 m时，应设跌水井。

跌水井进水管管径不大于200 mm时，一次跌水水头高度不得大于6 m；管径为300～600 mm时，一次跌水水头高度不宜大于4 m；跌水方式可采用竖管或矩形竖槽；管径大于600 mm时，其一次跌水水头高度及跌水方式应按水力计算确定。雨污水收集工程共设置跌水井5座。

2.3.6 雨水汇流设计

根据村庄路面、住户分布及对雨水井最大间距要求，村庄雨水井共设置43座，通过道路两侧的雨水井汇流排入雨污合流管网。

雨水井为矩形，规格为600 mm×400 mm×1 000 mm（长×宽×高）。结构为砖砌，要求采用非黏土砖，边墙为240 mm，水泥砂浆抹面。通过DN 300 mm的PVC管道连接至道路中央的雨污合流管道。雨水井盖尺寸为400 mm×600 mm。

2.4 雨污水预处理设计

2.4.1 格栅井设计

格栅井设置于主管网末端、截流井之前，用以拦截污水中的漂浮物，如草木、塑料制品、纤维及其他生活垃圾等，以保护后续处理构筑物的正常运行。

格栅井底部设置为矩形，一边长为1 000 mm，另一边长设计为1 100 mm。结构为砖砌，要求采用非黏土砖，边墙为240 mm，水泥砂浆抹面。格栅井高度为主管道管径、埋深与地基之和。

格栅井进水口为DN 600 mm的总干管，设置于井底。井底设一污水水流槽。格栅下端置于槽帮上，格栅上端斜置于井壁另一侧。出水管与进水管相对布置。

2.4.2 截流井设计

排水收集管网通过雨污合流排水管网收集雨污水，到达管网末端出水口，设置截留井，将雨水通过管道直接排到东大河河道或到达村外蓄水池。截流井设置于格栅井与化粪池之间。底部设置为正方形，边长为1 000 mm，截流井高度为主管道管径、埋深与地基之和。

进水管DN 600 mm，距井底200 mm。井底设污水水流槽。污水管设置在进水管的侧面，污水沿流槽进入污水管；雨水管与进水管相对设置，位于截流井井底。

2.4.3 阀门井设计

阀门井设置于截流井污水出口、污水进入化粪池之前，目的是防止雨水进入化粪池。

阀门井底部设置为矩形，一边长度为1 000 mm，另一边D+500，C30钢筋混凝土盖板覆盖井口。进水管为DN 600 mm，距井底200 mm。

阀门井应设置专人管理，在降雨初期，将闸门关闭，防止雨水进入化粪池，在停止降雨后，及时打开阀门，以免生活污水流入河道，污染当地地表水。

2.5 化粪池设计方案

选择13号设计容积为60 m3的玻璃钢化粪池，有效容积75 m3，直径3.0 m，长度10.7 m，进出水管径300 mm。由腐化、处理两大部分组成，内部设二道环流泛水装置，混合挂膜隔仓板池体分割为三箱：第一箱为一级腐化池，通过环流填料进入二级腐化池，在二级腐化池内的污水再通过环流填料箱进入第三处理池。填料箱和处理池体中设立弹性材料，组成三级生化处理装置。二道环流挂膜装置加大了污水在池内的流程，生物降解程度得以提高，降低了污水中COD及氨氮含量，同时还具备了调节沉淀、格栅、过滤等综合功能。

2.6 人工湿地设计方案

人工湿地设计20 m×10 m×1.2 m（长×宽×高），总容积240 m3。

潜流湿地由上而下划分为种植层、土壤表层、基质层、防渗层四个部分。湿地进水、出水系统包含于基质层中，由多孔配水管和多孔集水管组成，所有管道均采用PVC管材，耐压等级为P≥0.4 MPa。利用基质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，使污水得到分解、吸收、净化。

运行管理较为简单、便捷，完全采取生物方法自行运转，只需定期清理格栅池、每年收割一次水生植物。服务年限为10～15年，达到服务年限的人工湿地系统在清理填料床后，即可重新投入使用。

2.7 蓄水池设计方案

新建1座100 m3蓄水池，结构为圆形封闭钢筋混凝土，内径为3.2 m，池深3.5 m，壁厚200 mm，基础采用500 mm三七灰土垫层处理，池顶允许最大覆土厚度为1 m。村庄的生活污水经处理系统处理后，进入蓄水池，可通过配套灌溉系统在农业生产中加以利用。

3 投资概算及效益

3.1 设计概算成果

工程主要工程量及材料：土方开挖9 192.70 m3，土方回填8 793.88 m3，排水管网11 972 m，其中建设DN 600 mm的HDPE管道共60 m，DN 400 mm的HDPE管道共2 000 m，DN 300 mm的HDPE管道共212 m，DN 200 mm的HDPE管道共3 700 m，入户直径110 PVC管道共6 000 m；C25混凝土61.73 m3，钢筋3.39 t，水生植物8 000株等。项目概算总投资约232.61万元。

3.2 社会效益

本工程的实施将有效改善双泉村生活污水及雨水的排水现状，使双泉村的人居住环境与村容村貌得到明显改善，对居民的身心健康、疾病防疫等健康方面水平有明显的提升。

3.3 环境效益

该项目实施后，村庄生活污水得到收集并利用，生活污水得到有效处理，可有效减少COD、BOD5、NH3-N的排放量，环境效益较为明显，对双泉村的生态环境改善、防止面源污染、地下水环境质量改善有一定的促进作用。

4 结语

石末乡境内大部属丘陵地带，双泉村地形起伏较大，建设用地南北高差近70 m，且村庄范围内部分街道较窄，建设条件一般。村委会应配备专门人员对村庄排水收集系统及处理系统定期检修维护。由于接口处易松动，检查井易堆积淤泥，应定期检查，发现问题及时处理，发现堵塞立即疏通，定期清理格栅。每年根据植物生长情况进行收割（每年1-2次），以免植物长得过于高大而被风刮倒。植物收割期间应及时清除湿地内於泥、杂物及枯萎植物，以免堵塞导致短流或水质异常现象，并按人工湿地的维护要求，定期进行检修与管理维护。经常督促农户对入户管道及检查井进行检查维修，督促农户装防堵漏斗，检查厨房下水道，定期清理残渣；浴室，洗漱排水应安装毛发过滤器等，防止堵塞。