苏东古镇水系与给排水现状及其改造方案

贺 江，吴慧芳，王俊萍，过江洋，王知远

(南京工业大学城市建设学院，江苏南京 211816)

古镇是传统文化的一种重要载体，是中华文明几千年来的缩影，是祖先留给我们的遗产，所以我们要尽最大的能力、集全民族之力给予保护。随着经济的发展，改造成为了一种有效的保护措施，但也存在着很多问题，古镇的水系和给排水改造就亟待解决。

该古镇位于江苏东部某发达城市，分别于2013年和2014年先后入选江苏省和国家级历史文化名镇。古镇地势平坦，南高北低，区域河塘水面较多，河网纵横。随着古镇改造的开展，恶劣的水环境、落后的给排水设施问题亟需解决。古镇规划区域面积为67.7 hm2，镇区多以民宅为主，伴随着一些商业街和一些小型工业。

1 现状及存在的问题

1.1 水系现状及存在问题

该古镇和长江流域古镇较为相似，古镇区域内河网纵横，河塘水面较多，且四面环水,古镇水系如图1所示。一条运河将镇区分为南北两个部分，运河南部为古镇区，河道一是运河的支流，贯穿古镇南北，将古镇的中东片区分开；河道二连通运河和河道一，与运河、河道一一起将古镇区的中西片区包围；另外，古镇区东部有多条水系，西部有一处古时的码头。

图1 古镇区域及水系图Fig.1 Map of Old Town Area and River System

该古镇的水环境和我国大部分古镇一样，除横穿镇区东西的运河和贯穿南北的河流水质相对较好外，其他河流由于穿过密集的居民区和养殖场、印染厂，河道内水质较差，呈墨绿色，水面有大量的水草和绿藻，靠近居民区的部分还有大量的建筑废料，导致河道变窄，甚至堵塞。因为规划范围内都是采用雨污合流制排水，且污水都是就近排入水体，所以除栟茶运河外，其他水系都存在一定程度的污染，整体水环境质量较差，且布局凌乱、无组织、无规划性。

1.2 给水现状及存在问题

大约在2014年，才由市区的自来水厂通过加压泵站引入长江水，目前居民饮用长江水覆盖率达95%以上，水厂一个月供水约40 000 t(不包括工业用水)。古镇区有3个供水干管进入，直径均为160 mm；除此之外，主路上也有直径为160 mm的给水管；其余给水支管均为支状敷设，为100 mm管道，通过小管径给水管牵入住户。古镇区无专门的消防管道，所有消防栓均连接在100 mm给水管道上。

由于古镇的开发较晚，自来水引入也较晚，给水管敷设均是直接从干管迁入住户，不成环网敷设，用水高峰可能会有供水水压不够的现象；古镇区的消防栓数量和规格均不符合规定，且消防和给水共用一套给水管网，会导致消防水压不足，存在严重的消防隐患。

1.3 污水现状及存在问题

古镇的历史街区为石板街，石板街下是宽×高为45 cm×70 cm的排水明沟，主要收集两侧居民的生活污水和雨水，排入河流。规划区域内基本无污水收集系统，均为沿街敷设的污水管，均为300 mm或400 mm，现状污水进入敷设的污水管道，然后就近排入水体，污染下游河道。

区内有一座污水处理厂，设计处理能力为 0.50万m3/d，实际日处理能力为 0.3万m3，污水处理厂年污水处理量为 110万m3。现状工业企业污水自主处理，生活污水部分经污水处理厂处理，部分直接排入水体。古镇区西南角有一印染厂，印染厂废水输送到污水处理厂处理。在古镇改造规划中，印染厂需搬迁。

古镇和我国大部分的古镇区以及旧城区一样，采用雨污合流制的排水方式，且古镇的合流管均通入附近水体，不经过处理的生活污水造成镇区河流和水系的严重污染；古镇区域内没有有效的污水收集系统，污水也存在散排的现象。

1.4 雨水现状及存在问题

规划范围内用地以居民居住和商铺为主，含厂房、农田、池塘、绿地等，排水系统建设不完善，古镇区内没有雨水管线，雨水现状基本是散排、并排入现状河道水系。规划范围内雨污合流，雨水通过雨水管落到地面后，汇流至污水井中，通过污水管和污水一起排入就近水体。

连续大雨时可能会造成小片积水，但不会有洪涝灾害，这源于古镇发达的水系；但是古镇没有雨水收集和排放系统，且雨污合流的排放方式会给污水处理厂或河道水系带来负担。

2 改造措施

2.1 水系规划

首先将已经堵塞的水系全部疏浚，沟通已经断开的水系，清理水沟内的垃圾和底部淤泥，将堵塞水沟的建筑垃圾全部清理，使水沟恢复原来的宽度和深度，保持有效的水流和水深。

搬迁河流两侧的养殖场和印染厂，防止养殖废水和印染废水进入河道水系。生活污水不直接排入河流，改善古镇区域水环境质量，河流两侧改造成生态护坡，增强景观效果。另外，古镇规划区内的天然水体都要保留，它们是天然的蓄水池，雨水管线可以就近接入。

在古镇规划区域东部建一个自然湿地系统，需将部分堵塞的水沟疏通、清淤，两岸种植植物，设置溢流坝，形成一个天然的循环湿地系统，可以处理东片区的生活污水。

2.2 给水规划

2.2.1 用水量预测

目前有很多种方法测算用水量，常用的有综合用水定额法、地均指标法、分类预测法等多种城市用水量预测方法。

人均综合用水指标法：根据《古镇保护规划》，现状镇区规划范围内人口约7 000人，规划居住人口8 000人，预计每日游客人数2 000人。根据《室外给水设计规范》(GB 50013—2006)，该古镇属于一区中、小城市，综合生活用水定额为220～370 L/d，由于现在居民生活水平较高，生活用水定额取370 L/d，规划区内人数取10 000人，规划范围内用水总量为3 700 t/d。

地均指标法：根据镇区规划范围用地的汇总，结合《城市给水工程规划规范》(GB 50282—1998)和《城市用地分类与规划建设用地标准》(GB 20137—2011)，计算规划范围内用水总量为6 253.06 t/d。

以上2种方法预测古镇区域内用水量的结果有差异，以地均指标法来预测用水量是适宜的。因此，古镇区域内用水量预测结果为6 253.06 t/d。

2.2.2 给水管网布置

给水管网的布置应当满足当地的水质、水量、水压及安全给水和城镇消防的要求，要根据当地的地形和布局、技术经济等因素来确定[1]。通过对当地的调查，该古镇的各用户对水质、水压要求差别不大，且地形起伏变化较小，所以规划采用统一的给水系统，即生活用水、工业用水、消防用水等均按生活饮用水水质标准，接管于当地的城市自来水供水系统，由统一给水管网供给用户。古镇给水管线布置如图2所示。

古镇原有3个供水干管进入，分别为于桥一、桥二和桥三。桥二处的干管是沿省道而来，直径为160 mm，主要供水区域为东片区和中片区石板街以南；桥一处的给水管是由运河北部的新镇区引来，主要供水区域为西片区和中片区石板街以北，并与桥三处的供水干管相连接，形成环状管网，管线形成若干闭合环，水流四通八达，安全可靠，保证古镇区域内供水水压。同时，古镇的路网有所改变，输配水管渠走向和位置应符合城市和工业企业的要求，并尽可能沿规划道路敷设，故要根据其路网图对给水管网进行部分改造，改造时需注意配水管与建筑物和工程管线的间距[1]。管网沿线按规范要求布置消火栓。

2.3 污水规划

(1)污水量预测

为准确预测古镇区域的污水量，规划采用地均污水指标法、人均污水指标法这两种方法预测古镇污水量。

地均指标法：根据预测，历史镇区规划污水总量为4 651.46 m3/d。

人均综合指标法：现状镇区规划范围内人口约7 000人，规划居住人口8 000人。预计每日游客人数为2 000人。总服务人口10 000人。根据《给水排水设计手册5》，该镇属于一区中、小城市，综合生活用水定额为220～370 L/d，取生活污水量为生活用水量的80%，生活用水定额取370 L/d，规划区内人数取10 000人，规划范围内污水总量则为2 960 t/d。

图2 给水管线图及消火栓位置图Fig.2 Plan of Water Supply Pipelines and Position of Hydrants

以上两种方法预测古镇区域内污水量的结果有差异，以地均污水指标法来预测污水量是适宜的。因此，古镇区域内污水量预测结果为4 651.46 t/d。

(2)污水分区收集和处理

古镇现状不存在完整的污水收集系统，所以需要根据古镇的地形等新建一套完整的污水收集系统，重新划分污水收集区域，以确保古镇区域内污水

可以全部经过处理后再排放。根据古镇的历史形成等，污水收集可划分为3个分区，分别为西片区、中片区和东片区，其中西片区为古镇规划区域内道路一以西片区；中片区为古镇规划区域内道路一和道路三之间的区域；东片区为古镇规划区域内水系一以东的区域。古镇污水管线布置如图3所示。

图3 污水管线图Fig.3 Plan of Sewage Pipeline

规划使用原印染厂内的印染废水蓄水池为生活污水蓄水池，西、中、东3个片区的污水全都利用污水管线收集起来输送至污水蓄水池，再利用原印染厂输送至污水处理厂的污水管道输送生活污水。

西片区：西大街以北的污水通过道路二污水干管进入污水蓄水池；西大街上污水管收集西大街两侧的污水进入污水蓄水池；河道二北岸敷设污水干管，收集西大街以南、中片区和东片区的部分污水进入污水蓄水池；道路五敷设污水管，收集污水进蓄水池。

中片区：中市街、道路四上敷设污水管，收集的污水分别东、西向流入道路一和道路三的污水干管，道路一污水干管通过道路二的污水管流入污水蓄水池，道路三污水干管流入道路四污水泵站，然后通过道路四污水干管流入污水蓄水池。

东片区：东片区分为两个片区收集污水，第二条水系以北为一个片区，收集污水后通过河道一桥污水泵站流入道路三污水干管，第二条水系以南的污水收集后通过倒虹过河进入道路四污水泵站，游客中心的污水通过倒虹过河进入污水干管[2]。

方案的总处理水量为4 651.46 m3/d，接近现有污水处理厂的日处理能力，但超出了污水蓄水池的容纳能力，采用该方案，需对污水蓄水池进行改造。在河道一桥处和环栟南路设置两个污水泵站以提升污水，减小管道埋深。

2.4 雨水规划

(1)雨水规划方案

充分利用地形和原有的雨污合流管线，尽量利用自然地形坡度，将雨水以重力流的方式和最短的距离排进附近的池塘、河流、湖泊等水体中，可以减少管渠工程造价[3]。在地形坡度较大时，雨水干管宜布置在地面标高较低处；当地形平坦时，雨水干管宜布置在排水流域的中间。本古镇雨水管网采用主要敷设暗管的布置方式，分散式出水口的管道布置形式，在西大街、中市街、东大街则采用石板街下的矩形暗渠收集排放。古镇的雨水管线布置如图4所示。

考虑到古镇改造后将作为旅游小镇开发利用，必须要有美观的效果，且根据古镇的保护规划，一些古建筑物要妥善保存，巷道的格局不能改变，但是一些巷道较窄，重新敷设雨水管是不现实的，所以建议在小巷道内使用线性排水沟。在确保水体尽可能不受污染和满足水力条件的情况下，充分利用现有合流排水设施，可大大节省工程造价和缩短工期，只需新建线性排水沟3 156.22 m，若不利用现有合流制排水设施作为雨水排水设施，则需新建线性排水沟10 737.42 m。

古镇原雨污合流管都是就近排入水体的，且古镇区域内不存在内涝灾害，所以可充分利用原雨污合流管作为雨水管排水，从而节约造价和施工工程量。污水管网施工应尽量减小开挖量，可将原先的合流管取出后再进行污水管的敷设。

(2)石板街下排水暗渠规划

石板街用花岗岩条石铺成，每场块条石长约0.95 m，宽约0.37 m，厚约0.12 m，中间横铺，两侧竖铺。现东大街尚存约230 m，东起东码头，西至忆农桥；西大街尚存约270 m，东起卫海路，西至印染厂；中市街尚存300 m，东至忆农桥，西至卫海路；北大街尚存390 m，南起中市街，北至栟茶运河，总长约1 190 m。

石板街下为古时砖砌排水明渠，深70 cm，宽45 cm，作为排雨水和生活污水使用，主要收集两边居民的生活污水，就近排入水域。规划方案内，将原本的雨污合流管作雨水管排雨水，所以石板街下的排水暗渠也用作雨水管排雨水。因石板街的宽度较窄，并且需要在石板街上另铺设污水管，所以可以考虑在石板街上新建污水支管，将管径较小的污水支管铺设在排水暗渠内，如有需要可以增大排水暗渠的深度[4-5]。

由于石板街和排水暗渠历经风霜，有些地方损坏严重。所以石板街的路面需要重新改造，恢复中间横铺、两侧竖铺的原始样貌。部分已经断裂的石板需要更换，两侧被水泥覆盖的竖铺石板暴露出来，不能被水泥覆盖。

3 结论

(1)鉴于古镇的水环境问题，需要疏浚河道和沟通水系以改善古镇水系的水环境，使水质达到Ⅳ类水标准。

(2)考虑到目前给水管网的缺陷、未来用水量增加和消防供水问题，全面改造古镇给水管网，形成环状管网，管线形成若干闭合环，保证供水水压和消防供水。

(3)为防止生活污水直接进入水体和现有的雨污合流管，需要新建一套完善的污水管网收集系统，保证生活污水全部经过处理排入水体。

(4)因为原先雨污合流管能充分排放雨水，所以利用原先的合流管，可以有效地排放雨水，不会形成内涝和积水。

(5)古镇区域内需要保存原有风貌,故不会有高楼，所以电线还是建议从空中敷设，通讯电缆和煤气建议埋地敷设，可与管网一起施工，降低工程量，缩短工期。

(6)结合此规划方案，需对改造后的古镇区域水环境进行跟踪观察，验证此方案是否对古镇环境有明显的改善效果。