基于GIS的昆明主城区域排水系统研究及典型区域污水输移全过程分析[1]

表4昆明主城管网覆盖情况

Tab.4 Sewer coverage of Kunming main city

通过逐片区、排水单元的详细分析可得，滇池北岸昆明主城区内现状污水收集比例为81.18%。其中通过管网收集的污水比例为51.09%，通过河道和沟渠收集的污水比例为30.09%，进入西园隧道排至外流域的污水比例为9.49%，通过河道直接排放的污水比例为9.34%。

2.2 典型排水片区污水输移全过程分析

船房河排水片区即第一污水处理厂纳污区域，人口密集，跨越二环路内外两个区域，老城区与新城区结合，截流式合流制-不完全分流制排水体制结合，污水部分区域完全收集、部分区域不完全收集，可综合代表昆明主城区排水系统特点，面积为20.46km²，区域内有第一污水处理厂，处理规模为12万m³/d。其二环路内区域为依托于兰花沟、省委大沟、西坝河、采莲河、永昌河5条沟渠的完全合流制排水系统，二环路外区域为分流制排水系统，但管网覆盖率不高，部分污水直接排入采莲河、永昌河、清水河、小尚河、正大河等河流。整个区域可分为5个子排水片区，16个二级子片区，共193个排水单元。本文选择船房河排水片区，通过污染源、排水管网、污水处理厂运行情况详细调查及旱季、雨季管网、河道水质水量监测，研究昆明主城典型排水片区收集处理特征。

2.2.1合流污水产生与排放情况

通过逐栋楼、逐小区详细调查，该区域内有居民小区、企事业单位、餐饮业、学校、医院、宾馆、商场、施工区、招待所、农贸市场、洗浴服务以及电影院、小吃店等其他小型用水单位，共3316家。点源污水总排放量为4521.81万m³/a，COD、TN、TP排放量分别为：14040.62t/a、2385.60 t/a、204.10 t/a。船房河排水片区大部分区域为城市建成区，城市面源污水总排放量为1765.9万m³/a,COD、TN、TP排放量分别为：2095.87t/a、114.04 t/a、7.20 t/a。

调查统计结果显示，在不考虑截流闸控制的情况下，船房河片区84%以上的点源污水将进入到第一污水处理厂，北侧进水口是主要的入水口，其次是南侧进水口，东侧进水口所占比例最小，而不经处理直接排入河道的点源污水占点源污水总量的10%。

表5船房河片区点源、面源污染负荷排放分布

Tab.5 Point source and nonpoint pollutiondischarge of Chuanfang River region

对于船房河片区的面源污染水利工程论文，69%的面源污水进入到第一污水处理厂收集系统，剩余面源污水主要进入船房河和采莲河，正大河、清水河、西坝河、小尚河接纳少量的面源污水。
 

2.2.2旱季点源污水收集处理情况

2.2.2.1水质、水量产汇平衡分析

由于船房河片区二环路内区域排水系统较为封闭，因此选择该区域进行水质、水量产汇平衡分析论文的格式。该区域为典型合流式截流制排水系统，面积为7.57km²，排水单位共1611家。经统计与监测，该区域污染源和收集系统水质、水量情况如表5所示。污染源污水水量合计值小于末端管道、沟渠水量监测合计值，而污染源污水浓度值高于收集系统中监测值，用水量水质对比可得，地下水渗入率约为35%，另外还需考虑污水输移过程中污染物在管道和沟渠中沉降而导致的污染物浓度损失，其中，TN稀释率最小，与其主要为溶解态的存在形态有关，输移过程中不易沉降，浓度损失较小。

表6船房河排水片区污染物产汇平衡

Tab.6 Balance of pollutants yield andcollection in Chuanfang River region

以上分析结果表明，目前昆明主城区普遍存在的沟渠为主的合流制排水系统内部地下水渗入率较高，增加了末端污水处理厂处理负担。

2.2.2.2区域污水收集处理率分析

系统调查结果表明，船房河片区二环路以内合流制区域，庭院及市政管网系统基本形成，但极不完善，雨污混接，兰花沟、省委大沟等五条沟渠为区域内完全合流制排水主干系统，根据水质、水量产汇平衡分析结果，由于地下水位较高的原因，沟渠中地下水渗入，旱季管网水量中约35%为地下水；而污水处理厂处理规模为12万m³/d，处理能力有限，部分污水溢流入河，实际污水收集率为66%。 二环路以外分流制区域，虽然分别建设了雨、污水管道，但仍然存在大量雨污混接现象，区域内管网密度不足，部分污水直接排入河道，导致实际污水收集率过低，仅为48%。综合统计结果表明，船房河排水片区旱季污水收集率为60%。

2.2.3典型降雨情况下合流污水输移特征

在管网信息处理和排水单元概化的基础上，利用SWMM模型模拟2010年7月17日历时160min、降雨量为19mm的一场降雨过程中船房河排水片区合流污水输移特征。第一污水处理厂北侧进水口前端设有截流闸，将超过污水处理厂处理能力的大量合流污水溢流至下游船房河截污管水利工程论文，旱季溢流量约占收集量的18%。本次模拟结果表明，典型降雨条件下溢流量约占收集量的90%；部分合流污水未收集，直接排入河道，约占产生量的13%；上游截流闸溢流污水进入船房河下游截污管，沿途收集下游周边区域污水，最终经由船房河泵站打入西圆隧道外排。综合统计分析可知，典型降雨情况下，船房河片区合流污水收集处理率仅为7.3%，雨季合流污水溢流污染给水环境带来巨大威胁。

3 结论与建议

（1）滇池北岸昆明主城区为截流式合流制-不完全分流制相结合的排水体制，数据统计分析结果表明昆明主城区域现状污水收集率为81%。老城区管网覆盖率高，但雨、污水完全混合收集，且部分依托箱涵、沟渠，带来较多间接负面问题；新城区虽依据分流制排水体系建设，但庭院雨污混接、庭院-市政雨污混接、市政雨污混接现象依然存在，且部分区域污水直排河道，导致污水收集率较低。污水处理厂处理能力有限，雨季期间雨、污合流污水水量大增，超出污水处理厂处理能力的合流污水不经处理直接溢流排入河道，汇入滇池。

（2）通过对典型排水区域船房河排水片区――第一污水处理厂纳污区域进行局域排水系统详查和污水产生-收集-处理全过程分析，确定依托沟渠主干的排水系统地下水渗入量约占系统收集总水量的35%，此截流式合流制-不完全分流制相结合的典型排水片区旱季污水收集率约为60%，雨季典型降雨条件下，合流污水溢流率约为90%。本研究结论为昆明主城排水系统改造和污水处理厂规划建设提供了一定数据依据，且本研究方法具有可借鉴性，为全面开展主城排水系统诊断工作奠定了基础。

参考文献：
[1]王淑梅,王宝贞,曹向等.对我国城市排水体制的探讨[J].中国给水排水, 2007, 23(12): 16-21.
[2]张志军.城镇排水系统设计与运行中的若干问题探讨[J]. 2010, 26(6): 45-51.
[3]李跃勋,徐晓梅,何佳等.滇池流域点源污染控制与存在问题解析[J]. 湖泊科学, 2010, 22(5): 633-639.
 

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