吳赳赳 　　廣西城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)院
黃自勤　廣西建筑綜合設(shè)計(jì)研究院

1　朝陽(yáng)溪污染現(xiàn)狀及治理方案

1.1朝陽(yáng)溪簡(jiǎn)介
　　朝陽(yáng)溪是貫穿南寧市中心區(qū)的天然洪雨河流，北起羅傘嶺，穿過(guò)南寧市北郊、城北區(qū)和永新區(qū)至大坑口匯入邕江，全長(zhǎng)14.28km²，流域面積24.4 km²。朝陽(yáng)溪源頭為殘土丘地帶，無(wú)水源林，上游基流很小。流域內(nèi)較大的工廠有味精廠、棉紡廠等十六家；下游流域范圍為南寧市主要商業(yè)區(qū)。沿岸的居民生活污水和部分工業(yè)廢水未經(jīng)處理排入河道，使朝陽(yáng)溪成為一條納污河道，淤泥沉積，水質(zhì)發(fā)黑，臭氣四溢，過(guò)往行人無(wú)不掩鼻而過(guò)；暴雨時(shí)朝陽(yáng)溪成為蓄洪、行洪渠道，洪水排到邕江。由于居民和單位沿河兩岸任意搭蓋建筑，侵占河道斷面，朝陽(yáng)溪調(diào)洪庫(kù)容逐年減少，1992年實(shí)測(cè)水位69～72m時(shí)，庫(kù)容僅為1973年同水位庫(kù)容的44.8%，調(diào)蓄洪能力大為減弱，使朝陽(yáng)溪部分地區(qū)小雨成澇，大雨成災(zāi)。
　　為了徹底整治朝陽(yáng)溪，南寧市政府先后委托省內(nèi)外四家設(shè)計(jì)院進(jìn)行可研、初設(shè)和施工圖設(shè)計(jì)，目前下段綜合整治工程施工已經(jīng)完成，城市環(huán)境大大改善，上段整治工程已經(jīng)動(dòng)工。本文僅對(duì)上段綜合整治方案作一簡(jiǎn)要介紹。
1.2朝陽(yáng)溪治理目標(biāo)
　　經(jīng)國(guó)內(nèi)外有關(guān)專家（包括世界銀行專家）反復(fù)論證，確認(rèn)朝陽(yáng)溪環(huán)境綜合治理工程方案首先要服從南寧市總體規(guī)劃的安排，服務(wù)于新區(qū)的開發(fā)和舊城區(qū)的逐步改造，工程的分期實(shí)施方案要為逐步實(shí)現(xiàn)總體規(guī)劃目標(biāo)創(chuàng)造條件；同時(shí)，把治理目標(biāo)定為除臭，變污水為清水，改善兩岸環(huán)境質(zhì)量，提高朝陽(yáng)溪行洪、排澇能力。
1.3朝陽(yáng)溪綜合治理方案
　　在綜合治理方案上有兩種意見，一種主張沿朝陽(yáng)溪敷設(shè)截污管，將污水引入污水處理廠，然后將朝陽(yáng)溪全部蓋起來(lái)，用暗渠排雨洪水，在復(fù)蓋的渠道上搞開發(fā)，并籍以籌措治理所需資金。另一種意見主張截流污水進(jìn)行處理，但朝陽(yáng)溪依現(xiàn)河道進(jìn)行清淤、鋪底、護(hù)岸、引水、綠化，還朝陽(yáng)溪本來(lái)面目，給市民提供一安適的休閑場(chǎng)所。
　　市政府綜合兩種意見，決定上段約5.4km采用雙孔鋼筋混凝土箱涵(暗渠)，箱涵上復(fù)土，以珍稀植物為主，修建若干主題花園，使整個(gè)暗渠上部成為市民休閑娛樂(lè)的場(chǎng)所；朝陽(yáng)溪下段全部開敞治理，渠底清淤、襯砌，河岸塊石砌筑，岸坡種植草皮；在流經(jīng)市區(qū)主干道的友愛橋、朝陽(yáng)橋、銀興橋、大坑口等較寬敞處修建市民休閑廣場(chǎng)；在暗渠出口處設(shè)一泄洪閘，旱季，上段暗渠接納的城市污水由泄洪閘攔入沿下段兩岸鋪設(shè)的合流式截流管，與下段服務(wù)區(qū)的污水匯合后經(jīng)污水泵和過(guò)江管送往江南污水處理廠，處理后排入邕江；同時(shí)在朝陽(yáng)溪下段復(fù)式明渠引清水形成約6.6萬(wàn)m²景觀水面，景觀水深1～3m，總水量約13.9萬(wàn)m³，按20天連續(xù)供水將景觀水全部調(diào)換一次，需建Q=290m³/h取水泵站一座，裝機(jī)容量30kw，從邕江取水，經(jīng)DN300輸水管（約4km）送至暗渠出口泄洪閘前。
　　泄洪閘旱季關(guān)閘排污，確保下游景觀水清潔；雨季開閘行洪，避免內(nèi)澇。

2　污水與雨水計(jì)算

2.1污水量計(jì)算
　　根據(jù)南寧市總體規(guī)劃(已于99年12月經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn))，朝陽(yáng)溪上段三個(gè)派出所，下轄人口約16萬(wàn)人，接納的生活污水總量約為6.4萬(wàn)m³/d，工業(yè)污水總量約為4.6萬(wàn)m³/d，規(guī)劃年限2010年，因此，上段接納污水總量為11萬(wàn)m³/d。
2.2雨洪水計(jì)算
　　南寧市降雨一般多集中在汛期5～9月，約占全年雨量的72%，歷年最大一日暴雨發(fā)生在5～6月占45%，多年平均降雨量為1282.9mm。
　　根據(jù)廣西水利電力設(shè)計(jì)院對(duì)朝陽(yáng)溪的洪水分析計(jì)算，朝陽(yáng)溪上段（友愛橋以上）各斷面設(shè)計(jì)洪峰流量如表1所列。

表1 朝陽(yáng)溪上段各斷面設(shè)計(jì)洪峰流量 斷面名稱 均值Q_m
(m³/s) C_V C_S/C_V Q_m (m³/s) P=2% P=6% P=10% 重機(jī)廠 60.1 48.5 39.8 二十八中 94.3 76.1 62.4 明秀橋 42.0 0.55 3.5 109 88.0 72.2 南棉橋 50.0 0.50 3.5 121 99.5 83.0 十三中 55.0 0.46 3.5 125 105 88.6

3　斷面設(shè)計(jì)

　　朝陽(yáng)溪上段采用矩形箱涵（暗渠）方案，雨季排除雨洪水，旱季排除城市污水，斷面設(shè)計(jì)在考慮雨季排出大量雨洪水的同時(shí)，還應(yīng)考慮旱季排除城市污水時(shí)避免淤積。
3.1行洪斷面設(shè)計(jì)
　　行洪斷面計(jì)算采用均勻流公式：

　　Q=AV
　　V=1/n R^2/3·i^1/2式中：Q－設(shè)計(jì)流量（m³/s）；
　　　　　A―過(guò)水?dāng)嗝娣e（m^２）；
　　　　　Ｖ―設(shè)計(jì)流速（m/s）；
　　　　　R－水力半徑（m）；
　　　　　i―設(shè)計(jì)渠道底坡（即水力坡降）；
　　　　　n―粗糙系數(shù)，鋼筋混凝土水泥砂漿抹面?。?014

3.1.1直排式復(fù)合斷面（方案一）
　　采用直排式合流制，暗渠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)留接污口，兩岸原合流道收集的雨污水直接排入雙孔暗渠，暗渠渠底中部設(shè)污水小流槽，用以排除旱季污水。在暗渠出口處設(shè)一泄洪閘，旱季時(shí)關(guān)閉，既防止下游1 m深景觀水倒灌入暗渠，又使截流的污水在閘前導(dǎo)流至下游明渠兩岸截污管，避免下游景觀受上游污水污染，雨季時(shí)開閘泄洪，污水隨雨洪水進(jìn)入下游明渠，排入邕江。橫斷面如圖1所示。

圖1

3.1.2側(cè)溝截流式斷面（方案二）
　　在方案一的基礎(chǔ)上，于暗渠內(nèi)靠岸邊兩側(cè)按截流式合流制方式各設(shè)截流溝，截流溝與下游明渠截污管連接處設(shè)截污閘，旱季和初雨時(shí)，關(guān)閉泄洪閘，開啟截污閘，兩岸原合流管道收集的雨污水直接排入截流溝，經(jīng)截污閘進(jìn)入下游截污管，送往污水處理廠；暴雨時(shí)，超過(guò)截流量（取3～5倍污水量）的雨污水，經(jīng)截流溝頂溢流進(jìn)入暗渠，生活污水可被雨水充分稀釋到符合GB8978－88《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，此時(shí)關(guān)閉截污閘，開啟泄洪閘，混合污水排入下游明渠，最后排入邕江。
　　經(jīng)計(jì)算，本方案有以下三種斷面形式：
　　（1）雙孔方渠（圖2）
　　此為可研報(bào)告在底坡i=0.0006的條件下推薦的暗渠斷面尺寸，經(jīng)行洪校核可滿足雨季行洪要求，因其接近正方形，水力條件較好。
　?。?）雙孔矮渠（圖3）
　　經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘發(fā)現(xiàn)，按圖2雙孔渠方案實(shí)施，在一些自然地形低洼地段，暗渠將高出地面0.7～1.0m，給渠頂復(fù)土綠化工程和周圍環(huán)境帶來(lái)不利影響，因此，提出了雙孔矮渠方案（圖3），渠頂標(biāo)高可降低0.6m，底坡減緩至0.0005從而解決渠頂高出地面的問(wèn)題。
　?。?）三孔矮渠方案（圖4）
　　從優(yōu)化鋼筋混凝土暗渠結(jié)構(gòu)受力條件和節(jié)省土土建投資考慮，提出三孔矮渠方案（圖4），在中孔側(cè)壁上預(yù)留連通孔，連通孔下沿與側(cè)溝壁頂標(biāo)高相同，暴雨初期混合污水經(jīng)兩邊孔排泄，流速較大，沿地表逕流進(jìn)入排水渠的大量雜質(zhì)不易沉積。雨洪時(shí)，兩邊孔的混合污水經(jīng)連通孔進(jìn)入中孔，保證暗渠安全行洪。

圖4

3.2方案比較
　　直排式復(fù)合斷面與側(cè)溝截流式斷面的比較如表2。

表2 暗渠斷面形式方案比較 項(xiàng) 目 直排式復(fù)合斷面 側(cè)溝截流式斷面 維護(hù)管理 旱季、初雨或少雨時(shí),渠內(nèi)流量小,斷面大,流速小,易淤積沉積物多,行洪不暢,渠底滑,不便行走,清淤困難 旱季、初雨或少雨時(shí),側(cè)溝截流斷面小,流速大,溝內(nèi)淤積少,沉積物少,清淤工作量小,且大溝干爽,維護(hù)管理方便,行洪暢通 施工條件 渠底中部小流槽與渠道底板連成一體,施工復(fù)雜,工程量大 側(cè)溝墻高1.3m,可在渠道底板上砌筑,施工簡(jiǎn)便,工程量小 環(huán)境影響 沉積物多,從檢查口逸出的臭氣多,影響檢查口附近的空氣質(zhì)量 沉積物少,從檢查口逸出的臭氣少,通過(guò)加強(qiáng)綠化和定期清淤可減少對(duì)檢查口附近空氣質(zhì)量的影響 對(duì)污水處理廠的影響 為防止1m深景觀水倒流暗渠,需在暗渠深>1m時(shí)開啟,此時(shí)將有約17倍污水量的合流污水進(jìn)入污水廠,故BOD₅太低,不利于生化處理和污水廠正常運(yùn)行 泄洪閘開啟前,僅有4倍污水量的截流水進(jìn)入污水廠,故BOD₅濃度較方案一高很多,對(duì)生化處理影響較小,如下游沒(méi)降雨,基本不影響污水廠正常運(yùn)行 投資(萬(wàn)元) 10174.25 11504.46

　　從表2可知，在滿足行洪的條件下，側(cè)溝截流式斷面在運(yùn)行管理上有更多的優(yōu)點(diǎn)，而三孔側(cè)溝截流式斷面在結(jié)構(gòu)安全方面有更大的優(yōu)越性，且可以避免暗渠頂露出地面，因此，推薦采用三孔側(cè)溝截流式斷面。
3.3三孔側(cè)溝截流式暗渠斷面設(shè)計(jì)
　　按20年一遇洪水設(shè)計(jì)，用50年一遇雨洪水校核，計(jì)算結(jié)果如表３所列。

表3 三孔側(cè)溝截流式暗渠各段設(shè)計(jì)特征值 河段 重機(jī)廠～北湖小學(xué) 北湖小學(xué)～28中 28中～明秀橋 明秀橋～南棉橋 南棉橋～13中 樁號(hào) 8+289 7+220 6+220 5+340 4+015 3+015 距離(m) 1133 1000 880 1325 1000 2%洪峰流量(m³/s) 94.3 101 109 121 125 自由流水深(m) 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 暗溝寬 3孔×b(m) 3×4.8 3×5.1 3×5.4 3×5.8 3×5.9 底坡(‰) 0.49 0.5 0.5 0.5 0.5 滿流水力坡度(‰) 0.68 0.66 0.66 0.68 0.70 選用斷面(凈尺寸)3孔－b×h(m) 3-4.8×3.7 3-5.1×3.7 3-5.4×3.7 3-5.8×3.7 3-5.9×3.7 暗渠內(nèi)底高(m) 70.703 70.148 69.648 69.209 68.545 68.000 滿流時(shí)測(cè)壓管水位 75.356 74.586 73.926 73.366 72.445 71.745

　　表3表明，在下游無(wú)壅水的情況下，渠道按三面濕周（非滿流）考慮，三孔側(cè)溝截流式能通過(guò)五十年一遇的雨洪流量；四面濕周（滿流）時(shí)，測(cè)壓管水頭線不超過(guò)沿線地面標(biāo)高，渠兩岸的檢查井不會(huì)冒水。
3.4截污設(shè)計(jì)
　　朝陽(yáng)溪上段污水總量為11萬(wàn)m³/d，各分段污水量按暗渠長(zhǎng)度比例分配，稀釋倍數(shù)取4，截污溝側(cè)墻高1.3m，截污溝各斷面設(shè)計(jì)特征值如表4所列。

表4 截污溝各斷面設(shè)計(jì)特征值 河 段 長(zhǎng) 度(m) 坡 降（‰） 過(guò)水?dāng)嗝娉叽?-b×h(m) 截流污水量（m³/s） 實(shí)際排污能力（m³/s） 流 速(m/s) 重機(jī)廠～28中 2070 0.5 2-1.0×1.3 2×1.00 2×1.05 0.82 28中～明秀橋 880 0.5 2-1.3×1.3 2×1.42 2×1.54 0.91 明秀橋～南棉橋 1325 0.5 2-1.6×1.3 2×2.06 2×2.08 1.00 南棉橋～13中 1000 0.5 2-1.8×1.3 2×2.49 2×2.50 1.06

3.5暗渠附屬設(shè)施
3.5.1沉砂池與護(hù)欄
　　在重機(jī)廠暗渠入口處設(shè)沉砂池，寬度同渠道，長(zhǎng)度2m，深0.5m，用以減少大塊雜物和砂石在渠內(nèi)淤積；入口處設(shè)護(hù)欄，防止人畜進(jìn)入暗渠，避免發(fā)生意外事故。
3.5.2連通措施
　　在暗渠出口處設(shè)連通管，連通暗渠兩側(cè)截污溝，調(diào)節(jié)兩岸合流污水量，改善沿岸排水狀況，連通管尺寸為1×1 m²。
　　在暗渠內(nèi)的隔墻每隔10m開孔2×2m²，洪雨時(shí)邊孔洪雨水經(jīng)連通孔進(jìn)入中孔排泄。
3.5.3檢查孔（兼通氣冒水孔）
　　沿暗渠隔墻兩邊每隔100m設(shè)一檢查孔（交錯(cuò)布置），旱季進(jìn)入維護(hù)，暴雨滿流時(shí)兼排氣冒水之用，孔口設(shè)格柵蓋板，強(qiáng)度按汽－15設(shè)計(jì)。

4　結(jié)語(yǔ)

　?。?）朝陽(yáng)溪上段綜合治理采用暗渠方案，可滿足旱季排污，雨季行洪的要求；
　?。?）暗渠宜采用三孔布置，可避免渠頂高出地面，結(jié)構(gòu)更安全；
　?。?）在暗渠內(nèi)側(cè)沿縱向布置截流溝排除旱季合流污水，可減少泥砂雜物在暗渠內(nèi)沉積；
　　（4）在截流溝末端設(shè)截污閘，旱季開閘，污水進(jìn)入朝陽(yáng)溪下段截污管；雨洪時(shí)關(guān)閘，合流污水進(jìn)入下段明渠，排入邕江。