吳赳赳 　　廣西城鄉規劃設計院
黃自勤　廣西建筑綜合設計研究院

1　朝陽溪污染現狀及治理方案

1.1朝陽溪簡介
　　朝陽溪是貫穿南寧市中心區的天然洪雨河流，北起羅傘嶺，穿過南寧市北郊、城北區和永新區至大坑口匯入邕江，全長14.28km²，流域面積24.4 km²。朝陽溪源頭為殘土丘地帶，無水源林，上游基流很小。流域內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區。沿岸的居民生活污水和部分工業廢水未經處理排入河道，使朝陽溪成為一條納污河道，淤泥沉積，水質發黑，臭氣四溢，過往行人無不掩鼻而過；暴雨時朝陽溪成為蓄洪、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，朝陽溪調洪庫容逐年減少，1992年實測水位69～72m時，庫容僅為1973年同水位庫容的44.8%，調蓄洪能力大為減弱，使朝陽溪部分地區小雨成澇，大雨成災。
　　為了徹底整治朝陽溪，南寧市政府先后委托省內外四家設計院進行可研、初設和施工圖設計，目前下段綜合整治工程施工已經完成，城市環境大大改善，上段整治工程已經動工。本文僅對上段綜合整治方案作一簡要介紹。
1.2朝陽溪治理目標
　　經國內外有關專家（包括世界銀行專家）反復論證，確認朝陽溪環境綜合治理工程方案首先要服從南寧市總體規劃的安排，服務于新區的開發和舊城區的逐步改造，工程的分期實施方案要為逐步實現總體規劃目標創造條件；同時，把治理目標定為除臭，變污水為清水，改善兩岸環境質量，提高朝陽溪行洪、排澇能力。
1.3朝陽溪綜合治理方案
　　在綜合治理方案上有兩種意見，一種主張沿朝陽溪敷設截污管，將污水引入污水處理廠，然后將朝陽溪全部蓋起來，用暗渠排雨洪水，在復蓋的渠道上搞開發，并籍以籌措治理所需資金。另一種意見主張截流污水進行處理，但朝陽溪依現河道進行清淤、鋪底、護岸、引水、綠化，還朝陽溪本來面目，給市民提供一安適的休閑場所。
　　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)，箱涵上復土，以珍稀植物為主，修建若干主題花園，使整個暗渠上部成為市民休閑娛樂的場所；朝陽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；在流經市區主干道的友愛橋、朝陽橋、銀興橋、大坑口等較寬敞處修建市民休閑廣場；在暗渠出口處設一泄洪閘，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的合流式截流管，與下段服務區的污水匯合后經污水泵和過江管送往江南污水處理廠，處理后排入邕江；同時在朝陽溪下段復式明渠引清水形成約6.6萬m²景觀水面，景觀水深1～3m，總水量約13.9萬m³，按20天連續供水將景觀水全部調換一次，需建Q=290m³/h取水泵站一座，裝機容量30kw，從邕江取水，經DN300輸水管（約4km）送至暗渠出口泄洪閘前。
　　泄洪閘旱季關閘排污，確保下游景觀水清潔；雨季開閘行洪，避免內澇。

2　污水與雨水計算

2.1污水量計算
　　根據南寧市總體規劃(已于99年12月經國務院批準)，朝陽溪上段三個派出所，下轄人口約16萬人，接納的生活污水總量約為6.4萬m³/d，工業污水總量約為4.6萬m³/d，規劃年限2010年，因此，上段接納污水總量為11萬m³/d。
2.2雨洪水計算
　　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生在5～6月占45%，多年平均降雨量為1282.9mm。
　　根據廣西水利電力設計院對朝陽溪的洪水分析計算，朝陽溪上段（友愛橋以上）各斷面設計洪峰流量如表1所列。

表1 朝陽溪上段各斷面設計洪峰流量 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　斷面設計

　　朝陽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，斷面設計在考慮雨季排出大量雨洪水的同時，還應考慮旱季排除城市污水時避免淤積。
3.1行洪斷面設計
　　行洪斷面計算采用均勻流公式：

　　Q=AV
　　V=1/n R^2/3·i^1/2式中：Q－設計流量（m³/s）；
　　　　　A―過水斷面積（m^２）；
　　　　　Ｖ―設計流速（m/s）；
　　　　　R－水力半徑（m）；
　　　　　i―設計渠道底坡（即水力坡降）；
　　　　　n―粗糙系數，鋼筋混凝土水泥砂漿抹面取０.014

3.1.1直排式復合斷面（方案一）
　　采用直排式合流制，暗渠結構設計預留接污口，兩岸原合流道收集的雨污水直接排入雙孔暗渠，暗渠渠底中部設污水小流槽，用以排除旱季污水。在暗渠出口處設一泄洪閘，旱季時關閉，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，雨季時開閘泄洪，污水隨雨洪水進入下游明渠，排入邕江。橫斷面如圖1所示。

圖1

3.1.2側溝截流式斷面（方案二）
　　在方案一的基礎上，于暗渠內靠岸邊兩側按截流式合流制方式各設截流溝，截流溝與下游明渠截污管連接處設截污閘，旱季和初雨時，關閉泄洪閘，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，經截污閘進入下游截污管，送往污水處理廠；暴雨時，超過截流量（取3～5倍污水量）的雨污水，經截流溝頂溢流進入暗渠，生活污水可被雨水充分稀釋到符合GB8978－88《污水綜合排放標準》的規定，此時關閉截污閘，開啟泄洪閘，混合污水排入下游明渠，最后排入邕江。
　　經計算，本方案有以下三種斷面形式：
　　（1）雙孔方渠（圖2）
　　此為可研報告在底坡i=0.0006的條件下推薦的暗渠斷面尺寸，經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。
　　（2）雙孔矮渠（圖3）
　　經現場踏勘發現，按圖2雙孔渠方案實施，在一些自然地形低洼地段，暗渠將高出地面0.7～1.0m，給渠頂復土綠化工程和周圍環境帶來不利影響，因此，提出了雙孔矮渠方案（圖3），渠頂標高可降低0.6m，底坡減緩至0.0005從而解決渠頂高出地面的問題。
　　（3）三孔矮渠方案（圖4）
　　從優化鋼筋混凝土暗渠結構受力條件和節省土土建投資考慮，提出三孔矮渠方案（圖4），在中孔側壁上預留連通孔，連通孔下沿與側溝壁頂標高相同，暴雨初期混合污水經兩邊孔排泄，流速較大，沿地表逕流進入排水渠的大量雜質不易沉積。雨洪時，兩邊孔的混合污水經連通孔進入中孔，保證暗渠安全行洪。

圖4

3.2方案比較
　　直排式復合斷面與側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 目 直排式復合斷面 側溝截流式斷面 維護管理 旱季、初雨或少雨時,渠內流量小,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,側溝截流斷面小,流速大,溝內淤積少,沉積物少,清淤工作量小,且大溝干爽,維護管理方便,行洪暢通 施工條件 渠底中部小流槽與渠道底板連成一體,施工復雜,工程量大 側溝墻高1.3m,可在渠道底板上砌筑,施工簡便,工程量小 環境影響 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量 沉積物少,從檢查口逸出的臭氣少,通過加強綠化和定期清淤可減少對檢查口附近空氣質量的影響 對污水處理廠的影響 為防止1m深景觀水倒流暗渠,需在暗渠深>1m時開啟,此時將有約17倍污水量的合流污水進入污水廠,故BOD₅太低,不利于生化處理和污水廠正常運行 泄洪閘開啟前,僅有4倍污水量的截流水進入污水廠,故BOD₅濃度較方案一高很多,對生化處理影響較小,如下游沒降雨,基本不影響污水廠正常運行 投資(萬元) 10174.25 11504.46

　　從表2可知，在滿足行洪的條件下，側溝截流式斷面在運行管理上有更多的優點，而三孔側溝截流式斷面在結構安全方面有更大的優越性，且可以避免暗渠頂露出地面，因此，推薦采用三孔側溝截流式斷面。
3.3三孔側溝截流式暗渠斷面設計
　　按20年一遇洪水設計，用50年一遇雨洪水校核，計算結果如表３所列。

表3 三孔側溝截流式暗渠各段設計特征值 河段 重機廠～北湖小學 北湖小學～28中 28中～明秀橋 明秀橋～南棉橋 南棉橋～13中 樁號 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 暗渠內底高(m) 70.703 70.148 69.648 69.209 68.545 68.000 滿流時測壓管水位 75.356 74.586 73.926 73.366 72.445 71.745

　　表3表明，在下游無壅水的情況下，渠道按三面濕周（非滿流）考慮，三孔側溝截流式能通過五十年一遇的雨洪流量；四面濕周（滿流）時，測壓管水頭線不超過沿線地面標高，渠兩岸的檢查井不會冒水。
3.4截污設計
　　朝陽溪上段污水總量為11萬m³/d，各分段污水量按暗渠長度比例分配，稀釋倍數取4，截污溝側墻高1.3m，截污溝各斷面設計特征值如表4所列。

表4 截污溝各斷面設計特征值 河 段 長 度(m) 坡 降（‰） 過水斷面尺寸2-b×h(m) 截流污水量（m³/s） 實際排污能力（m³/s） 流 速(m/s) 重機廠～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暗渠附屬設施
3.5.1沉砂池與護欄
　　在重機廠暗渠入口處設沉砂池，寬度同渠道，長度2m，深0.5m，用以減少大塊雜物和砂石在渠內淤積；入口處設護欄，防止人畜進入暗渠，避免發生意外事故。
3.5.2連通措施
　　在暗渠出口處設連通管，連通暗渠兩側截污溝，調節兩岸合流污水量，改善沿岸排水狀況，連通管尺寸為1×1 m²。
　　在暗渠內的隔墻每隔10m開孔2×2m²，洪雨時邊孔洪雨水經連通孔進入中孔排泄。
3.5.3檢查孔（兼通氣冒水孔）
　　沿暗渠隔墻兩邊每隔100m設一檢查孔（交錯布置），旱季進入維護，暴雨滿流時兼排氣冒水之用，孔口設格柵蓋板，強度按汽－15設計。

4　結語

　　（1）朝陽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；
　　（2）暗渠宜采用三孔布置，可避免渠頂高出地面，結構更安全；
　　（3）在暗渠內側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沉積；
　　（4）在截流溝末端設截污閘，旱季開閘，污水進入朝陽溪下段截污管；雨洪時關閘，合流污水進入下段明渠，排入邕江。