淺析城市排水系統(tǒng)建設(shè)存在的問題及優(yōu)化改進(jìn)措施

趙麗娟 李旭峰 賈秀菊

1.張家口市城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃設(shè)計院;2.張家口市一建;3.河北捷揚(yáng)置業(yè)房地產(chǎn)開發(fā)有限公司

目前,我國正處在城市化快速發(fā)展的階段,隨之產(chǎn)生的水污染及污水問題也得到了人們廣泛的關(guān)注.而建設(shè)完善、合理、科學(xué)的城市排水系統(tǒng)不僅會成為有效解決這一問題的最佳途徑,同時也關(guān)系到市民的切身利益和城市的安全,關(guān)系到城市生態(tài)環(huán)境改善和可持續(xù)發(fā)展.

城市排水系統(tǒng)就是將城鎮(zhèn)的污水、廢水和雨水有組織的排除與處理的工程設(shè)施,是城市基礎(chǔ)建設(shè)的重要組成部分,通常由排水管網(wǎng)和污水處理廠組成.城市排水系統(tǒng)的建設(shè)在我國已有較長的歷史,由于受到各方面因素的制約,直到20世紀(jì)初,我國才在個別城市開始建設(shè)現(xiàn)代化排水系統(tǒng).近年來,隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展,城市排水系統(tǒng)建設(shè)得到了長足的發(fā)展,城市排水系統(tǒng)在社會可持續(xù)發(fā)展中的重要作用也逐步被人們所認(rèn)識.

1 城市排水系統(tǒng)存在的問題

1.1 現(xiàn)狀分析

我國是一個水資源緊缺的國家,人均水資源占有量為273 m3,僅為世界人均水資源占有量的1/4,水資源緊缺已成制約我國城市可持續(xù)發(fā)展的重要因素[1].目前,許多國家都將污水的重復(fù)利用作為解決水資源緊缺的有效手段與途徑.因此,城市排水系統(tǒng)建設(shè)的重點應(yīng)從防止雨洪內(nèi)澇、排除和處理污水、保護(hù)城市公共水域水質(zhì)等逐步過渡到回收城市污水和凈化再生、暢通城市水循環(huán),從而恢復(fù)健康水循環(huán)和良好水環(huán)境,維系水資源可持續(xù)利用上來[2].

1.2 存在問題

1.2.1 排水管網(wǎng)的建設(shè)

由于資金短缺、拆遷量大等原因,我國不少城市和地區(qū),往往只把污水處理廠作為重點工程對待,而放松與之相配套的污水管網(wǎng)的建設(shè).這就形成了常常是污水處理廠按計劃建成投產(chǎn),而污水管網(wǎng)卻只建了部分,或污水干管支管未建或支管與主管連接不上,造成一方面污水處理廠處理量不足,一方面污水仍直接排入河體污染環(huán)境.

目前,國內(nèi)排水設(shè)施普遍存在著各種問題,許多城市排水管道不成系統(tǒng),管道排水能力差,排水網(wǎng)普及率低,人均占有排水管道長度大約為0.55 m,而發(fā)達(dá)國家人均占有長度超過4 m,導(dǎo)致城市污水處理率偏低.

1.2.2 截流倍數(shù)

合理選取截流倍數(shù)是關(guān)鍵,其取值應(yīng)綜合考慮受納水體的水質(zhì)要求、受納水體的自凈能力、城鎮(zhèn)的文明程度(或級別)、人口密度、降雨量、投資等各種因素.我國的截流倍數(shù)選取與發(fā)達(dá)國家相比還是偏低,而在實際運(yùn)行的截流式合流制中,有的截流倍數(shù)更小,有的城市甚至僅為0～0.5.日本截流管容量一般按計劃時間的最大污水量的3倍;英國的習(xí)慣做法是截流倍數(shù)采用5;德國一般選擇的截流容量為高峰日的4倍,其中2倍流到污水處理廠進(jìn)行處理.

出現(xiàn)這種情況原因有二:一是污水流量未預(yù)測準(zhǔn)確,排水管尺寸不夠,導(dǎo)致一下雨截流井就溢流入河,這時截流干管也只能是一個形式;二是考慮到經(jīng)濟(jì)因素,建設(shè)單位本身不愿意有截流倍數(shù)[3].

1.2.3 污水處理

由于對分流制排水系統(tǒng)存在誤解,認(rèn)為合流制排水系統(tǒng)需要有截留倍數(shù),而分流制雨水道則無需截留倍數(shù),無需處理雨水徑流,致使我國絕大多數(shù)污水處理廠,只按旱季污水量設(shè)計、建造和運(yùn)行,亦即截留倍數(shù)n=1,一旦進(jìn)入雨季,對雨水徑流既不能截留,也不能處理,致使降雨時受納水體往往遭受嚴(yán)重污染,造成垃圾、糞便漂浮河面,即有礙觀瞻,更影響環(huán)境衛(wèi)生.另外,我國在城市污水處理廠的建設(shè)中一直主張建設(shè)大型污水處理廠,因為大型污水處理廠相對建造成本低,但城市集中式污水處理系統(tǒng)應(yīng)與分散式污水處理系統(tǒng)相結(jié)合.

1.2.4 城市給排水系統(tǒng)規(guī)劃存在的問題

首先,基礎(chǔ)性工作匱乏,規(guī)劃的科學(xué)依據(jù)不足.各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)和分析工作還不夠全面和完善,作為核心工作的水量預(yù)測和水平衡分析,預(yù)測方法十分落后,可靠性差,主要表現(xiàn)在水量預(yù)測過高.其次,排水體制的不合理.傳統(tǒng)的防洪和排水設(shè)施設(shè)計中,強(qiáng)調(diào)采用分流制排水體制將雨水和污水盡快排出城市,忽視了城市徑流面源污染的控制和雨水資源的利用.其次,排水體制規(guī)劃混亂.城市建設(shè)發(fā)展速度很快,多采取分區(qū),分片的建設(shè),而規(guī)劃跟不上建設(shè)速度,下水系統(tǒng)建設(shè)混亂、滯后.另外,管理混亂.目前絕大部分市區(qū)的排水設(shè)施分別由環(huán)保局、市政工程管理處、水利局等不同部門管理,由于各部門之間溝通不夠,管理及責(zé)任不清,加之相關(guān)的法律法規(guī)不夠健全,對排水設(shè)施存在的問題以及發(fā)生的新問題都無法及時解決.

1.2.5 其他因素

公民意識不強(qiáng),一些市民、商戶、企業(yè)、開發(fā)商等沒有養(yǎng)成良好的衛(wèi)生習(xí)慣,加之缺乏管理,生活、生產(chǎn)及建筑垃圾亂扔亂棄,造成城市排水管道堵塞.城市道路建設(shè)時,由于附屬線路工程(如電力、通訊、交警等)未能同步實施,后期只好挖割已形成的路面埋設(shè)管線,造成路面“補(bǔ)丁”、“拉鏈”,人為形成道路病害,日久路面破損、塌陷,雨天積水,影響交通.

2 措施與對策

2.1 解決污水處理設(shè)施運(yùn)行中的問題

確保污水處理設(shè)施正常運(yùn)行.一要逐步提高污水處理費征收標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到“保本微利”目的;二要繼續(xù)開展污水排放量調(diào)查,對未登記或少登記、多排放的用戶,要在其排放出口安裝計量設(shè)施,根據(jù)實際排水量來征收污水處理費,以提高污水處理費收費率和收費額,滿足污水處理設(shè)施運(yùn)行需要.對污泥的處理和處置需要達(dá)到減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化的目的,目前常采用的是堆肥法,但如何去除污泥中的重金屬還需要進(jìn)一步研究.

對于污水廠進(jìn)水超標(biāo)問題,一方面要科學(xué)、合理、慎重的選擇截流式合流制排水系統(tǒng)的截流倍數(shù)n0,盡量減少初期雨水的進(jìn)入;另一方面如果場地及投資允許,可在污水廠內(nèi)修建水量調(diào)蓄池或是選擇具有較強(qiáng)抗沖擊負(fù)荷的污水處理工藝,如氧化溝工藝等.此外,還需進(jìn)一步提高再生水利用率,開辟新的水源,促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展.為便于再生水的推廣利用,污水處理廠的規(guī)劃建設(shè)應(yīng)采用集中與分散相結(jié)合的方式,盡量避免集中處理造成的弊端.

2.2 注重科學(xué)研究,應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)

我國進(jìn)行的大多是水資源短缺情況下的市政給水排水工程規(guī)劃,所以應(yīng)充分利用國際上成熟的先進(jìn)科研成果和成功經(jīng)驗,特別是要充分利用最新的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),為我國城市建設(shè)中的給排水工程建設(shè)提供強(qiáng)大的技術(shù)支持,確保給排水工程建設(shè)的高起點,高標(biāo)準(zhǔn).具體應(yīng)結(jié)合環(huán)境保護(hù)規(guī)劃、防災(zāi)規(guī)劃,對水源水質(zhì)預(yù)測、水源水質(zhì)保護(hù)、區(qū)域或流域的水資源統(tǒng)一調(diào)配、地下水的開發(fā)利用、城市生活污水和工業(yè)污水的污染控制、地面水和地下水的污染防治、廢水和降水的綜合利用、河道的整治、實現(xiàn)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的措施、洪撈災(zāi)害的治理等方面都應(yīng)作深入的研究.此外,規(guī)劃設(shè)計人員應(yīng)及時掌握工程技術(shù)新動態(tài)和新材料發(fā)展,將有利于開拓規(guī)劃思路,解決以往困惑的問題.

2.3 完善各項法規(guī)

根據(jù)我國給排水體制規(guī)劃混亂的現(xiàn)狀,應(yīng)用法律手段確保給排水工程建設(shè)及管理各項要求落到實處,確立好國際通用的規(guī)則.通過行政立法,完善法規(guī),建立明確的給排水工程建設(shè)及管理職責(zé)制度體系,明確管理權(quán)限,形成規(guī)劃、建設(shè)、維護(hù)、監(jiān)督各部門明確的權(quán)利、職責(zé)和監(jiān)管機(jī)制.

3 生態(tài)型排水系統(tǒng)

生態(tài)型排水系統(tǒng)是以“生態(tài)城市”的理念,對城市污水進(jìn)行綜合治理的一項新型措施,其指導(dǎo)思想是本著以“順其自然”的理念,使城市水文過程盡量接近自然狀態(tài),以實現(xiàn)水在城市生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)利用、再生使用、滿足生態(tài)用水需求的目標(biāo)[4].目前,城市生態(tài)化的要求也需要城市給排水系統(tǒng)設(shè)計的生態(tài)化,而城市給排水系統(tǒng)設(shè)計的生態(tài)化必須采取因地制宜的原則,與具體的自然系統(tǒng)和特有的城市結(jié)構(gòu)相結(jié)合,從而帶來城市給排水系統(tǒng)的多樣化.

控制城市給排水系統(tǒng)向可持續(xù)性方向發(fā)展的途徑:1)在城市水系統(tǒng)中增加“節(jié)水”子系統(tǒng),不僅可減少取水量和污水排放量,還能減少供水、排水和污水處理設(shè)施的投資,進(jìn)而降低企業(yè)的綜合成本和消費者的水費支出,這是一種多贏的循環(huán)模式;2)在城市水系統(tǒng)中增加“治污”子系統(tǒng),可削減污染物,改善排水質(zhì)量,有助于遏制水環(huán)境污染,保護(hù)水源水質(zhì);3)在城市水系統(tǒng)中增加再生水“回用”子系統(tǒng),相當(dāng)于增加系統(tǒng)的供水能力和可用水量,同時也能減少取水量.

[1]段志華.城市排水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2009,19(22):21～22

[2]張杰,李捷,熊必永.城市排水系統(tǒng)新思維.給水排水.2002,28(11):24～26

[3]王阿華.城市排水系統(tǒng)建設(shè)中存在的問題及對策.中國給水排水,2003,19(03):27～28

[4]Novoltny V and Brown P,ed.Cities of the future;Towards Integrated Sustainable Water and Landscape M anagement. 2007,IWA Publishing