淺析城市排水系統(tǒng)規(guī)劃

李曉星

城市排水系統(tǒng)規(guī)劃是通過一定時期內(nèi)統(tǒng)籌安排、綜合布置和實施管理城市的水源、供水、用水、排水、污水處理等子系統(tǒng)及其各項要素來協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)的關(guān)系,優(yōu)化水資源的配置,以促進水系統(tǒng)的良性循環(huán)和城市健康持續(xù)的發(fā)展。本文對具體規(guī)劃設(shè)計中需要注意的關(guān)鍵方面和原則進行了深入的討論分析,以期對城市排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計提供參考作用。

1 城市排水規(guī)劃原則

1.1 與城市規(guī)劃相協(xié)調(diào)

城市排水系統(tǒng)主要是對城市各類污水、廢水和雨水的綜合排除和處理,目前城市規(guī)劃強調(diào)水的循環(huán)再用,要從“污染控制”向“水生態(tài)修復(fù)和恢復(fù)”轉(zhuǎn)變,尤其要注意和預(yù)防對生態(tài)環(huán)境的污染。同時,城市水系統(tǒng)規(guī)劃要與城市規(guī)劃和區(qū)域水資源綜合規(guī)劃相協(xié)調(diào),滿足城市高質(zhì)量、高保證率排水的需要,支持城市的發(fā)展。

1.2 污水管網(wǎng)設(shè)計水量與污水廠處理能力匹配

根據(jù)污水廠廠外管網(wǎng)工程實踐證明,城市部分路段的排水管道距離污水處理廠主管道較遠,下雨時部分的合流管道流量較大,致使污水處理廠污水處理量大,財政投資增加。為解決這一問題,在編制新的城市規(guī)劃,排水規(guī)劃時,在新改造的路段應(yīng)實行雨污分流,使污水管網(wǎng)水量與污水廠處理能力相匹配。

1.3 排水系統(tǒng)應(yīng)當向可持續(xù)性方向發(fā)展

城市排水系統(tǒng)規(guī)劃應(yīng)結(jié)合城市的全面規(guī)劃方案,考慮遠期發(fā)展有擴建的可能,并根據(jù)排水系統(tǒng)的使用要求和技術(shù)經(jīng)濟的合理性等因素對近期工程做出分期建設(shè)的安排。同時,對城市水系統(tǒng)的分析必須強調(diào)給水、排水系統(tǒng)之間的有機聯(lián)系,單獨從某一環(huán)節(jié)著手并進行簡單的串聯(lián)疊加是難以獲得有價值的系統(tǒng)結(jié)果的。因此,排水規(guī)劃應(yīng)強調(diào)系統(tǒng)的整體功能,從整體出發(fā)全面考察研究,提高水資源的利用水平和循環(huán)利用率。

2 城市排水規(guī)劃設(shè)計

2.1 排水管網(wǎng)設(shè)計

城市排水管溝一般均依托道路布設(shè),道路定線對市區(qū)排水組織、排水管溝的埋深、排水的重力流或提升有重大影響,道路高程的確定對兩側(cè)地塊的排水也有很大影響,為保證地表徑流的排除,設(shè)計時道路雨水口高程應(yīng)低于兩側(cè)地坪20cm以上。并注意新設(shè)計的排水管道現(xiàn)在盡量不放在機動車道上,應(yīng)設(shè)置在非機動車道,綠化帶,人行道上,以免檢修影響交通運行。

另外,排水管網(wǎng)受自身重力流的限制,水流具有不可逆性,管道之間難以互相調(diào)節(jié),一旦形成后難以更新改造,因此在管網(wǎng)實施過程中應(yīng)充分考慮水量大小、標準高低、上下游高程銜接情況,使排水系統(tǒng)留有充分的發(fā)展空間,科學合理地安排實施程序。同時,市政道路下的市政管線除了排水管線外,還有電力、通信、給水、燃氣等其他管線。在設(shè)計排水管道時必須考慮與其他專業(yè)管線、排水管道之間在水平和垂直方向有足夠的凈距,使各管線基本相互錯開,避免出現(xiàn)雨污水管道彼此沖突或與其他管線相沖突的現(xiàn)象。另外,規(guī)劃設(shè)計時盡量保持下游管道流速不低于上游管道流速,以免產(chǎn)生淤積而增加排水管道的維護和檢修工作量。

2.2 雨水徑流設(shè)計

2.2.1 路面排水設(shè)計

城市化過程中城市下墊面不透水面積的增加,導(dǎo)致雨水徑流系數(shù)增大,匯流速度增加,地下水得不到及時補充,引發(fā)地面沉降等生態(tài)環(huán)境問題。針對這一問題,在道路排水設(shè)計中可以設(shè)計下凹式綠地的蓄滲,達到雨水集蓄利用、雨水回灌補充地下水的目的。下凹式綠地的結(jié)構(gòu)為路面高程高于綠地高程,雨水口設(shè)在綠地內(nèi),且高于綠地高程而低于路面高程。這樣設(shè)置可使道路、建筑物等鋪張區(qū)上的雨水徑流首先流入綠地,通過在綠地植被與土壤之間增設(shè)貯水層、透水層等方法來減緩雨水地表徑流的流量,然后綠地蓄滿水后雨水再流入雨水口。增加了城市土壤的相對含水量,同時可以有效減少城市雨水干管的管徑,降低暴雨期間城市的防洪壓力。

2.2.2 中央分隔帶排水設(shè)計

在多雨城區(qū)或地表水較豐富的城區(qū),路面入滲水向路基土遷移過程中,將會降低路基土的回彈模量,改變路面結(jié)構(gòu)層層間結(jié)合狀況,導(dǎo)致荷載作用下路表彎沉和基層底基層拉應(yīng)力增加,加速路基路面的損壞。針對以上現(xiàn)象,我們可以采取中央分隔帶排水規(guī)劃設(shè)計。中央分隔帶排水是將降落在或流向中央分隔帶內(nèi)的水分有效的匯集并迅速排除路面的方案。但是在實際施工中,由于施工質(zhì)量不易控制,造成橫向排水管標高誤差或產(chǎn)生淤塞,大量水流向最低處,而最低處的橫向排水管由于設(shè)計時包裹無紡?fù)凉げ蓟虍a(chǎn)生淤塞,使排水能力嚴重不足,從而導(dǎo)致下游中央分隔帶積水嚴重。針對這一情況,可通過兩方面進行規(guī)劃設(shè)計:1)可在路面結(jié)構(gòu)以下路基以上位置設(shè)置排水墊層。排水層下設(shè)置起隔水、防水作用的土工布,將由上部滲透下來的地表水有效地攔截在該排水層內(nèi)。防止路基內(nèi)地下毛細水的上升,使路面結(jié)構(gòu)保持干燥。排水層設(shè)置一定的縱橫坡度,將滲入排水層的水分迅速地排出道路以外。2)將中央分隔帶匯水直接排入入孔,在每個入孔處預(yù)設(shè)管徑能滿足流量要求的橫向排水管。在橫向排水管埋設(shè)位置設(shè)計小窨井以便于清理,保證橫向排水管的排水能力。另外,當車行道寬度較寬時,為了減少地表水在道路表面的徑流時間并迅速將水排除,可采取雙坡排水方式,在道路兩側(cè)每隔一定距離設(shè)置雨水口的方式收集路面積水,通過與其連接的雨水支管排入埋設(shè)在路面下的雨水主干管內(nèi)。

2.3 污水規(guī)劃設(shè)計

首先,在進行排水系統(tǒng)規(guī)劃時,應(yīng)對整個城市的功能分區(qū)、工農(nóng)業(yè)分布、排水管網(wǎng)及污水處理現(xiàn)狀等做周密的調(diào)查,調(diào)查現(xiàn)有的和預(yù)測潛在的再生水用戶的地理位置及水量與水質(zhì)的要求,并將調(diào)查結(jié)果反映到排水專業(yè)規(guī)劃中。在進行新建和擴建污水處理廠的設(shè)計時,要結(jié)合污水回收利用的需要選擇污水深度處理系統(tǒng),預(yù)留污水深度處理的發(fā)展用地,使污水排除和處理系統(tǒng)的總投資之和最小。其次,在城市污水排放控制規(guī)劃中,對點源污染重點控制的同時,必須也對城市面源污染進行有效治理。因此,在污水處理規(guī)劃中城市排水采用雨污分流,污水排放采用優(yōu)質(zhì)雜排水和糞便污水分流。城區(qū)收集優(yōu)質(zhì)雜排水和雨水作為非傳統(tǒng)水源,經(jīng)過處理達標后回用于人工湖蒸發(fā)損失、人工湖滲漏損失、洗車及道路綠化澆灑用水等。剩余污水通常采用熱泵方式加以利用。注意,由于受生化池水質(zhì)的限制,其不適宜直接進入熱泵機組或者換熱器設(shè)備,利用過濾器對污水進行處理需要一定的占地且容易產(chǎn)生臭氣,因此應(yīng)采用拋管換熱器的方式對污水冷熱能加以間接利用。最后,對于污水廠尾水去路,目前國家強調(diào)水的循環(huán)再用,要從“污染控制”向“水生態(tài)修復(fù)和恢復(fù)”轉(zhuǎn)變,因此污水廠尾水可以就近向內(nèi)河排放作為景觀用水。

3 結(jié)語

排水專業(yè)規(guī)劃是城市總體規(guī)劃的一個分支,是對城市總體規(guī)劃的補充和完善。在國家經(jīng)濟和社會快速發(fā)展的階段,排水規(guī)劃中一些重要指標的選取既要慎重,也要看得高遠一些。排水規(guī)劃要結(jié)合城市實際情況,充分利用地形地貌和水系特點,與城市雨水資源的利用相結(jié)合,與城市徑流污染控制相結(jié)合,與城市路面建設(shè)相結(jié)合及與城市污水排放控制相結(jié)合,增加排水高效性,降低工程造價。建設(shè)一種符合可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)型的新型排水體系。

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