市政排水管道系統(tǒng)規(guī)劃方案設計思路研究

　　摘 要：規(guī)劃設計是建設的龍頭。一個科學的、合理的、連續(xù)的、可操作性強的城市排水管道系統(tǒng)規(guī)劃設計將會為城市穩(wěn)定、有序地步入可持續(xù)發(fā)展道路奠定堅實的基礎。本文以城市排水管道為研究對象，深入探討了城市排水管道的規(guī)劃設計思路，相信對從事相關工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。
　　關鍵詞：城市 排水管道 規(guī)劃 設計
　　中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791(2011)10(c)-0000-00
　　
　　
　　規(guī)劃設計是建設的龍頭。一個科學的、合理的、連續(xù)的、可操作性強的城市排水管道系統(tǒng)規(guī)劃設計將會為城市穩(wěn)定、有序地步入可持續(xù)發(fā)展道路奠定堅實的基礎。在全國乃至全球水資源危機的狀況下，我們該如何解決水資源短缺與水污染嚴重的問題？城市污水作為一個主要的水污染源，我們又該如何去處理？這樣一個嚴峻而緊迫的任務擺在了我們城市排水管道系統(tǒng)規(guī)劃設計工作者面前。
　　雖然不同城市排水管道系統(tǒng)條件各異，但其設計理念和規(guī)劃原則是相通的?？偨Y我國許多城市尤其近二十年來新興城市在排水管道系統(tǒng)規(guī)劃、設計、建設、管理方面的經驗和教訓，各級政府應加強城市排水系統(tǒng)規(guī)劃設計的管理，堅持統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設計原則，同時在城市建設方面做到統(tǒng)一建設、統(tǒng)一驗收、統(tǒng)一管理。本文從城市排水管道系統(tǒng)規(guī)劃設計、舊城區(qū)合流制排水系統(tǒng)的改造、污水資源化和雨水利用等方面闡述城市排水管道系統(tǒng)規(guī)劃的新思路，希望可促進城市的可持續(xù)發(fā)展，確保社會效益、環(huán)境效益、經濟效益的有機統(tǒng)一。
　　1功能與作用研究
　　城市排水管道系統(tǒng)是現(xiàn)代化城市不可或缺的市政基礎設施，也是城市水污染防治和城市排澇、防洪的主體工程，其任務是及時收集、輸送城市產生的生活污水、工業(yè)廢水和降水。正是因為排水管道及時、可靠地排除城區(qū)污水和雨水，城市才得以免受污水之害和暴雨積水之災，為人類營造一個舒適安全的生活和生產環(huán)境，使城市生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質循環(huán)正常進行，維持生態(tài)平衡，保證可持續(xù)發(fā)展。
　　2規(guī)劃前期準備
　　城市排水工程規(guī)劃是在城市總體規(guī)劃的指導下進行的排水系統(tǒng)的專業(yè)工程規(guī)劃設計。規(guī)劃工作者要掌握詳實的基礎資料，從系統(tǒng)工程的角度，結合當?shù)厍闆r因地制宜地進行排水體制、排水管道系統(tǒng)、污水處理廠及受納水體的全面規(guī)劃。
　　從工程經濟的角度貫徹全系統(tǒng)省資源、省能源的方針。將工程技術、社會經濟、環(huán)境保護等多方面因素融會貫通到城市排水工程規(guī)劃中去，起到規(guī)劃切實指導工程設計、工程實施的作用。
　　2.1 排水系統(tǒng)體制的確定
　　城市排水系統(tǒng)的體制包括分流制和合流制。合流制是將生活污水、工業(yè)廢水和降水混合在同一套管道系統(tǒng)內排除的排水系統(tǒng)。分流制包括污水管道和雨水管道，是將生活污水和工業(yè)廢水用一套或一套以上的管道系統(tǒng)，而雨水用另一套管道系統(tǒng)排除的排水系統(tǒng)。
　　合流制排水管道系統(tǒng)包括三種形式：直排式合流制、截流式合流制和全處理式合流制。將城市的混合污水不經任何處理，直接就近排入水體的排水方式稱為直排式合流制。國內外舊城區(qū)的合流制排水系統(tǒng)均屬此類。由于污水對水環(huán)境造成的污染越來越嚴重，為減輕其污染程度，在直排式合流制基礎上修建沿河截流干管，在城市的下游建污水處理廠，并在適當位置設置溢流井，從而形成了截流式合流制。該系統(tǒng)可以保證晴天時的污水全部進入污水處理廠處理，雨天時部分污水得到處理。在降雨量較小或對水體水質要求較高的地區(qū)，可采用全處理式合流制，將生活污水、工業(yè)廢水和降水全部送到污水處理廠處理后排放。這種方式對環(huán)境水質的影響最小，但截流管管徑大，污水處理廠的規(guī)模大、投資大。
　　科學合理地選擇排水系統(tǒng)體制，是排水工程師在規(guī)劃和設計時要面對的重要問題。對排水體制的選擇將從根本上影響排水系統(tǒng)的設計、施工和維護管養(yǎng)，影響排水系統(tǒng)的工程總投資和長期的維護管理費。通常排水系統(tǒng)體制的選擇應滿足環(huán)境保護對水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境的需要，應根據(jù)城市的總體規(guī)劃、財政預算等具體情況，通過技術經濟比較、科學合理地確定。保證城市的可持續(xù)發(fā)展是現(xiàn)在也是未來選擇排水體制所要面臨的重要課題。
　　①從環(huán)境保護方面來看。如果采用全處理式合流制，控制和防止水體污染的效果較好，但污水干管斷面尺寸很大，污水廠規(guī)模增加，一次性投資的工程建設費用較高，長期的維護運行費用也大。而采用截流式合流制時，雨天有部分混流的污水通過溢流井排入水體，對水環(huán)境影響較大。實踐證明，采用截流式合流制的城市，隨著其城市建設的發(fā)展，河流污染將日益嚴重。分流制可以將城市污水全部送至污水處理廠進行處理，但初降雨水徑流未加處理直接排入水體，這是分流制的缺點。但分流制比較靈活，能適應社會發(fā)展，一般又能符合城市環(huán)保的要求，是城市排水系統(tǒng)體制的發(fā)展方向。②從工程投資方面來看：合流制排水管道系統(tǒng)的工程總投資比分流制一般要低20～40％，但污水處理廠的工程建設費高于分流制。③從維護管理方面來看。合流制排水管道管徑較大，晴天的污水流量小、流速低，易于產生沉淀，且晴天和雨天的污水流量、污水水質變化較大，增加了合流制污水處理廠運行管理的復雜性，出水的水質不穩(wěn)定。而分流制污、雨水管道的設計流速超過了不淤流速，不易淤積；污水處理廠的水質水量穩(wěn)定，其運行易于控制。
　　2.2 城市排水管道系統(tǒng)規(guī)劃設計基礎資料
　　規(guī)劃設計的基礎資料是決定規(guī)劃設計質量、工程投資、社會與環(huán)境效果的決定性因素，其真實性不容忽視。主要基礎資料如下：
　　①城市總體規(guī)劃及城市道路、給水、電力、防洪、環(huán)保等專項規(guī)劃。②受納水體資料：流量、水位特征值，水質污染情況，BOD5、COD、SS、pH及其它。③自然地理及氣象資料：降水、風向、冰凍、地下水位、地形、地質等。④現(xiàn)有城市排水系統(tǒng)及設施，城市周圍山洪排放、河道防洪能力和措施。⑤工業(yè)排水量及水質。⑥當?shù)匚鬯喔?、污水回用現(xiàn)狀及規(guī)劃。
　　2.3 城市排水管道的規(guī)劃設計原則
　　首先要根據(jù)地形和當?shù)貤l件（水體條件、環(huán)境保護要求、工程投資等）確定排水系統(tǒng)體制。新建城市和新區(qū)應盡量采用分流制，雨水收集后可就近排入附近水體，減輕污水管道系統(tǒng)和污水處理廠的負荷，從整體上和長遠上看是經濟合理的。對已經形成合流制的城市，可暫時保留其合流制排水系統(tǒng)，逐步改造。
　　小城鎮(zhèn)可采用合流制。個別單位和企業(yè)含有毒有害物質的廢水應進行局部處理，達到排放標準后才允許排入城市排水管道系統(tǒng)。
　?、俪鞘形鬯艿酪?guī)劃設計。從區(qū)域性、系統(tǒng)性出發(fā)，遠近期規(guī)劃相結合、集中與分散相結合。保護水資源，提高環(huán)境質量。貫徹實行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，適應社會的發(fā)展需要。②城市雨水管道規(guī)劃設計。山區(qū)、丘陵地區(qū)城市的山洪防治應與城市防洪、城市排水體系緊密結合、統(tǒng)一規(guī)劃。無論是洪水或市區(qū)雨水都要堅持以最短距離就近排放，分散整治，防止集中的原則。
　　2.4 規(guī)劃設計基本參數(shù)確定
　　排水工程設計的基本參數(shù)是確定設施規(guī)模的基礎，在選擇這些參數(shù)時，既要考慮省資源、省能源、經濟合理原則，又要符合當?shù)貙嶋H操作的技術可行性。
　?、僖?guī)劃年限。根據(jù)城市總體規(guī)劃分為近期、遠期。規(guī)劃年限過長則推定的設計參數(shù)精度低，往往偏安全，不易切合實際；規(guī)劃年限過短則工程實施后馬上就滿負荷或超負荷運行，造成重復規(guī)劃、重復建設的浪費。②規(guī)劃人口。以規(guī)劃年限為依據(jù)，同時考慮規(guī)劃人口，可提高參數(shù)的精度，更可直接用于指導各種設施的分期建設。③排水定額。準確調查每人每天的污水排放量，結合城市給水規(guī)劃合理推定未來的排水量。同時要考慮地下水滲入量的實際情況。④當量污染負荷。人們排放的污染負荷會隨著城市發(fā)展、生活水平提高而增加，但是有一定限度，不可估計過大。SS是污泥發(fā)生量的基礎，確定時更要慎重。⑤工業(yè)排水量及水質濃度。隨著產業(yè)結構的調整，工業(yè)排水量及水質濃度較以往都已經有了大幅下降，所以規(guī)劃中工業(yè)排水量不能估計過大。⑥徑流系數(shù)。根據(jù)地面的鋪砌、植被、天然水池、洼地等情況，準確確定徑流系數(shù)。
　　
　　3 方案設計
　　城市排水管道系統(tǒng)設計思路如下：
　　3.1 排水系統(tǒng)布置
　　1)管道走向宜符合地形趨勢，順坡排水；2)管徑大小須與街坊布置或小區(qū)規(guī)劃相吻合；3)管網密度合適，排水路線最短，以求經濟合理；4)污、雨水排放盡可能分散，避免集中；5)污水截流干管盡可能布置在河岸及水體附近。
　　3.2 選定排水出路
　　1)利用天然排水系統(tǒng)或已建排水干線為污、雨水排放的出路；2)要在流量、高程兩方面都保證污、雨水能夠順利排除。
　　3.3 劃分匯水面積
　　1)依據(jù)地形并結合街坊布置或小區(qū)規(guī)劃進行污、雨水匯水面積的劃分；2)污、雨水匯水面積不宜過大；3)污、雨水匯水面積圖的形狀盡可能比較規(guī)則且與地形變化緊密結合；4)劃分污、雨水匯水面積須與比鄰系統(tǒng)統(tǒng)籌考慮，做到均勻合理。
　　3.4 選擇排水線路
　　1)排水管道的線路須服從排水規(guī)劃的統(tǒng)籌安排；2)盡量避免排水管道穿越不容易通過的地帶及構筑物。
　　3.5 確定排水管道系統(tǒng)的控制高程
　　1)排水管道出口的控制高程（水體的洪水位、常水位、排水干管的內底標高）；2)排水管道起點的控制高程（起點本身是低洼地帶、有排水要求的地下室、管道計劃將來向上游延伸等）；3)排水管道系統(tǒng)中，各重要節(jié)點的控制高程（接入的支管、利用已建管涵、與各種地下管線的交叉點等）。
　　4 結論
　　①要重視規(guī)劃設計。充分重視新時期賦予城市排水管道系統(tǒng)的新涵義：城市排水系統(tǒng)除傳統(tǒng)的防止雨洪內澇、排除和處理污水、保護城市公共水域外，還需起到回收城市污水、凈化再生和雨水利用，暢通城市水環(huán)境，維系水資源可持續(xù)利用的作用。根據(jù)城市的實際情況、發(fā)展戰(zhàn)略，城市排水規(guī)劃設計應優(yōu)先考慮采用污、雨水分流排水體制。根據(jù)城市的發(fā)展規(guī)劃，綜合考慮當?shù)亟ㄔO、管理、維護部門的意見和建議，結合城市自身的實際情況，確定適當?shù)囊?guī)劃設計基本參數(shù)。
　　②要有專業(yè)的、連續(xù)的規(guī)劃設計單位，統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設計。城市排水管道系統(tǒng)是一個系統(tǒng)性的工程，其重點、關鍵點就在于其系統(tǒng)性。它不同于城市中各個單體建筑的設計，其中的每一個部分都必須服從整個城市排水管道系統(tǒng)的要求。城市排水管道系統(tǒng)規(guī)劃設計還具有前瞻性、整體性、連續(xù)性、技術性，它要求其規(guī)劃設計工作者首先對城市的排水規(guī)劃要有全面的了解，然后在掌握了城市排水系統(tǒng)的現(xiàn)有資料的情況下要具備豐富的城市排水系統(tǒng)規(guī)劃設計經驗，才能保證城市排水管道系統(tǒng)技術科學、投資合理。③加強建設管理，在城市排水管道系統(tǒng)建設、改造中要堅持統(tǒng)一建設、統(tǒng)一驗收的原則；加大監(jiān)督力度，清除和杜絕街道兩側居民和餐飲業(yè)利用雨水口直接排放污水，真正落實污水、雨水的嚴格分流。④注入經營城市的理念。改變傳統(tǒng)的政府投資的模式，發(fā)揮民間資金的作用，加大對城市排水系統(tǒng)建設的投入。
　　
　　參考文獻
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