城市排水系統(tǒng)現(xiàn)狀分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)

李甘忠

摘 要：本文主要針對(duì)城市排水系統(tǒng)的現(xiàn)狀及優(yōu)化設(shè)計(jì)展開(kāi)了分析，對(duì)我國(guó)城市排水系統(tǒng)的現(xiàn)狀作了簡(jiǎn)要的概述，并分別就城市排水管網(wǎng)體制、排水系統(tǒng)建設(shè)方案以及水資源的回收利用等幾方面對(duì)排水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)作了系統(tǒng)探討，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：城市排水系統(tǒng)；現(xiàn)狀分析；優(yōu)化設(shè)計(jì)

0 引言

城市排水工程是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，并且城市排水規(guī)劃設(shè)計(jì)對(duì)建設(shè)城市良好的人居環(huán)境、實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展有著舉足輕重的作用。因此，對(duì)城市排水系統(tǒng)進(jìn)行整合優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化城市排水管網(wǎng)的布置，已經(jīng)成為城市建設(shè)的一項(xiàng)重要工作?；诖?，本文就城市排水系統(tǒng)的現(xiàn)狀及優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，相信能給有關(guān)方面的需要帶來(lái)一定的幫助。

1 我國(guó)城市排水系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

1.1 城市排水管網(wǎng)建設(shè)不完善

城市建設(shè)的迅速發(fā)展導(dǎo)致城區(qū)建設(shè)面積不斷增加，然而當(dāng)前多數(shù)的城市排水設(shè)施的建設(shè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于城市發(fā)展水平。城市的排水服務(wù)面積較小，覆蓋范圍不全，造成了城市水環(huán)境的不斷惡化，各種城市污水滲入地下水的數(shù)量逐年增加。而且，城市內(nèi)部一些雨水管以及污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低。部分舊城區(qū)甚至還沒(méi)有完善的排水系統(tǒng)，整個(gè)排水系統(tǒng)一直處于超負(fù)荷使用的狀態(tài)，對(duì)于雨水以及污水的截留能力嚴(yán)重不足。

1.2城市排水系統(tǒng)布局不合理

當(dāng)前我國(guó)城市排水系統(tǒng)方面存在的普遍問(wèn)題就是新城區(qū)排水系統(tǒng)建設(shè)水平較高，老城區(qū)排水系統(tǒng)建設(shè)水平滯后，而且排水系統(tǒng)建設(shè)方面重污水輕雨水，排水管網(wǎng)堵塞現(xiàn)象嚴(yán)重。此外，在污水處理廠的布局上，出于用地的考慮導(dǎo)致新區(qū)污水處理設(shè)施污水量少，運(yùn)行負(fù)荷較低，而城市中心區(qū)污水處理量較大，處理能力有限，造成了城市污水分配的不合理。

1.3 水資源的利用率較低

由于對(duì)于污水處理能力不足以及雨水、中水回收利用設(shè)施建設(shè)的不完善，導(dǎo)致城市水資源的回收利用率較低，污水排放量過(guò)大，水質(zhì)性缺水問(wèn)題在很多城市日益嚴(yán)重。城市供水緊張問(wèn)題已經(jīng)成為城市建設(shè)管理亟待解決的問(wèn)題。

2 城市排水體制的選擇設(shè)計(jì)

對(duì)于城市排水體制的選擇，應(yīng)當(dāng)根據(jù)城市建設(shè)的實(shí)際情況綜合確定，重點(diǎn)是確保提高污水的收集率、處理率以及雨水中水的回收利用率，對(duì)城市排水系統(tǒng)體制的設(shè)計(jì)選擇應(yīng)當(dāng)按照如下方式開(kāi)展。

2.1 確定城市污水量

2.1.1 預(yù)測(cè)城市需水量

計(jì)算污水量是以需水量作為基礎(chǔ)的，因此首先應(yīng)該對(duì)城市的需水量進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。需水量的預(yù)測(cè)方法主要包括年平均增長(zhǎng)率預(yù)測(cè)法、比例法預(yù)測(cè)、供水?dāng)M合曲線模型預(yù)測(cè)、單位人口綜合用水量預(yù)測(cè)以及用地指標(biāo)法預(yù)測(cè)。對(duì)于預(yù)測(cè)方法應(yīng)當(dāng)根據(jù)城市居住人口、工業(yè)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行選擇。目前在設(shè)計(jì)中多選擇用地指標(biāo)法進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2.1.2 污水量預(yù)測(cè)

對(duì)于污水量的預(yù)測(cè)主要是對(duì)總需水量采取污水排放系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。生活污水一般按照0.9的折污率進(jìn)行計(jì)算，工業(yè)污水則按照0.85的折污率進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于城市污水的收集率以及地下水滲入量，一般分別按照95%、15%進(jìn)行計(jì)算分析。

2.2 城市雨水量的確定

城市雨水量的計(jì)算公式如下：

Q=qFψ

式中：Q為雨水量（L/S）；q為暴雨強(qiáng)度（L/S·ha）；ψ為徑流系數(shù)；F為匯水面積。

通過(guò)對(duì)城市雨水量的計(jì)算分析，重點(diǎn)掌握清楚城市的防洪壓力以及對(duì)于雨水的處理、收集工作要求。

3 排水體制的選擇

在排水體制的選擇上，主要是采用分流制的排水體制，具體形式需要綜合考慮到城市空間、經(jīng)濟(jì)實(shí)力以及城市所屬區(qū)域的雨水量實(shí)際情況。對(duì)于城市道路空間能夠提供雨污分流管線布設(shè)、財(cái)政資金有保障以及雨水量季節(jié)特色不明顯的城市，可以考慮采用完全的雨污分流排水體制，對(duì)于城市的新建小區(qū)以及改造小區(qū)也應(yīng)當(dāng)積極地采用完全雨污分流排水體制。對(duì)于排水水質(zhì)要求較髙、道路空間狹窄的區(qū)域則應(yīng)該考慮選擇使用截流式分流排水系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置雨水截流井，將污水以及初期雨水經(jīng)污水干管以及截留管輸送至污水處理廠，降雨后期的雨水則應(yīng)該直接排入水體。這對(duì)于防止污水溢出瀉入水體以及降低污水泵站與污水處理廠的運(yùn)行管理費(fèi)用十分有利。

4 城市排水系統(tǒng)的建設(shè)方案設(shè)計(jì)

4.1 污水管網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)

對(duì)于城市排水系統(tǒng)中的污水管網(wǎng)，應(yīng)該按照城市的地形以及豎向規(guī)劃進(jìn)行建設(shè)，盡可能通過(guò)短的管線以及淺的埋深讓污水自行排出。污水管線的布置應(yīng)該充分利用地形以及城市道路布局，管道盡量采用重力流，埋深盡量不超過(guò)7m以便于進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)。污水管網(wǎng)應(yīng)該盡量沿城市道路布置，盡可能地設(shè)在污水量較大、地下管線較少的非機(jī)動(dòng)車(chē)道下。在污水管網(wǎng)的建設(shè)上應(yīng)該以污水處理廠為中心，向四周轄射，先行進(jìn)行污水處理廠周邊污水主管的規(guī)劃建設(shè)，并根據(jù)污水收集情況由下游向上游延伸建設(shè)。

4.2 雨水管的規(guī)劃建設(shè)

雨水管是城市防洪防汛的主要設(shè)施。對(duì)于城市雨水管的規(guī)劃建設(shè)應(yīng)該綜合考慮城市的防洪、排澇體系要求。在雨水管網(wǎng)的整體規(guī)劃建設(shè)上應(yīng)該遵循集中與分散相結(jié)合的原則，盡可能的利用地形、地勢(shì)以及周邊水體狀況，選擇最短的路線將雨水排人水體，確保雨水收集、運(yùn)輸?shù)目焖?。同時(shí)注意應(yīng)該充分合理地利用城市的河道斷面以及設(shè)施，尤其是在雨水管道的布置上，應(yīng)按照分區(qū)經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)募幸院笈湃撕拥老掠?，確保河道流量分配的合理，以提高城市的防洪防汛能力。對(duì)于未實(shí)現(xiàn)雨污分流的區(qū)域，由于部分雨水管還承擔(dān)著污水輸送任務(wù)，因此在雨水管管徑的選擇上，除了滿足雨水排放要求以外，還應(yīng)當(dāng)適當(dāng)考慮污水量的需求。

4.3 河道的治理

河道是行洪、排澇的重要設(shè)施。在城市排水系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)上，也應(yīng)當(dāng)將河道治理作為城市排水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。在城市河道的治理設(shè)計(jì)上，應(yīng)該轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的將河道做成順治、平滑、斷面單一、硬質(zhì)鋪底等治理方式，積極地引入生態(tài)河道的治理理念，通過(guò)種植各種生態(tài)植物，增加河道的曝氣復(fù)氧設(shè)施，以便在河道內(nèi)形成生態(tài)系統(tǒng)，在確保河道通暢的前提下提高水體的自凈能力。在生態(tài)型河道的規(guī)劃建設(shè)上，應(yīng)該按照統(tǒng)一規(guī)劃的原則，確保上下游、左右岸生物形態(tài)具有統(tǒng)一性，同時(shí)強(qiáng)化河道的截污導(dǎo)流以及治污能力。

5 水資源的回收利用

5.1 雨水資源的利用

雨水資源也是重要的水資源。對(duì)于雨水，不能簡(jiǎn)單的按照防洪防汛的要求進(jìn)行雨水的排放，應(yīng)當(dāng)不斷規(guī)劃設(shè)計(jì)完善的城市雨水利用系統(tǒng)，重點(diǎn)從滯、蓄、滲等方面實(shí)現(xiàn)。滯，即通過(guò)規(guī)劃設(shè)計(jì)滯洪池、調(diào)洪池阻滯雨水，以便于雨水的收集利用。蓄，即設(shè)置蓄洪隧洞、屋頂蓄水系統(tǒng)以及地下蓄水系統(tǒng)，存蓄雨水進(jìn)行回收利用。滲，即通過(guò)設(shè)置透7JC性路面、滲渠、滲井系統(tǒng)等設(shè)施使雨水入滲，依靠地下水回灌實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水資源的利用。需要注意的是，對(duì)于雨水資源的直接利用應(yīng)嚴(yán)格控制雨水水質(zhì)，因此雨水資源的利用應(yīng)根據(jù)城市的空氣污染情況，雨水截污設(shè)施建設(shè)情況綜合規(guī)劃設(shè)計(jì)。

5.2 中水回用

對(duì)于中水回用就是對(duì)污水進(jìn)行深度處理，達(dá)到企業(yè)生產(chǎn)以及居民生活用水標(biāo)準(zhǔn)以后進(jìn)行回用，主要是用于工業(yè)生產(chǎn)用水、城市綠化、城市生活沖廁、農(nóng)田灌溉以及地下水補(bǔ)充等方面。由于水體用途不同，對(duì)于水質(zhì)也有著不同的要求，應(yīng)注意以水質(zhì)作為回用控制標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)階段，城市排水系統(tǒng)中中水回用主要適用于對(duì)水質(zhì)要求不高的工業(yè)用水以及城市雜用水。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，城市排水系統(tǒng)是現(xiàn)代化城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，如何經(jīng)濟(jì)技術(shù)地優(yōu)化設(shè)計(jì)和改擴(kuò)建城市的排水系統(tǒng)成為了城市建設(shè)的一項(xiàng)重要挑戰(zhàn)。為了做好城市排水系統(tǒng)的優(yōu)化工作，需要相關(guān)的工作人員結(jié)合實(shí)際情況，制定相應(yīng)的規(guī)劃方案，以使優(yōu)化工作得到質(zhì)的保障。

參考文獻(xiàn)

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