城市排水管道的規(guī)劃設(shè)計

城市排水管道系統(tǒng)是現(xiàn)代化城市不可缺少的重要城市市政基礎(chǔ)設(shè)施，也是城市水污染防治和城市排澇、防洪的骨干工程，它的任務(wù)是及時收集、輸送城市產(chǎn)生的生活污水、工業(yè)廢水和降水。其作用是及時可靠地排除城市區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的生活污水、工業(yè)廢水和降水，使城市免受污水之害和免受暴雨積水之災(zāi)，從而給人們創(chuàng)造一個舒適安全的生存和生產(chǎn)環(huán)境，使城市生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)正常進行，維持生態(tài)平衡，保證可持續(xù)發(fā)展。

發(fā)達國家的長期經(jīng)驗表明，建設(shè)完善的城市排水管道系統(tǒng)和城市污水處理廠是控制城市水污染必不可少的技術(shù)措施。目前，英國、法國、德國、美國、加拿大、瑞士和俄羅斯等國家基本普及了城市排水管道系統(tǒng)和城市污水處理廠。我國城市基礎(chǔ)設(shè)施比較落后，排水管網(wǎng)和城市污水處理廠建設(shè)更加滯后。嚴重的水污染現(xiàn)狀要求我們加強城市的污水治理，這就要求城市排水系統(tǒng)除傳統(tǒng)的防止雨洪內(nèi)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和凈化再生，暢通城市水環(huán)境，維系水資源可持續(xù)利用的作用。

一、城市排水管道系統(tǒng)的體制

城市排水管道系統(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(nèi)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(jīng)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(nèi)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，為了減輕污水對水環(huán)境造成的污染和破壞，為此形成了截流式合流制。截流式合流制是在直排式合流制基礎(chǔ)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(shè)置溢流井。這種系統(tǒng)可以保證晴天時的污水全部進入污水處理廠處理，雨天時一部分污水得到處理。在降雨量較小或?qū)λw水質(zhì)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(zhì)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。

二、城市排水管道系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計

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(shè)計。規(guī)劃工作者要掌握詳實的基礎(chǔ)資料，從系統(tǒng)工程的角度，結(jié)合當?shù)厍闆r因地制宜地進行排水體制、排水管道系統(tǒng)、污水處理廠及排水水體的全面規(guī)劃。從工程經(jīng)濟的角度貫徹全系統(tǒng)省資源、省能源的方針。將工程技術(shù)、社會經(jīng)濟、環(huán)境保護等多方面因素綜合地融匯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(shè)計、工程實施。

1. 城市排水管道系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計基礎(chǔ)資料

規(guī)劃設(shè)計的基礎(chǔ)資料是決定規(guī)劃設(shè)計質(zhì)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(chǔ)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)保等專業(yè)規(guī)劃。

（2）排放水體資料：流量、水位特征值，水質(zhì)污染情況，BOD5、COD、SS、pH以及其它。

（3）自然地理及氣象資料：降水、風向、冰凍、地下水位、地形、地質(zhì)等。

（4）現(xiàn)有城市排水系統(tǒng)及設(shè)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(zhì)。

（6）當?shù)匚鬯喔?、污水回用現(xiàn)狀及規(guī)劃。

2.城市排水管道規(guī)劃設(shè)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(yīng)盡量采用分流制，雨水收集后可就近排入附近水體，大大減輕了污水管道系統(tǒng)和污水處理廠的負荷，從整體上和長遠上看是經(jīng)濟合理的。對已經(jīng)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(zhì)的廢水應(yīng)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)。

（1）城市污水管道規(guī)劃設(shè)計方面。從區(qū)域性、系統(tǒng)性出發(fā)，遠近期相結(jié)合、集中與分散相結(jié)合。保護水資源，提高環(huán)境質(zhì)量。遵循可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，適應(yīng)社會的發(fā)展需要。

（2）城市雨水管道規(guī)劃設(shè)計方面。山區(qū)、丘陵地區(qū)城市的山洪防治應(yīng)與城市防洪、城市排水體系緊密結(jié)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。

（3）城市污水資源化和雨水利用的規(guī)劃設(shè)計方面。城市污水是可貴的淡水資源，要充分考慮污水再生和循環(huán)使用的近期、中期、遠期規(guī)劃。國內(nèi)外經(jīng)驗表明，城市污水經(jīng)過二級處理和深度凈化后作為工業(yè)生產(chǎn)用水和城市雜用水是缺水城市解決水資源短缺和水環(huán)境污染的可行之路。

三、合理確定排水系統(tǒng)的體制

科學合理地選擇排水系統(tǒng)的體制，是排水工程師在規(guī)劃和設(shè)計時要面對的重要問題。它的選擇不僅從根本上影響排水系統(tǒng)的設(shè)計、施工和維護管養(yǎng)，而且影響排水系統(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(yīng)滿足環(huán)境保護對水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境的需要，應(yīng)根據(jù)城市的總體規(guī)劃、財政等具體情況，通過技術(shù)經(jīng)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(shè)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(shè)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(yīng)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(shè)費卻高于分流制。

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(chǎn)生沉淀，且晴天和雨天的污水流量、污水水質(zhì)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(zhì)不穩(wěn)定。而分流制污、雨水管道的設(shè)計流速超過了不淤流速，不易淤積；污水處理廠的水質(zhì)水量穩(wěn)定，其運行易于控制。