區(qū)域市政排水系統(tǒng)專項(xiàng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究

趙孟哲

（廣東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)股份有限公司，廣東 廣州 510070）

在城市建設(shè)的推進(jìn)下，市政給排水系統(tǒng)需要不斷完善，提升城市水資源利用率，為城市正常運(yùn)行提供保障。市政排水系統(tǒng)的規(guī)劃及建設(shè)影響著城市的各方面發(fā)展，為發(fā)揮其作用，需要對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。對(duì)于區(qū)域市政排水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，應(yīng)根據(jù)區(qū)域的特點(diǎn)及排水需求進(jìn)行專項(xiàng)規(guī)劃設(shè)計(jì)。因此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況制定合理的規(guī)劃，使排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足實(shí)際需求，為市政排水系統(tǒng)整體規(guī)劃發(fā)展提供保障。

1 市政排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和規(guī)劃要求

在城鎮(zhèn)化的推進(jìn)過(guò)程中，市政排水工程的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，對(duì)生態(tài)環(huán)境的發(fā)展有著積極的影響，同時(shí)可促進(jìn)城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展。通過(guò)對(duì)排水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可使城市的排水系統(tǒng)發(fā)揮出更為有效的作用。在當(dāng)前的城市規(guī)劃中對(duì)不同區(qū)域應(yīng)制定專項(xiàng)的排水系統(tǒng)規(guī)劃，使其滿足區(qū)域的實(shí)際發(fā)展需求，并且使排水系統(tǒng)的運(yùn)行更加穩(wěn)定[1]。因此，應(yīng)重視對(duì)排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，并且結(jié)合其中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，使系統(tǒng)得到全面優(yōu)化。在不同區(qū)域中排水系統(tǒng)的特點(diǎn)具有一定的差異性，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，保證其設(shè)計(jì)的合理性。應(yīng)對(duì)排水的具體情況進(jìn)行明確，對(duì)排水系統(tǒng)規(guī)劃內(nèi)容進(jìn)行有效調(diào)整，使其滿足區(qū)域排水的需求。此外，由于一些地區(qū)受強(qiáng)降雨天氣影響，要求排水系統(tǒng)發(fā)揮出有效的排澇作用，為居民人身及財(cái)產(chǎn)安全提供保障。根據(jù)市政工程建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，應(yīng)對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行專項(xiàng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，充分考慮氣候因素及排水特點(diǎn)等方面的情況，制定合理的分配方案[2]。

2 城市市政排水系統(tǒng)現(xiàn)狀

通過(guò)對(duì)市政排水情況的調(diào)查可知，多數(shù)城市市政排水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中僅考慮到單一的雨污分流，沒(méi)有根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，也沒(méi)有貫徹海綿城市的理念，這使市政排水系統(tǒng)無(wú)法發(fā)揮出有效的作用，造成管道淤堵、暴雨積澇等問(wèn)題；在布設(shè)管道時(shí)，沒(méi)有合理設(shè)置排水管道的位置，使排水管道出現(xiàn)滲漏問(wèn)題，影響排水系統(tǒng)的效果，無(wú)法保證居民用水安全；在進(jìn)行排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，沒(méi)有結(jié)合周圍的環(huán)境進(jìn)行分析，使排水系統(tǒng)的功能受到了影響，無(wú)法保證城市排水系統(tǒng)發(fā)揮作用。因此，需要對(duì)市政排水系統(tǒng)進(jìn)行合理規(guī)劃及設(shè)計(jì)，使分流系統(tǒng)有效運(yùn)行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。

3 市政排水系統(tǒng)規(guī)劃內(nèi)容

3.1 收集規(guī)劃基礎(chǔ)資料

在進(jìn)行排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)前，應(yīng)收集相關(guān)的基礎(chǔ)資料，為工程設(shè)計(jì)提供參考。編制規(guī)劃時(shí)，需要收集上位排水系統(tǒng)專業(yè)規(guī)劃，將其作為規(guī)劃的重要依據(jù)，還需收集規(guī)劃區(qū)域中的實(shí)際情況信息，同時(shí)應(yīng)對(duì)管道的建設(shè)情況進(jìn)行了解，根據(jù)管道的規(guī)劃特點(diǎn)制定合理的方案，使規(guī)劃更加科學(xué)、有效。在規(guī)劃該區(qū)域的排水系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)參考當(dāng)?shù)匚鬯幚硐到y(tǒng)規(guī)劃及供水規(guī)劃等相關(guān)內(nèi)容，確保規(guī)劃符合國(guó)家規(guī)范要求，并符合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況。還需對(duì)當(dāng)?shù)氐呐潘到y(tǒng)的規(guī)劃及園區(qū)中的排水管道建設(shè)情況進(jìn)行充分了解，結(jié)合相關(guān)資料進(jìn)行分析，使規(guī)劃的編制更加詳細(xì)可靠，為設(shè)計(jì)的實(shí)施提供有效支持[3]。

3.2 確定排水系統(tǒng)的體制

城市的排水管道系統(tǒng)中包括了2種排水體制，分別為合流制及分流制，其中合流制排水系統(tǒng)是將生活污水、雨水等混合在一個(gè)排水灌渠中排出的系統(tǒng)。分流制是雨水系統(tǒng)與污水系統(tǒng)之間獨(dú)立的排水體制，雨水通?？赏ㄟ^(guò)管道排入河道，污水可通過(guò)污水管道收集運(yùn)輸?shù)轿鬯幚韽S。在新建城區(qū)范圍內(nèi)，多使用分流制的排水系統(tǒng)，其目的在于強(qiáng)化排水系統(tǒng)作用的發(fā)揮。

3.3 確定雨水排水模式和規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)

3.3.1 雨水排水模式

以哈爾濱某高校園區(qū)為例進(jìn)行分析，該區(qū)域距離中心鎮(zhèn)區(qū)3 km，占地面積為11.88 km2，以南側(cè)的機(jī)場(chǎng)高速公路，東側(cè)及北側(cè)公路、西側(cè)高速公路為邊界劃分，區(qū)域所處位置交通較為便利。為了使區(qū)域的排水系統(tǒng)規(guī)劃及設(shè)計(jì)符合實(shí)際要求，應(yīng)對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容進(jìn)行明確。在區(qū)域排水系統(tǒng)規(guī)劃中排水模式包括2種，分別為城市強(qiáng)排模式及自流排水模式，強(qiáng)排模式可適用于水面率較低的地區(qū)，市中心多采用該模式。自排模式適用于河面率比較高、河網(wǎng)水系發(fā)達(dá)的地區(qū)中。經(jīng)過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)厍闆r的分析，選擇在園區(qū)規(guī)劃地塊中針對(duì)雨水采用自排模式。在水系專業(yè)規(guī)劃方面，規(guī)劃范圍之內(nèi)水域面積為12 306 km2，占總面積的10.4%，結(jié)合相關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析，將橋梁計(jì)入到水面積中，水面率為1%，同時(shí)水系分布均勻。在園區(qū)中的河道最高控制水位為3.75 m，多數(shù)地塊的地面高程為4.3 m～4.8 m，為雨水的自排提供了所需的條件。

3.3.2 規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容

在雨水管渠設(shè)計(jì)方面，可使用滿流設(shè)計(jì)的方式，管徑由雨水設(shè)計(jì)流量來(lái)確定，應(yīng)根據(jù)室外排水設(shè)計(jì)要求內(nèi)容來(lái)進(jìn)行計(jì)算，可參考其中的計(jì)算公式，根據(jù)控制性詳細(xì)規(guī)劃、上位排水專業(yè)規(guī)劃、供水規(guī)劃及道路管道建設(shè)情況等開(kāi)展設(shè)計(jì)，選擇合理的排水系統(tǒng)，對(duì)匯水面積合理劃分，明確徑流系數(shù)及管道的摩阻系統(tǒng)，可確定雨水管道的規(guī)模，例如按照雨水管渠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，見(jiàn)表1。在污水計(jì)算過(guò)程中應(yīng)結(jié)合規(guī)劃資料明確污水量的指標(biāo)、人口毛密度、管道摩阻系統(tǒng)等，使設(shè)計(jì)達(dá)到實(shí)際的要求，在滿足最大設(shè)計(jì)充滿度的情況下進(jìn)行單變量水力計(jì)算，并確定污水管道的管徑。在規(guī)劃過(guò)程中應(yīng)考慮規(guī)劃及實(shí)際的銜接需求，使規(guī)劃在符合當(dāng)前排水需求的情況下，強(qiáng)化設(shè)計(jì)的效果，使排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及建設(shè)具備良好的基礎(chǔ)，進(jìn)而使排水系統(tǒng)發(fā)揮出更好的作用[4]。

3.4 預(yù)測(cè)區(qū)域污水量

在污水量預(yù)測(cè)過(guò)程中可采用多種方法，結(jié)合該區(qū)域的排水系統(tǒng)規(guī)劃需求，可使用分類預(yù)測(cè)法給水量、折減預(yù)測(cè)法進(jìn)行預(yù)測(cè)。采用分類預(yù)測(cè)法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可結(jié)合污水排水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，見(jiàn)表2。地下水的滲入量可按照平均日污水量的10%進(jìn)行計(jì)算，規(guī)劃得到的總污水量為30 983 m3/d。在給水量折算過(guò)程中應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐墓┧?guī)劃進(jìn)行分析，在該區(qū)域中規(guī)劃最高日給水量為4.1萬(wàn)m3/d，日變化系數(shù)為1.3，折算的規(guī)劃平均日給水量為3.15萬(wàn)m3/d，規(guī)劃平均日污水量按照給水量的90%進(jìn)行計(jì)算，得到約為2.84萬(wàn)m3/d。此外，需要考慮到地下水的滲入量，污水量計(jì)算為3.12萬(wàn)m3/d。結(jié)合計(jì)算的結(jié)果分析，取污水量較大的結(jié)果。

3.5 進(jìn)行排水系統(tǒng)布局

雨水管渠的走向應(yīng)符合地形趨勢(shì)特點(diǎn)，將水就近排入水體，設(shè)計(jì)管道時(shí)需要對(duì)地形的地面高程進(jìn)行分析，還需規(guī)劃區(qū)域中的河道常水位等[5]。在該區(qū)域中地面標(biāo)高為3.80 m～4.30 m，內(nèi)河的最高水位為3.70 m～3.80 m，可結(jié)合采自自排地塊雨水管道的長(zhǎng)度，使地面高程控制在4.30 m以上。通過(guò)對(duì)劃分區(qū)域內(nèi)河網(wǎng)特點(diǎn)的分析，明確排水系統(tǒng)的布局。由于其中的河網(wǎng)分布比較稀疏，管道的長(zhǎng)度為817 m，根據(jù)地塊雨水使用緩沖式自流排水模式的要求，應(yīng)使地面高程控制在4.75 m以上。在進(jìn)行污水管網(wǎng)定線時(shí)，應(yīng)順應(yīng)地形趨勢(shì)，順坡排水，減小管道的埋深，還需結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，使其符合實(shí)際的要求。

4 市政區(qū)域污水排水專項(xiàng)規(guī)劃問(wèn)題及改善措施

4.1 區(qū)域污水排水系統(tǒng)專項(xiàng)規(guī)劃存在的問(wèn)題

在當(dāng)前的部分區(qū)域排水系統(tǒng)專項(xiàng)規(guī)劃中存在雨水及污水系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作實(shí)施不到位的情況，使污水處理廠的處理水量增多，同時(shí)會(huì)在不合理接入管道的情況下造成水資源的污染。在管線施工中缺少對(duì)污水管道施工次序的研究，使管道建設(shè)達(dá)不到實(shí)際要求，影響了管道體系的運(yùn)行，因此無(wú)法發(fā)揮出有效的作用。當(dāng)日常生活污水無(wú)法及時(shí)排出時(shí)，會(huì)使管道水儲(chǔ)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成管道堵塞問(wèn)題，還會(huì)使管道中的水滲入到地基中，帶來(lái)地下水污染的問(wèn)題[6]。此外，人們對(duì)地下排水管線的認(rèn)識(shí)不全面，沒(méi)有認(rèn)識(shí)其在生活中的重要作用，會(huì)發(fā)生損壞排水管道或隨意向管道中扔雜物的問(wèn)題，造成排水管道堵塞的情況。為了優(yōu)化排水系統(tǒng)的運(yùn)作效果，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)[7]。

4.2 對(duì)區(qū)域污水專項(xiàng)規(guī)劃進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

應(yīng)對(duì)污水收集范圍合理規(guī)劃，預(yù)測(cè)污水的收集量，并進(jìn)行排水系統(tǒng)規(guī)劃。還需對(duì)建成的污水管網(wǎng)進(jìn)行完善，經(jīng)過(guò)對(duì)污水管網(wǎng)流量的計(jì)算，使區(qū)域劃分更加合理可靠。可結(jié)合區(qū)域的情況對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整，使其滿足實(shí)際的需求。在設(shè)計(jì)方案符合規(guī)劃要求的基礎(chǔ)上，需要將目前匯合的管道轉(zhuǎn)換，并且連接到污水管道系統(tǒng)，可避免上游排放的廢水直接進(jìn)入到雨水管道中造成污染問(wèn)題，防止對(duì)下游的地表水產(chǎn)生影響。還需對(duì)污水廠的規(guī)模及地點(diǎn)位置、投資建設(shè)等進(jìn)行合理規(guī)劃，使污水排放具備完善的體系，保證排水系統(tǒng)的有效作用。此外，為了避免產(chǎn)生市政道路積水問(wèn)題，應(yīng)結(jié)合海綿城市理念進(jìn)行設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)，可通過(guò)建立下沉式綠地的方式達(dá)到此目的，也可通過(guò)鋪設(shè)透水路面，完善雨水調(diào)蓄設(shè)備，有效防止積水問(wèn)題的產(chǎn)生，使海綿城市建設(shè)能夠與生態(tài)建設(shè)融合起來(lái)。經(jīng)過(guò)對(duì)排水系統(tǒng)的優(yōu)化，可使其滿足排水的需求，同時(shí)具備生態(tài)化特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境情況的分析及規(guī)劃，使排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠起到更好的作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)排水系統(tǒng)的全面改善，體現(xiàn)出綠色環(huán)保的特點(diǎn)，提升排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平，進(jìn)而保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

4.3 合理選擇給排水系統(tǒng)的建設(shè)材料

在對(duì)市政排水系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，為了避免排水系統(tǒng)產(chǎn)生爆管等問(wèn)題，需要對(duì)管網(wǎng)的材料合理選擇，保證其符合建設(shè)的要求，加強(qiáng)其質(zhì)量性能。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)材料進(jìn)行選擇，要求其具有良好的耐腐蝕性能，并且符合排水管的要求。根據(jù)當(dāng)前市政排水系統(tǒng)的建設(shè)情況，使用高質(zhì)量材料可使管網(wǎng)的建設(shè)發(fā)揮出更好的效果，保證其使用效果，為排水系統(tǒng)的運(yùn)行提供良好的條件。同時(shí)相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)管網(wǎng)建設(shè)的管控，使其符合各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，避免管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)及建設(shè)存在問(wèn)題，為市政工程的整體建設(shè)帶來(lái)保障[7]。

4.4 考慮到排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)要求

應(yīng)對(duì)該區(qū)域的排水系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行分析，了解主要的排水來(lái)源，結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況進(jìn)行合理規(guī)劃。比如，在設(shè)計(jì)中勘查了解雨水來(lái)自山洪、地塊雨水及道路雨水，污水為生活區(qū)域產(chǎn)生的生活污水，根據(jù)排水系統(tǒng)來(lái)源的具體位置合理布設(shè)雨水、污水管道，并且使排水系統(tǒng)符合高水高排、低水低排的原則，避免外力對(duì)排水系統(tǒng)產(chǎn)生影響。在布置城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)的時(shí)候，需要結(jié)合主干管、干管、支管順序進(jìn)行定線，應(yīng)在平面布置中以正交式、平行式、分區(qū)式進(jìn)行。設(shè)計(jì)管道時(shí)，應(yīng)將影響范圍內(nèi)的建筑物、溝渠及電桿等拆除遷移，與新建管道距離不符合要求的原有管線、設(shè)施等，應(yīng)進(jìn)行避讓或者保護(hù)，還需設(shè)置排水防洪設(shè)施，在區(qū)域中設(shè)置臨時(shí)性的排水溝，在高處位置截水溝，避免地面雨水進(jìn)入到施工區(qū)域中。通過(guò)對(duì)區(qū)域的排水系統(tǒng)合理規(guī)劃設(shè)計(jì)，可發(fā)揮出系統(tǒng)的有效作用。此外，應(yīng)保證現(xiàn)場(chǎng)與設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容的一致性，避免上下游之間產(chǎn)生誤差，確保排水系統(tǒng)排水管道位置準(zhǔn)確。

5 結(jié)語(yǔ)

在市政排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中需要考慮到規(guī)劃的各方面影響，結(jié)合區(qū)域的實(shí)際情況制定規(guī)劃。在規(guī)劃過(guò)程中需要結(jié)合區(qū)域污水排水系統(tǒng)專項(xiàng)規(guī)劃存在的問(wèn)題進(jìn)行分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理選擇給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的建設(shè)材料。按照收集的規(guī)劃基礎(chǔ)資料，確定排水系統(tǒng)的體制、模式和規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，按照預(yù)測(cè)的區(qū)域污水量及布局規(guī)劃的要求開(kāi)展工作。通過(guò)制定科學(xué)的區(qū)域市政排水系統(tǒng)規(guī)劃，合理設(shè)計(jì)排水管道，可使城市排水功能得到有效保障。