關于城市排水管道系統設計的思考

摘要：城市排水管道系統是現代化城市不可缺少的重要城市市政基礎設施，也是城市水污染防治和城市排澇、防洪的骨干工程，它的任務是及時收集、輸送城市產生的生活污水、工業廢水和降水。本文闡述城市排水管道系統的作用，以及在城市排水管道規劃設計基礎資料和基本參數的基礎上，合理確定排水系統的體制進行城市排水管道系統的規劃設計。

關鍵詞：排水管道；規劃設計

1 城市排水管道系統的作用和城市排水管道系統的體制

城市排水管道系統的作用。城市排水工程規劃是在城市總體規劃的指導下進行的排水系統的專業工程規劃設計。規劃工作者要掌握詳實的基礎資料，從系統工程的角度，結合當地情況因地制宜地進行排水體制、排水管道系統、污水處理廠及排水水體的全面規劃。從工程經濟的角度貫徹全系統省資源、省能源的方針。將工程技術、社會經濟、環境保護等多方面因素綜合地融會貫通到城市排水工程規劃中去，起到規劃切實指導工程設計、工程實施。城市排水管道系統是現代化城市不可缺少的重要城市市政基礎設施，也是城市水污染防治和城市排澇、防洪的骨干工程，它的任務是及時收集、輸送城市產生的生活污水、工業廢水和降水。其作用是及時可靠地排除城市區域內產生的生活污水、工業廢水和降水，使城市免受污水之害和免受雨水之災，從而給人們創造一個舒適安全的生存和生活環境，使城市生態系統的能量流動和物質循環正常進行，維持生態平衡，保證可持續發展。發達國家的長期經驗表明，建設完善的城市排水管道和城市污水處理廠是控制城市水污染必不可少的技術措施。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和城市污水處理廠。我國城市基礎設施比較落后，排水管網和城市污水處理廠建設更加滯后。嚴重的水污染現狀要求我們加強城市的污水治理，這就要求城市排水系統除傳統的防止雨洪內澇、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和凈化再生，暢通城市水環境，維系水資源可持續利用的作用。

城市排水管道系統的體制。城市排水管道系統的體制包括分流制和合流制。合流制是將生活污水、工業廢水和降水混合在同一套管道系統內排除的排水系統。分流制包括污水管道和雨水管道，是將生活污水和工業廢水用一套或一套以上的管道系統，而雨水用另一套管道系統排除的排水系統。合流制排水系統包括三種形式：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。國內外舊城區的合流制排水系統均屬此類。由于污水對水環境造成的污染越來越嚴重，為了減輕污水對水環境造成的污染和破壞，因此形成了截流式合流制。截流式合流制是在直排式合流制的基礎上，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。這種系統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。在降雨量較小或對水體水質要求較高的地區，可采用全處理式合流制，將生活污水、工業廢水和降水全部送到污水處理廠處理后排放。這種方式對環境水質的影響最小，但截流管管徑大，污水處理廠的規模大、投資大。

2 城市排水管道規劃設計基礎資料和基本參數

城市排水管道系統規劃設計基礎資料。規劃設計的基礎資料是決定規劃設計質量工程投資、社會與環境效果的決定性因素，其真實性不容忽視。主要基礎資料：城市總體規劃及城市道路、給水、電力、防洪、環保等專業規劃。排放水體資料：流量、水位特征值，水質污染情況，BOD5、COD、SS、pH以及其它。自然地理及氣象資料：降水、風向、冰凍、地下水位、地形、地質等。現有城市排水系統及設施，城市周圍山洪排放、河道防洪能力和措施。工業排水量及水質。當地污水灌溉、污水回用現狀及規劃。

城市排水管道系統規劃設計基本參數。排水工程設計的基本參數是決定設施規模的基礎，因此要選擇這些參數時，既要考慮省資源、省能源、經濟合理的原則，又要符合當地實際操作的技術可行的原則。規劃年限。根據城市總體規劃分為近期、遠期。規劃年限過長，則推定的設計參數精度低，往往偏安全，不易切合實際；規劃年限過短，則工程實施后馬上就滿負荷或超負荷運行，造成重復規劃，重復建設的浪費；規劃人口。這樣可以不僅僅以規劃年限為依據，可提高參數的精度，更可直接用于各種設施的分期建設；排水定額。準確調查每人每天污水排放量。同時要調查地下水滲入量的實際情況；當量污染負荷。人們排放的污染負荷會隨著城市發展、生活水平提高而增加，但是有一定限度，不可估計過大。SS是污泥發生量的基礎，決定時更要慎重；工業排水量及水質濃度。隨著產業結構的調整，工業排水量及質濃度都已經有了較大的下降。規劃中工業排水量不能估計過大；徑流系數。根據地面的鋪砌、植被、天然水池、洼地等情況，準確決定徑流系數；溢流周期。通過雨水淹沒損失、建設費及維護費用的經濟技術分析來決定溢流周期，不宜過大。城市的不同區域，特別是中心區和偏僻地區要分別對待。

3 合理確定排水系統的體制

排水系統的體制選擇不僅從根本上影響排水系統設計、施工和維護管養，而且影響排水系統的工程總投資和長期的維護管理費。通常排水系統體制的選擇應滿足環境保護對水環境、生態環境的需要，應根據城市的總體規劃、財政等具體情況，通過技術、經濟比較、科學合理地確定。從環境保護方面來看。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，污水廠規模增加，一次性投資的工程建設費用較高，長期維護運行費用也大。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，能適應社會發展，一般又能符合城市環保的要求，是城市排水系統體制的發展方向。從工程投資方面來看。合流制排水管道系統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卻高于分流制。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定，其運行易于控制。

4 城市排水管道系統的規劃設計

排水系統布置管道走向宜符合地形趨勢，順坡排水；管徑大小須與街坊布置或小區規劃相吻合；管網密度合適，排水路線最短，以求經濟合理；污、雨水排放盡可能分散，避免集中；污水截流干管盡可能布置在河岸及水體附近。

選定排水出路：利用天然排水系統或已建排水干線為污、雨水排放的出路；要在流量、高程兩方面都保證污、雨水能夠順利排除。

劃分匯水面積：依據地形并結合街坊布置或小區規劃進行污、雨水匯水面積的劃分；污、雨水匯水面積不宜過大；污、雨匯水面積圖的形狀盡可能比較規則且與地形變化緊密結合；劃分污、雨水匯水面積須與比鄰系統統籌考慮，做到均勻合理。

選擇排水線路：排水管道的線路須服從排水規劃的統籌安排，盡量避免排水管道穿越不容易通過的地帶及構筑物。確定排水管道系統的控制高程：排水管道出口的控制高程（水體的洪水位、常水位、排水干管的內底高）；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）；排水管道系統中，各重要節點的控制高程（接入的支管、利用已建管涵、與各種地下管線的交叉等）。

作者介紹：馬效民：女，1968年生人，雙學士，副教授，主要從事專業教學和教學管理工作。