順義新城排水方案設計初探

一、工程概況和規劃

1、工程概況

順義新城位于北京市順義區老城區以北，距首都國際機場約10公里，距北京市區32公里。其東臨潮白河，西至京承鐵路，南側為城北減河，北臨牛欄山，開發面積約10平方公里，區內有京密路、白馬路及順安路聯絡線，還有未來將要建設的輕軌、高速公路通過，交通較為便捷。現況順安路與白馬路將整個順義新城分為四個片區，用地大體呈現北高南低，高程差達15米，北片以現狀順安路為界，用地向東西兩側傾斜。南片西高東低，賽馬場以南，順安路形成谷地，東西兩側均向順安路傾斜。新城東南地區有京郊大型賽馬場及高爾夫球場，城東寬闊的潮白河是2008年奧運會的水上運動項目賽艇和皮劃艇比賽場地。

2、規劃城市定位、城市規模

2003年1月獲北京市規劃委員會審批通過的《順義衛星城馬坡組團（順義新城）總體規劃（2002—2010）》中確定城市長遠發展目標定位為：順義新城是北京市重要的中高檔休閑健身、旅游度假基地，也是北京市專項體育運動比賽訓練中心，以及承接著北京市區人口擴散的遠郊中高檔居住組團，同時順義新城也是順義衛星城重要的組成部分，順義區新的政治文化中心。

順義新城規劃用地面積977公頃，規劃居住人口約8.3萬人，區內規劃有主干道路8條、次干道路5條、支路30條。

二、 排水現狀和排水體制

1、排水現狀

規劃區內現狀排水是雨污分流和合流并存。

現況污水管主要沿白馬路東段、濱河路及其部分支路分布，設施分散，未成網絡。現況污水流至濱河路與華中路路口南側的現況提升泵房后，經提升后沿路邊明溝排放至減河。順安路以西，白馬路南北也有現況合流管，下游經現況京承鐵路涵管，向西排放，并沿現況排水土溝向南排至減河上游。

現況雨水主要靠鐵路和現況順安路、濱河路、白馬路兩側的明溝，以及區內現況自然排水溝排放，沒有系統的管道體系。

2、排水系統體制

（1）城市排水體制的分類

目前在我國城市排水系統的規劃設計中，一般常采用截流式合流制排水系統或分流制排水系統兩種體制。

截流式合流制排水（如圖1），該系統可以保證晴天的污水全部進入污水處理廠，雨季時，通過截流設施，截流式合流制排水系統可以匯集部分雨水至污水處理廠，當雨-污混合水量超過截流干管輸水能力后，其超出部分通過溢流井泄入水體。這種體制對帶有較多懸浮物的初期雨水和污水都進行處理，對保護水體是有利的，但另一方面雨量過大，混合污水量超過了截流管的設計流量，超出部分將溢流到城市河道，不可避免會對水體造成局部和短期污染。并且，進入處理廠的污水，由于混有大量雨水，使原水水質、水量波動較大，勢必對污水廠各處理單元產生沖擊，這就對污水廠處理工藝提出了相當高的要求。

分流制排水系統（如圖2），由于實施雨、污水分流，可以將污水全部引至污水處理廠進行處理，從根本上杜絕了污水直接排放對水體的污染。同時，由于雨水不進入污水處理廠，處理水的水質水量可維持較小的變化范圍，保證出水水質的相對穩定，容易做到達標排放。

（2）排水體制的選擇

排水體制的選擇是一項很復雜很重要的工作，是城市排水系統規劃和設計的重要問題。它不僅從根本上影響排水系統的設計、施工、維護管理，而且對城市規劃和環境保護影響深遠，同時影響排水工程的總投資和初期投資費用以及維護管理費用。

新城發展目標定位為中高檔居住組團、順義衛星城重要的組成部分，順義區新的政治文化中心，因而對水資源和環境保護的要求比較高，應提高污水的處理率，創造良好的生態環境；經統計，順義新城已建成地區比例不超總建設規模的20%；在建成區內有部分現況污水管道可以利用；需要改造的合流管道不多；新城地勢平坦，常年少雨、氣候干燥；區域內有潮白河和減河流過，水環境有一定的容量和自凈能力；新城規劃建設的道路橫截面有足夠的位置，允許必要的市政管線的鋪設；基于以上因素，經技術經濟分析，筆者綜合考慮確定區內雨污水宜采用分流制排水系統，新城完全能夠隨著城市的徹底建設將合流制改為分流制。

三、 排水方案設計

1、 雨水設計方案

（1）雨水下游出路的確定

城市雨水的下游應是穩定的有規劃水位水質標準的水體，因此順義新城的雨水下游確定為潮白河與減河，應根據潮白河和減河的主管部門提供的設計基礎資料進行雨水管道設計計算。

（2）雨水管線流域分區

《控規》將白馬路以北順安路以西大面積的雨水均由北向南排放，干線設置于花園西路上；東部地區雨水在潮白河向陽閘上設置兩個出口。筆者認為將新城近一半流域面積內的雨水由北向南排除，流域面積過大，導致雨水管渠斷面大，加大投資和實施難度。從地勢上分析，現況南北地勢高程差別顯著，大量雨水匯集新城南部，這對原本排水不利的低洼地區又增加了雨水排放量，對城市防洪排澇安全不利。因而重新劃分流域分區：1、順安路以西、白馬路以北的雨水匯集后經現況鐵路涵洞向西排放至小中河；2、順安路以東、白馬路以北部分雨水向南再向東排入潮白河；3、順安路以西、白馬路以南的雨水向南排至減河；4、順安路以東、白馬路以南、濱河路以西范圍內的雨水向南排至減河。5、另外，濱河路東側緊鄰新城的高爾夫球場，球場內的雨水沿其場內的現況排水溝排至減河。

（3）低洼地區的防洪與排澇

根據當地近幾年水文實測資料分析，城區降雨強度只要達到每小時30毫米以上，部分易淹地區就將出現積水受淹現象，新城白馬路以南至減河地勢低洼，歷史以來就是待機排水區，針對此地塊的排水安全和防洪，設計中提出如下工程措施：

◇道路豎向設計的要求，即按照潮白河20年一遇規劃洪水位自排來控制道路標高，保證暴雨水位增高時，排水管渠內的水位線不可高出地面而造成河水倒灌，要滿足道路雨水自排要求。

◇在有條件的局部新建地區，將地坪填高至不低于潮白河20年洪水位以上0.5米；

◇在城區易淹地區及低洼地區，采用水泵抽升排水方式解決小范圍的雨水排除；

◇因減河常水位淹沒排水管渠不是很深，在下游出口附近的雨水管渠內設置阻水堰來防止雨水管渠內常年存留河水。

◇在下游出口檢查井修疊梁閘槽，適河道水位高低，放置疊梁閘板或者在排水出口上安裝無需人工開啟的橡膠止回閥（俗稱鴨嘴閥）和浮箱式自動翻板閘門。

◇如發生潮白河洪峰和與減河相關的小中河洪峰相遇的情況，減河水位在設計重現期內可能超出管道設計標準（即20年規劃洪水位）。建議當地水利部門采取措施，從該地區的整體防洪角度考慮在減河入潮白河出口處設置防洪排澇設施，保證減河水位不超標。

（4）雨水利用

城市雨水利用技術在發達國家已經逐步進入到標準化和產業化階段。比如1989年德國出臺了雨水利用設施標準，對住宅、商業和工業領域雨水利用設施的設計、施工和運行管理，過濾、儲存、控制與監測4個方面制定了標準。1992年“第二代”雨水利用技術問世。又經過近10年的發展與完善，目前已是“第三代”雨水利用技術——設備的集成化。即從屋面雨水的收集、截污、儲存、過濾、滲透、提升、回用到控制都有一系列的定型產品和組裝式成套設備。雨水利用在我國雖然歷史遠久，但過去主要應用于缺水的農村地區。現代意義上的城市雨水利用技術在我國發展較晚，它主要是隨著城市化帶來的水資源緊缺和環境與生態問題而引起人們重視的。城市雨水的利用不是狹義的利用雨水資源和節約用水，它還包括減緩城區雨水洪澇和地下水位的下降、控制雨水徑流污染、改善城市生態環境等廣泛的意義。

新城雨水利用的總體思路是“構建水景＋滲透回灌地下水＋排放”?？紤]分散布置3處人工湖，把收集的雨水蓄積在內，作為景觀用水；為加大滲入量，減少排放，盡可能的減少封閉路面；所有的道路路面均高于綠地60mm，保證道路雨水先進入綠地進行滲透處理。因為綠地是一種天然的滲透設施，對雨水中的一些污染物具有較強的截流和凈化作用；增設人造透水地面，盡量多選用透水性混凝土路面，在人行道、休閑區域等用多孔的嵌草磚，碎石地面。

（5）雨水設計內容

奧運大道以北，順安路以西新城部分流域面積，并包括新城范圍以北1.3km2，經花園西路擬建雨水干線2-□2000×1600～2-□3200×1600方溝穿鐵路向西排放至現況小中河支溝；并沿現況溝（順義新城外）排至減河上游；奧運大道以南，順安路以西流域面積的雨水經花園西路、龍苑路、順安路上擬建雨水干線D1400～2-3600×1600方溝，向南排入減河；華中路以南段的花園西路道路排水沿花園西路擬建雨水管D700～D800，直接向南排入減河；順安路以東，馬場東路以北流域面積的雨水，分別向南向北排至奧運大道上的擬建3800×2000雨水方溝后向東最終由潮白河向陽閘下出口入潮白河；奧運大道及馬場東路以南，順安路以東部分流域面積的雨水經濱河路擬建雨水干線D1000～2-□2400×1600方溝向南排入減河。泵站：道路規劃下挖立交處，其雨水需設雨水泵房抽升排放，立交泵房規模還需結合道路設計深化確定。奧運大道與花園西路立交擬建雨水泵房粗估規模Q＝1.0立方米/秒，擬占地1000平方米，花園北路和減河北路與花園西路的兩個立交，擬建雨水泵房粗估規模均為Q＝0.6立方米/秒，擬占地600平方米。本方案設計雨水管總長38.3公里，投資估算1.38億元。

2、污水設計方案

鑒于順義新城規模不大，綜合考慮各方面因素，采用集中處理方案，做到適度集中，以便節省污水收集、處理、再生利用整套系統的投和日常能耗，降低再生水成本。

（1）污水量參數

◇污水量設計標準：

設計人口為新城內現狀人口1.68萬人，規劃人口為8.5萬人，考慮到流動人口和暫住人口及比賽時增加的觀眾等因素，本次設計人口按10萬人計。服務面積為新城總用地面積977公頃，其中服務面積859.4公頃。由此得出綜合用水量：中規院《控規》給水規劃：人均綜合用水量指標取500升/人·日，《室外給水設計規范》中二類地區中小城市綜合平均日用水量為189～449升/公頃·日，本設計考慮新城用地性質及城市職能本次設計人均綜合用水量按照500升/人·日計算?；凇犊匾帯分邪凑沼玫刂笜朔ㄓ嬎?，我們預測用水量為，人均指標法校核后預測新城規劃區用水量為5萬噸/日，城市污水排放系數控制在0.9。

◇污水管道設計標準：

綜合考慮以下因素，本次方案設計確定新城污水管道設計標準為90立方米/日·公頃。這些因素分別為：污水管道的設計使用年限將高于控規的規劃年限，污水管的設計標準應高于以上兩種方法所得的計算值；考慮到部分地下水位較高的地區存在地下水滲入；城市人口增長；區內燕京啤酒廠其用水增加量等不確定因素；參考了相似地區的設計標準。

以此標準可反算出新城可服務的人口極限值為90×859.4×1000÷（500×0.9）＝17.2萬人。則新城內人口密度為17.2×10000÷859.4≈200人/公頃，此人口密度已相當于大型城市的人口密度。此污水量設計標準90立方米/日·公頃為新城內平均污水量標準，在污水方案設計中注意要在保證整個新城污水量平衡的前提下對不同區域性質不同人口密度地區適當增減污水量標準的數值。

（2）污水設計內容

本設計內容如下：沿減河北路、順安路、奧運大道向西，設計污水干線D800-1400；分別沿花園西路和花園中路設計污水支干線D400-600；沿龍苑路和向陽路至奧運大道設計污水次干線D900-1000；沿豐樂路和向陽路設計污水支干線D400-900；東西向道路包括花園北路、豐樂北路、花園大道、金寶北路、華中路等規劃污水支線D400，沿地形分別排入花園西路、花園中路、向陽路、豐樂路的次干線。本方案設計污水管總長21.3公里，投資估算0.5億元。

2001年以來，順義新城為迎接奧運會新建了大量市政基礎設施，建成道路都已經實現“九通一平”，并且通過了行業驗收。實際的應用效果表明工程的規劃到位、設計合理，是一項使用安全的奧運優質工程。作為市政基礎設施的主要專業，排水專業經過數年的使用檢驗，證明規劃的原則、設計的方案達到了一流工程的標準。

排水方案設計不能只簡單的遵循規劃，應結合工程實際，深入分析研究并進一步完善。盡量利用現有地形和周圍排水條件，合理選擇排水體制，劃分流域分區，安全排除。雨水要做到充分蓄積和多途徑利用，并注意防止城市周圍天然河道在雨季對管道雨水的頂托和內澇。力求使排水方案設計最大程度滿足當地排水需要，為城市發展帶來良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

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[2]《城市排水工程規劃規范》GB50318-2000

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[4]排水工程.重慶建筑工程學院[M].北京: 中國建筑工業出版社，1987.

（責任編輯：駱小平）