淺談污水處理廠山地建廠的總圖設計

摘 要：隨著城市用地的日趨緊張，在山地建設污水處理廠已是大勢所趨。因此，結合污水行業自身特點，深入探討污水處理廠山地建廠對工程各方面的影響十分必要。文章在山地建廠中的總圖設計問題進行探討。

關鍵詞：豎向設計；土方最優；工藝流程；節能環保

前言

我國地勢西高東低，是一個多山的國家，山地及丘陵的面積約占全國國土面積的五分之二，約380萬平方公里，約三分之一的人口居住在此類地形上。

在我國，絕大部分的污水處理廠都布置在城市當中，然而隨著社會經濟的發展，一方面城市內用地日趨緊張，越發寸土寸金；另一方面人們對居住環境的要求也越來越高，污水處理廠自身對環境的不良影響（如氣味等）也迫使其朝著遠離居住區的區域移動，再加上山地丘陵城市本身的條件限制，污水處理廠山地建廠將越來越多。因此，結合行業特點，針對污水處理廠山地建廠的總圖設計對工程各個方面影響的探究討論非常必要。

1 污水處理廠山地建廠總圖設計對各方面的影響

1.1 對工藝的影響

在污水處理行業中，最終目標是將收集起來的污水通過各工段的處理使其達到排放要求后排出廠外，因此處理工藝的選擇和設計是污水處理工程中的核心部分，而在處理工藝的選擇設計過程中，除了需要根據不同的進水水質選擇不同的處理方案以外，水利流程能否滿足要求也是一項重要的指標，同時還會對工程的總投資及運行費用造成一定的影響。

當污水處理廠修建在山地上時，往往會結合地形的情況，采用臺階式豎向布置形式，各生產單體分別布置在標高不同的臺階上，在這種情況下，往往會對水利流程以及工藝單體的設計產生積極的作用。進廠的污水提升一次即可達到要求，各功能性單體根據處理流程沿臺階布置，污水通過自然跌落即可滿足水利高程的要求，這樣既可以降低各生產單體的挖深，又可以相應的取消工程設計中提升泵房的設置，不但可以降低工程的建設費，還可以減少廠區運營過程中的電耗，在某種程度上降低了處理成本，取得了節能的效果。

1.2 對總平面布置的影響

當污水處理廠在相對平緩的場地上修建時，總平面布置方案的設計，主要需要考慮以下幾個方面：污水的來水及出水方向、場地主要風向的影響、工藝流程的需要、合理布局、節約用地等。但在廠址選在山地的情況下，在進行總圖設計時就需要因地制宜，結合場地的實際情況對各單體進行合理布置，同時還要兼顧土方、道路、排水、擋土墻等的設置，以及廠區管線的連接。

1.3 對豎向設計的影響

污水處理廠在山地建設時對總圖豎向方面的影響是很大的。主要體現在以下幾方面：

1.3.1 豎向布置形式的選擇

當廠區布置在山地上時，往往會采用臺階式布置形式。這時候，應合理確定臺階的數量及高差：數量不宜過多，高差不宜過大。要結合自然地形及總平面布置方案綜合考慮，在滿足使用要求的同時，盡可能的降低施工量和施工難度，不對原始地形做過大的改動，還需注意用地紅線周邊自然地形對廠區的影響。

1.3.2 廠區道路設計

廠區道路的設計是否合理是山地廠區建設中的一項重要指標。對污水處理廠而言，在正常的運行過程中，物流較大的區域是污泥處理區及藥劑添加區；人流較大的區域是廠前區。相對而言，物流車輛的體積與載重都更大一些，因此在進行道路設計的過程中，要盡可能的減小物流區車輛的運距和爬升高度，降低車輛的運行成本，提高車輛的安全行駛系數。道路的坡度不宜過大，尤其是北方地區，為防止冬季車輛打滑造成危險，應盡可能的減小道路坡度，縮短坡長，并加設緩和段，保證運輸的安全。同時要考慮廠內道路與廠外道路的連接問題。

山地廠區中的道路設計還會對建筑物出入口的設置產生影響。在污水處理廠中，除了建筑物需要設置出入口以外，一些生產性的建筑物為了日常檢修、維護的需要也會設置一些人行道或鋼梯。在這種情況下，出入口及人行道的位置就需要根據周邊道路的情況進行適當調整，根據室內外高差情況調整臺階的數量，同時在廠區不同標高的平臺之間也需要設置相應的人行道，這種人行道可以結合不同標高平臺之間的擋土墻進行設計。

1.4 對土石方量的影響

山地建廠往往會產生大量的土石方，會對工程的總投資產生很大的影響。山地的地形特點決定了設計人員在進行山地豎向設計時一定要依山就勢，盡大可能減少土石方，節省基礎費用。結合污水處理廠而言，可遵循以下原則：單體體量宜小不宜大，避免大面積開挖；單體荷載大的可布置在挖方地段，單體荷載小的可布置在填方地段；道路設計盡可能跟隨等高線的走向；若條件允許，多設邊坡少做擋墻，擋墻盡量依勢而修，減少工程量。

由于污水處理廠的設計以需要開挖的建筑物居多，因此在進行土石方量計算時，應結合總平面布置方案多次進行位置及標高的調整，反復計算，最終得到一個最優的設計方案。

1.5 對防洪、安全防護的影響

山地總圖除了要考慮廠區本身的排水以外，更重要的是需要考慮雨季周圍山體對廠區安全的影響，如泥石流、山體滑坡、洪水等。因此在總圖設計過程中，要結合廠區不同區域不同情況進行分別設計。填方區域要注意保證雨水的迅速排放，挖方區域應結合擋土墻布置必要的泄洪槽、跌水槽等，確保廠區的安全。同時，要根據不同的地質、土質情況決定對填挖方擋墻做何種加固處理，防止出現雨天落石等情況，危害廠區及工作人員的安全。

1.6 對工程總投資的影響

從工程總投資方面來看，與城市內用地相比較，山地的最大優勢在于可以降低征地費與相關的拆遷費用，但同時往往會增加場地平整費以及修建擋土墻等的費用，而且施工費用也會有所增加，總體上會增大項目的投資金額。

1.7 對周圍環境的影響

就現階段而言，將污水處理廠搬至山地區域建廠一部分原因是污水處理廠對周邊環境的影響。利用山地建廠，可以達到少占甚至不占農田的目標，而且一般都遠離居民區，山地地形開闊，也便于污水處理廠氣味的消散，會大大的降低廠區對居民日常生活造成的影響。

現在，可持續發展已成為人類發展的主題，在進行山地污水處理廠設計的時候也要本著此原則，做到因地制宜，充分利用地形地貌，力爭通過完美的設計將廠區對周圍自然環境的影響降到最低，實現與大自然和諧相處的目標。

2 結束語

通過以上總結不難看出，污水處理廠山地建廠是一個復雜的設計過程。對于污水處理廠來說，廠址選在山地的時候，在滿足工藝流程要求及總平面布置的前提下，還需結合地形和其他各種建設條件，綜合解決各種矛盾。山地地形的特殊性決定了山地建廠的總平面布置不可能像平原總圖那樣規整，而污水處理廠工藝上的特性又使得一定坡度或不同臺階的布置形式反倒對水處理建筑物的設計會產生積極的作用，因此在進行污水處理廠山地廠區設計的時候，要充分結合工藝流程進行不斷的優化調整，以達到設計的最優化。當然，在此同時，其他方面的因素也是不能忽略的，例如廠區內道路的連接問題、廠區防洪排澇的問題、廠區管線的敷設以及對周邊環境的影響等方面。文章對山地建廠影響的各要素進行了系統的分析，以便在今后的設計工作中快速確定合理的山地建廠設計方案，對充分利用社會資源以及加快設計進度起到積極的作用。