城市排水管道系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的思路

■高 鵬 ■河海大學(xué)文天學(xué)院，安徽 馬鞍山 243000

以往城市發(fā)展過程中提及的排水管道，規(guī)劃設(shè)計的目標(biāo)在于做好雨洪內(nèi)澇的預(yù)防工作，解決污水處理問題并對公共水域的水質(zhì)進(jìn)行保護(hù)。這種排水系統(tǒng)設(shè)計觀念盡管能夠起到一定的效果，但大多污水廢水往往向城市下游進(jìn)行排放，極易造成局部環(huán)境受到污染，忽視了對全局利益的考慮。對此現(xiàn)狀要求進(jìn)行合理規(guī)劃設(shè)計城市排水管道，以實現(xiàn)城市發(fā)展中經(jīng)濟效益與生態(tài)效益的共同實現(xiàn)。因此，對城市排水管道規(guī)劃設(shè)計的思路探索具有十分重要的意義。

1 城市排水管道設(shè)計的必要性分析

現(xiàn)代化城市發(fā)展過程中，城市排水管道系統(tǒng)已成為市政基礎(chǔ)設(shè)施，其設(shè)計的任務(wù)在于防洪、排澇與防治水污染，并將城市工業(yè)廢水、生活污水以及雨水等進(jìn)行收集與處理。通過合理的規(guī)劃設(shè)計，能夠?qū)⒊鞘兴艿降奈鬯抵磷畹统潭龋潜ＷC物質(zhì)循環(huán)以及生態(tài)系統(tǒng)中各種能量正常流動的必要手段。根據(jù)許多發(fā)達(dá)國家的實踐經(jīng)驗也能充分說明，城市水污染的有效控制關(guān)鍵在于排水管道系統(tǒng)的合理設(shè)計。然而我國目前無論在污水處理廠建設(shè)方面或排水管網(wǎng)的設(shè)計都相對滯后，很難與當(dāng)前城市的可持續(xù)發(fā)展理念相適應(yīng)。這種情況下要求合理規(guī)劃設(shè)計城市的排水管道系統(tǒng)，充分發(fā)揮排水管道的重要作用［1］。

2 規(guī)劃設(shè)計排水管道系統(tǒng)準(zhǔn)備工作

從系統(tǒng)工程方面考慮，作為城市總體規(guī)劃的重要組成部分，排水工程規(guī)劃要求以總體規(guī)劃為指導(dǎo)，通過與區(qū)域?qū)嶋H發(fā)展情況全面規(guī)劃排水水體、污水處理廠以及排水管道系統(tǒng)。而從工程經(jīng)濟角度，規(guī)劃設(shè)計排水管道系統(tǒng)的目標(biāo)在于堅持節(jié)省資源能源的戰(zhàn)略，使具體規(guī)劃內(nèi)容可涵蓋各方面因素如城市經(jīng)濟發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及工程技術(shù)等，確保該規(guī)劃方案能夠成為具體設(shè)計施工中的指導(dǎo)參考。

2.1 構(gòu)建排水系統(tǒng)體制

城市化進(jìn)程中排水管道系統(tǒng)體制的構(gòu)建通常體現(xiàn)在兩方面，即:第一，排水系統(tǒng)合流制。具體指為利用統(tǒng)一管道系統(tǒng)將城市的工業(yè)廢水、生活污水以及雨水等同時進(jìn)行排除。第二，排水分流制。主要將管道進(jìn)行雨水、污水管道的劃分，使城市的工業(yè)生產(chǎn)或生活污水廢水利用同一管道系統(tǒng)，而雨水則利用另一管道系統(tǒng)。以目前常用的合流制系統(tǒng)為典型代表，其又可細(xì)化為直排式、截流式以及全處理式三種類型。其中直排式合流制排水系統(tǒng)在國內(nèi)外許多舊城區(qū)的應(yīng)用較為廣泛，不對混合污水做任何處理便向水體中排入，所以這種方式對水環(huán)境的破壞與污染情況極為嚴(yán)重。而截流式合流制主要針對直排式合流制存在的問題而提出的，通過溢流井的設(shè)置、下游處污水處理廠的構(gòu)建以及截流干道的修建等完成對污水的處理。但需注意這種排水系統(tǒng)體制僅適用于氣候條件較好的情況下，若存在雨天或其他較差氣候條件情況下只能完成部分處理工作。另外，全處理式合流制一般適用于余量較少地區(qū)，能夠?qū)⒊鞘形鬯畯U水以及降水都可通過處理廠進(jìn)行處理，將對水質(zhì)的影響降至最低，但這種方式涉及的投資較多。因此在選擇排水系統(tǒng)體制時需充分考慮到區(qū)域的總體規(guī)劃與財政情況并最大程度上保證滿足生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需要［2］。

2.2 規(guī)劃設(shè)計的基礎(chǔ)資料準(zhǔn)備工作

排水管道系統(tǒng)的合理規(guī)劃設(shè)計、工程的整體投資情況以及排水管道系統(tǒng)應(yīng)用的效果等都要求在前期設(shè)計過程中做好基礎(chǔ)資料準(zhǔn)備工作。基礎(chǔ)資料中具體應(yīng)包括:集城市環(huán)保規(guī)劃、防洪規(guī)劃、道路規(guī)劃以及給水規(guī)劃等于一體的城市總體規(guī)劃思路;關(guān)于城市水質(zhì)污染情況、水體流量以及pH 或SS 等的排放水體資料;區(qū)域的自然氣候條件;當(dāng)前排水系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)施;工業(yè)污水排放量與水質(zhì)的具體情況。

2.3 規(guī)劃設(shè)計的基本原則

規(guī)劃設(shè)計排水管道過程中需遵循的原則主要體現(xiàn)在:首先，排水系統(tǒng)體制的合理選擇。選擇過程中針對小城鎮(zhèn)可利用合流制方式，完成廢水局部處理并達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后才可向管道系統(tǒng)中排入。對于新區(qū)或新建城市可利用分流制，將收集的雨水直接向附近水體排放，為污水處理廠與管道系統(tǒng)減輕負(fù)荷。其次，污水管道設(shè)計。污水管道設(shè)計過程中從區(qū)域性與系統(tǒng)性角度，要求堅持集中處理與分散處理相結(jié)合的原則。再次，雨水管道的設(shè)計。若城市處于多山區(qū)、丘陵區(qū)域，城市的排水體系需保持與山洪防止相結(jié)合，對雨水的處理可遵循就近排放的原則。最后，水資源的回收利用。對于污水或雨水應(yīng)做好定期規(guī)劃，通過深度凈化或二次處理緩解城市水資源緊缺情況。

2.4 規(guī)劃設(shè)計參數(shù)的確定

排水管道設(shè)施規(guī)模的確定要求參考設(shè)計中的相關(guān)參數(shù)，而參數(shù)的選擇既應(yīng)滿足經(jīng)濟合理與節(jié)約資源能源的原則，還需與具體操作中的技術(shù)相適應(yīng)。通常規(guī)劃設(shè)計的參數(shù)主要包括規(guī)劃人口與年限、污水排放量、污染負(fù)荷、排水定額、溢流時間以及徑流系數(shù)等［3］。

3 規(guī)劃設(shè)計的具體方案分析

3.1 合理布置排水系統(tǒng)

排水系統(tǒng)在布置工程需保證管道在走向上應(yīng)與城市的地形趨勢相適應(yīng)，做好順坡排水工作。同時，為滿足城市中各區(qū)域的規(guī)劃要求，在管徑大小與官網(wǎng)密度方面應(yīng)保持合理，對排水路線進(jìn)行控制以促進(jìn)經(jīng)濟效益的提高。另外，需避免集中排放污水與雨水的情況，可采取分散處理的方式，并在水體附近布置污水截流干管。

3.2 排水出路與排水線路的選擇

在排水出路選擇方面，可將現(xiàn)行的排水干線作為排放雨水或污水的出路，也可將天然排水系統(tǒng)作為排水出爐。但需注意無論高程或流量方面都應(yīng)保證能夠進(jìn)行污水的排放。而在排水線路選擇方面，需要考慮的主要為根據(jù)排水規(guī)劃的總體安排，避免排水線路設(shè)定在構(gòu)筑物與其他難以通過的地帶［4］。

3.3 匯水面積的合理控制

匯水面積的在進(jìn)行劃分過程中，應(yīng)從四方面進(jìn)行考慮。第一，根據(jù)城市地形條件、小區(qū)規(guī)劃等完成匯水面積的具體劃分。第二，在污水與雨水匯水面積劃分時，需使其面積保持適中。第三，匯水面積在形狀上需結(jié)合地形變化特征，最大程度上保持規(guī)則。第四，匯水面積的設(shè)定應(yīng)注重與其他系統(tǒng)統(tǒng)籌規(guī)劃。

3.4 排水管道系統(tǒng)高程的控制

排水系統(tǒng)在搞成控制方面首先需考慮到管道出口高程的控制，具體需根據(jù)水體的常水位、洪水位等情況。其次應(yīng)做好管道起點處的高程控制，一般管道的起點主要指排水要求較高的地下室或低洼地帶等。最后對管道節(jié)點高程的控制，其主要包括地下管線交叉處的節(jié)點或接入的支管等［5］。

4 結(jié)論

合理規(guī)劃設(shè)計排水管道系統(tǒng)是解決城市水污染與水資源緊缺問題的重要途徑。具體規(guī)劃設(shè)計過程中，要求正視排水管道系統(tǒng)在城市發(fā)展中的重要性，同時做好前期準(zhǔn)備工作，構(gòu)建排水系統(tǒng)體制，做好基礎(chǔ)資料的準(zhǔn)備工作并確定規(guī)劃設(shè)計的基本參數(shù)。另外在方案設(shè)計過程中也應(yīng)考慮到排水系統(tǒng)、排水出路、排水線路、匯水面積以及系統(tǒng)高程控制問題，確保排水管道系統(tǒng)的設(shè)計更為合理，為城市的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

［1］李莉.城市排水管道系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的研究［D］.重慶大學(xué)，2010.

［2］張艷.城市排水管道系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計研究［J］.科技資訊，2010，28:108 -109.

［3］顧瑋，蔡偉紅.全階段城市排水管道系統(tǒng)規(guī)劃及城市雨水利用研究［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011，11:54 -55.

［4］苗展堂.微循環(huán)理念下的城市雨水生態(tài)系統(tǒng)規(guī)劃方法研究［D］.天津大學(xué)，2013.

［5］郭青松.突發(fā)暴雨情況下城市排水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計與安全性評價研究［D］.吉林大學(xué)，2014.