城市排水管道的規劃設計

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暴雨積水之災，從而給人們創造一個舒適安全的生存和生產環境，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系統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。

一、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。

合流制排水管道系統包括三種形式：直排式合流制、截流式合流制和全處理式合流制。將城市的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，為此形成了截流式合流制。截流式合流制是在直排式合流制基礎上，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。

二、城市排水管道系統的規劃設計

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匯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。

1. 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。主要基礎資料如下：

（1）城市總體規劃及城市道路、給水、電力、防洪、環保等專業規劃。

（2）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。

（3）自然地理及氣象資料：降水、風向、冰凍、地下水位、地形、地質等。

（4）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。

（5）工業排水量及水質。

（6）當地污水灌溉、污水回用現狀及規劃。

2.城市排水管道規劃設計原則

首先要根據地形和當地條件〔水體條件、環境保護要求、工程投資等〕確定排水系統體制。新建城市和新區應盡量采用分流制，雨水收集后可就近排入附近水體，大大減輕了污水管道系統和污水處理廠的負荷，從整體上和長遠上看是經濟合理的。對已經形成合流制的城市，可暫時保留其合流制排水系統，逐步改造。小城鎮可采用合流制。個別單位和企業含有毒有害物質的廢水應進行局部處理，達到排放標準后才允許排入城市排水管道系統。

（1）城市污水管道規劃設計方面。從區域性、系統性出發，遠近期相結合、集中與分散相結合。保護水資源，提高環境質量。遵循可持續發展戰略，適應社會的發展需要。

（2）城市雨水管道規劃設計方面。山區、丘陵地區城市的山洪防治應與城市防洪、城市排水體系緊密結合、統一規劃。無論是洪水或市區雨水都要堅持以最短距離就近排放，分散整治，防止集中的原則。

（3）城市污水資源化和雨水利用的規劃設計方面。城市污水是可貴的淡水資源，要充分考慮污水再生和循環使用的近期、中期、遠期規劃。國內外經驗表明，城市污水經過二級處理和深度凈化后作為工業生產用水和城市雜用水是缺水城市解決水資源短缺和水環境污染的可行之路。

三、合理確定排水系統的體制

科學合理地選擇排水系統的體制，是排水工程師在規劃和設計時要面對的重要問題。它的選擇不僅從根本上影響排水系統的設計、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。保證城市的可持續發展是現在也是未來選擇排水體制所要面臨的重要課題。

1.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，長期的維護運行費用也大。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。

2.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。

3.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。