舊城改造工程中城市排水規劃的探討

潘龍

(1.成都市新都區水務局，成都 610500；2.成都市新都區水環境治理服務中心，成都610500)

1 引言

目前，隨著城市的發展，水危機與水環境污染問題不斷加劇，傳統的城市排水體系已經無法滿足城市發展需求，必須對城市排水體系進行科學規劃。關于城市排水規劃，其核心目的是滿足城市的排水要求，因此，規劃應當符合城市排水專項規劃以及城市總體規劃的要求，規劃內容不僅要包括排水體系建設規劃，還要考慮到城市長遠發展的需求?；诤＞d城市理念的城市排水規劃可以完善城市排水體系，同時可以實現對雨水的回收利用，對于緩解城市水危機，防治和解決城市水環境污染問題具有積極作用。

2 城市排水概況

2.1 排水現狀

某市的排水管網多為早期建設，未形成完善的排水體系，其中，中心城區主截流污水管網僅33.28 km，城市內產生的工業廢水大部分由企業自主處理，水質合格后排入河流；城市生活污水以及少部分工業廢水經截流污水干管排放至城市污水處理廠進行處理；雨水部分經地面排水口流入排水管網或通過排水明渠就近排放進河流，大部分雨水沿地面四處漫流，影響交通。目前，該市排水體制均為合流制，尚未實現雨污分流，雨水回收利用率極低。

2.2 存在問題

從該市排水體系的現狀來看，主要存在以下幾方面問題：

1）污水和雨水收集管網不完善；

2）城市生活污水以及工業廢水量不斷增加，污水處理廠無法滿足實際需求；

3）污水處理廠較少，城市部分區域距離污水處理廠過遠，直接排放污水，造成了嚴重的水環境污染；

4）該市污水處理廠的出水標準不高，僅能達到一級B 標準，處理后的污水無法回用。

3 排水體制規劃

目前，城市排水體系主要有3 種，分別是分流制、混流制以及截流式合流制[1]。

1）分流制指的是將雨水管網與污水管網分離，污水管網主要負責收集城市生活污水以及工業廢水，集中排入城市污水處理廠進行處理；雨水管網主要負責收集雨水，利用一些低影響開發措施實現對雨水的回收利用[2]。

2）分流制的優勢在于可以實現雨污分流，減小城市污水處理規模，同時在一定程度上實現雨水回收利用?；炝髦剖悄壳按蟛糠殖鞘胁捎玫呐潘w制，根據城市的自然條件、建設情況以及發展規劃，因地制宜地選擇合流制或者分流制。

3）截流式合流制是在排污口設置截流井，并敷設1 條截流干管，將所有污水截流到污水處理廠處理，達標后排入水體[3]。截流式合流制工程實施快、投資省，能收集初期雨水避免其污染附近水體，缺陷在于當雨量過大時，混合污水仍會污染城市水環境。

城市排水體制規劃直接關系到后續排水系統建設，同時對于城市整體規劃以及環境治理等方面也具有一定影響，因此，必須合理確定城市排水體制。

從水環境保護以及水資源利用方面而言，城市排水體制選擇分流制最為理想[4]；合流制在雨季時會出現混合污水溢流的情況，可能造成水環境污染。

從工程造價方面而言，合流制由于僅需一套排水管網，整體投資較小，但是會導致污水處理規模增加，后期運營以及維護成本較高；分流制需要分開鋪設污水管網與雨水管網，初期管網投資規模較大，但是污水處理規模小，后期運營成本較低。

從排水系統維護方面而言，合流制排水管網的排水量與水質受天氣影響較大，雨天和晴天存在明顯差異，會增加污水處理廠運行的復雜性[5]；分流制排水管網排入污水處理廠的污水量與水質相對穩定，受天氣因素影響較小，便于污水處理廠管理。

通過綜合對比分析，結合該市的排水管網建設以及遠期發展規劃，本規劃中排水體制采用混流制，即保留原有合流制排水管網，擴建或者新建部分采用分流制；遠期規劃將對原有合流制排水管網進行改造，在全市范圍內采用分流制排水體制。

4 城市污水系統規劃

4.1 污水量預測

城市污水量與城市供水量有關，要預測城市污水量，首先，需要預測城市供水量。在該市排水專項規劃中采用城市單位人口綜合用水量指標預測法與單位建設用地綜合指標預測法兩種方法預測城市供水量，兩種方法的預測結果基本一致，本文選用城市單位人口綜合用水量指標預測法。

該城市近期人口52.0 萬人，總供水量2.0×105m3/d、單位人口綜合用水量為3 840 m3/（km2·d）；城區遠期人口預計可達80 萬人，總用水量預計達3.80×105m3/d、單位人口綜合用水量為4 750 m3/（km2·d）?？紤]城市當前發展現狀以及未來發展潛力，城市近期單位人口綜合用水量取4 500 m3/（km2·d），則近期總供水量為2.27×105m3/d；遠期單位人口綜合用水量取5 000 m3/（km2·d），則遠期總供水量為3.43×105m3/d。

預測城市污水量等于預測給水量與排水系數、普及率的乘積，由此可得：

城市近期污水量=2.27×105÷1.2×0.75×0.8=1.135×105m3/d；

城市遠期污水量=3.43×105÷1.2×0.75×0.8=1.715×105m3/d。

4.2 排水系統分區

該市原本的排水分區共有5 個，城市內產生的工業廢水大部分由企業自主處理，水質合格后排放進河流；城市生活污水以及少部分工業廢水經截流污水干管排放至城市污水處理廠進行處理；雨水部分經地面排水口流入排水管網或者通過排水明渠就近排放進河流，大部分雨水沿地面四處漫流。由于其中兩個排水分區的排水體系不完善，僅有少部分地段有排水明渠與排水管道，并且距離城市污水廠距離較遠，因此，僅能簡單收集部分污水，不僅無法對污水進行處理，而且絕大部分雨水只能沿地表漫流影響交通，無法實現回收利用。針對上述問題，同時結合該市的地勢走向以及現有污水管網分布，在本規劃中對排水分區進行重新規劃，將城區劃分為9 個排水分區，具體見表1。

表1 城區排水分區規劃表

4.3 污水管道規劃

本規劃中僅考慮城市排水主干管及次干管，不考慮排水支管的規劃。排水主干管按遠期2030 年一次規劃設計，管徑按遠期設計流量并考慮總變化系數后確定，主干管根據近、遠期的發展分階段敷設，確定排水管徑和具體走向，設計流量按流域分區后確定綜合污水量并考慮總變化系數后經計算確定管徑。

根據該市排水系統的特點，排水主干管及次干管選擇重力流管道。通過對UPVC 管材、鋼筋混凝土管以及鋼帶增強聚乙烯螺紋管材等幾種管材進行對比分析，從成本、使用壽命、維護便利性以及排水穩定性等方面考慮，決定采用鋼筋混凝土管道[6]。為確保污水排放穩定，減少管道內淤積，控制管道清淤維護成本，本規劃中確定排水管道最小管徑不小于300 mm，同時應合理控制排水管道埋深以及坡度，具體參數見表2?？紤]到排水支管的銜接問題，本規劃中確定排水管網起點位置管頂埋深控制在2.8 m，局部地區可視實際情況酌減，排水支管可采用跌水接入或者管頂平接。

表2 排水管道規劃參數表

4.4 污水處理廠規劃

該市目前僅有1 座污水處理廠，隨著城市的發展，生活污水以及工業廢水量不斷增加，原有污水處理廠已經無法充分滿足污水處理需求，必須擴大污水處理廠規模，同時考慮到部分區域距離污水處理廠較遠，還需新建兩座污水處理廠。具體規劃如下：

1）在原有污水處理廠的基礎上向北進行擴建，擴建后要求污水處理廠近期污水處理能力不低于1.0×105m3/d，遠期污水處理能力不低于1.6×105m3/d，主要負責1~4 號排水分區內的污水處理。

2）在3 號排水分區內新建1 座污水處理廠，要求近期污水處理能力不低于1.5×104m3/d，遠期污水處理能力不低于3.5×104m3/d，主要負責5~6 號排水分區內的污水處理。

3）在8 號排水分區內新建1 座污水處理廠，要求近期污水處理能力不低于2.3×104m3/d，遠期污水處理能力不低于4.1×104m3/d，主要負責7~9 號排水分區內的污水處理。

5 城市雨水系統規劃

5.1 雨水管網規劃

按照該市的城市整體規劃以及排水體制規劃，同時結合各排水分區的實際情況，對各排水分區雨水管網規劃如下：

1）1 號排水分區內尚未鋪設排水管網的區域鋪設雨污分流排水管網，在區內主干道設置雨水截流干管，其余區域鋪設支管。

2）2 號排水分區尚未鋪設排水管網的區域鋪設截流式合流制排水管網，保留區內原有溢流管道，雨水通過溢流管道排放至就近水域。

3）3 號排水分區內老城區尚未鋪設排水管網的區域鋪設截流式合流制排水管網，新城區尚未鋪設排水管網的區域鋪設雨污分流排水管網。

4）4 號排水分區內尚未鋪設排水管網的區域鋪設雨污分流排水管網，在區內主干道設置雨水截流干管，其余區域鋪設支管。

5）5 號排水分區內老城區尚未鋪設排水管網的區域鋪設截流式合流制排水管網，新城區尚未鋪設排水管網的區域鋪設雨污分流排水管網，在截流式合流制排水管網末端增設截流井。

6）6~9 號排水分區屬于新建區域，從長遠規劃考慮，全部鋪設雨污分流排水管網。

綜上所述，本規劃充分考慮了該市的實際情況以及長遠發展需求，結合各排水分區的實際情況，選擇了雨污分流排水管網與截流式合流制排水管網兩種模式。在原有排水管網的基礎上，在擴建區域因地制宜地采用截流式合流制與分流制兩種排水體制，在新建區域全部采用分流制排水體制，以實現雨污分流，有效提升了雨水收集效率，減小了污水處理規模。

5.2 低影響開發措施

在城市雨水系統規劃方面，除規劃雨水管網，提高雨水收集率外，還要基于海綿城市理念，采用部分低影響開發措施，以進一步實現雨水的回收利用，提高城市用水資源利用效率，緩解城市水危機問題。具體如下：

1）透水鋪裝。在城區非機動車道、人行道以及車流量較少的區域采用透水磚、透水瀝青混凝土等材料進行鋪裝，主要作用是緩解雨季時地面徑流量，同時在一定程度上補充地下水[7]。

2）生物滯留技術。主要是在城區內地勢較低的區域利用綠化帶、公園、綠地等實現雨水的滲透、凈化以及回用，其優勢在于可以充分利用城市綠化資源，可以實現技術與景觀的融合，并且造價相對較低，具有一定實用價值。

3）蓄水池。主要是收集和存儲雨水資源，通過相應的技術措施對雨水進行凈化處理，實現雨水回收利用，以此作為城市供水系統的補充[8]。蓄水池的設立需要考慮區域實際情況，若無雨水回用需求或者采用的是合流制排水體制，則不宜設立蓄水池。

4）植草溝。主要作用是為雨水提供匯集以及運輸的途徑，并且兼具沉降、凈化的功能，是透水池、蓄水池等設施的補充，部分區域可以與雨水系統配合使用，某種程度上可以起到代替雨水管網的作用。

6 結語

綜上所述，海綿城市作為當下城市雨洪管理的新型理念，對于城市排水規劃具有重要價值和作用。本文結合該市排水現狀，從污水系統與雨水系統規劃兩方面進行了研究，結合海綿城市理念設計了城市排水規劃方案，兼顧了城市當下與長遠發展需求，完善了城市排水體系。