市政排水管道系统规划方案设计思路研究

市政排水管道系统规划方案设计思路研究

摘要:规划设计是建设的龙头。一个科学的、合理的、连续的、可操作性强的城市排水管道系统规划设计将会为城市稳定、有序地步入可持续发展道路奠定坚实的基础。本文以城市排水管道为研究对象,深入探讨了城市排水管道的规划设计思路,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词:城市排水管道规划设计

规划设计是建设的龙头。一个科学的、合理的、连续的、可操作性强的城市排水管道系统规划设计将会为城市稳定、有序地步入可持续发展道路奠定坚实的基础。在全国乃至全球水资源危机的状况下,我们该如何解决水资源短缺与水污染严重的问题？城市污水作为一个主要的水污染源,我们又该如何去处理？这样一个严峻而紧迫的任务摆在了我们城市排水管道系统规划设计工作者面前。

虽然不同城市排水管道系统条件各异,但其设计理念和规划原则是相通的。总结我国许多城市尤其近二十年来新兴城市在排水管道系统规划、设计、建设、管理方面的经验和教训,各级政府应加强城市排水系统规划设计的管理,坚持统一规划、统一设计原则,同时在城市建设方面做到统一建设、统一验收、统一管理。本文从城市排水管道系统规划设计、旧城区合流制排水系统的改造、污水资源化和雨水利用等方面阐述城市排水管道系统规划的新思路,希望可促进城市的可

持续发展,确保社会效益、环境效益、经济效益的有机统一。

1 功能与作用研究

城市排水管道系统是现代化城市不可或缺的市政基础设施,也是城市水污染防治和城市排涝、防洪的主体工程,其任务是及时收集、输送城市产生的生活污水、工业废水和降水。正是因为排水管道及时、可靠地排除城区污水和雨水,城市才得以免受污水之害和暴雨积水之灾,为人类营造一个舒适安全的生活和生产环境,使城市生态系统的能量流动和物质循环正常进行,维持生态平衡,保证可持续发展。

2 规划前期准备

城市排水工程规划是在城市总体规划的指导下进行的排水系统的专业工程规划设计。规划工作者要掌握详实的基础资料,从系统工程的角度,结合当地情况因地制宜地进行排水体制、排水管道系统、污水处理厂及受纳水体的全面规划。

从工程经济的角度贯彻全系统省资源、省能源的方针。将工程技术、社会经济、环境保护等多方面因素融会贯通到城市排水工程规划中去,起到规划切实指导工程设计、工程实施的作用。

2.1 排水系统体制的确定

城市排水系统的体制包括分流制和合流制。合流制是将生活污水、工业废水和降水混合在同一套管道系统内排除的排水系统。分流

制包括污水管道和雨水管道,是将生活污水和工业废水用一套或一套以上的管道系统,而雨水用另一套管道系统排除的排水系统。

合流制排水管道系统包括三种形式:直排式合流制、截流式合流制和全处理式合流制。将城市的混合污水不经任何处理,直接就近排入水体的排水方式称为直排式合流制。国内外旧城区的合流制排水系统均属此类。由于污水对水环境造成的污染越来越严重,为减轻其污染程度,在直排式合流制基础上修建沿河截流干管,在城市的下游建污水处理厂,并在适当位置设置溢流井,从而形成了截流式合流制。该系统可以保证晴天时的污水全部进入污水处理厂处理,雨天时部分污水得到处理。在降雨量较小或对水体水质要求较高的地区,可采用全处理式合流制,将生活污水、工业废水和降水全部送到污水处理厂处理后排放。这种方式对环境水质的影响最小,但截流管管径大,污水处理厂的规模大、投资大。

科学合理地选择排水系统体制,是排水工程师在规划和设计时要面对的重要问题。对排水体制的选择将从根本上影响排水系统的设计、施工和维护管养,影响排水系统的工程总投资和长期的维护管理费。通常排水系统体制的选择应满足环境保护对水环境、生态环境的需要,应根据城市的总体规划、财政预算等具体情况,通过技术经济比较、科学合理地确定。保证城市的可持续发展是现在也是未来选择排水体制所要面临的重要课题。

(1)从环境保护方面来看。如果采用全处理式合流制,控制和防止

水体污染的效果较好,但污水干管断面尺寸很大,污水厂规模增加,一次性投资的工程建设费用较高,长期的维护运行费用也大。而采用截流式合流制时,雨天有部分混流的污水通过溢流井排入水体,对水环境影响较大。实践证明,采用截流式合流制的城市,随着其城市建设的发展,河流污染将日益严重。分流制可以将城市污水全部送至污水处理厂进行处理,但初降雨水径流未加处理直接排入水体,这是分流制的缺点。但分流制比较灵活,能适应社会发展,一般又能符合城市环保的要求,是城市排水系统体制的发展方向。(2)从工程投资方面来看:合流制排水管道系统的工程总投资比分流制一般要低20%～40％,但污水处理厂的工程建设费高于分流制。(3)从维护管理方面来看。合流制排水管道管径较大,晴天的污水流量小、流速低,易于产生沉淀,且晴天和雨天的污水流量、污水水质变化较大,增加了合流制污水处理厂运行管理的复杂性,出水的水质不稳定。而分流制污、雨水管道的设计流速超过了不淤流速,不易淤积;污水处理厂的水质水量稳定,其运行易于控制。

2.2 城市排水管道系统规划设计基础资料

规划设计的基础资料是决定规划设计质量、工程投资、社会与环境效果的决定性因素,其真实性不容忽视。主要基础资料如下。

(1)城市总体规划及城市道路、给水、电力、防洪、环保等专项规划。(2)受纳水体资料:流量、水位特征值,水质污染情况,BOD5、COD、SS、pH及其它。(3)自然地理及气象资料:降水、风向、冰冻、

地下水位、地形、地质等。(4)现有城市排水系统及设施,城市周围山洪排放、河道防洪能力和措施。(5)工业排水量及水质。(6)当地污水灌溉、污水回用现状及规划。

2.3 城市排水管道的规划设计原则

首先要根据地形和当地条件(水体条件、环境保护要求、工程投资等)确定排水系统体制。新建城市和新区应尽量采用分流制,雨水收集后可就近排入附近水体,减轻污水管道系统和污水处理厂的负荷,从整体上和长远上看是经济合理的。对已经形成合流制的城市,可暂时保留其合流制排水系统,逐步改造。

小城镇可采用合流制。个别单位和企业含有毒有害物质的废水应进行局部处理,达到排放标准后才允许排入城市排水管道系统。

(1)城市污水管道规划设计。从区域性、系统性出发,远近期规划相结合、集中与分散相结合。保护水资源,提高环境质量。贯彻实行可持续发展战略,适应社会的发展需要。(2)城市雨水管道规划设计。山区、丘陵地区城市的山洪防治应与城市防洪、城市排水体系紧密结合、统一规划。无论是洪水或市区雨水都要坚持以最短距离就近排放,分散整治,防止集中的原则。

2.4 规划设计基本参数确定

排水工程设计的基本参数是确定设施规模的基础,在选择这些参