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        城市排水管道的規(guī)劃設(shè)計

        2016-04-29 00:00:00曲艷迪董金來曲寧
        今日財富 2016年31期

        城市排水管道系統(tǒng)是現(xiàn)代化城市不可缺少的重要城市市政基礎(chǔ)設(shè)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(wù)是及時收集、輸送城市產(chǎn)生的生活污水、工業(yè)廢水和降水。其作用是及時可靠地排除城市區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的生活污水、工業(yè)廢水和降水,使城市免受污水之害和免受暴雨積水之災(zāi),從而給人們創(chuàng)造一個舒適安全的生存和生產(chǎn)環(huán)境,使城市生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)正常進行,維持生態(tài)平衡,保證可持續(xù)發(fā)展。

        發(fā)達國家的長期經(jīng)驗表明,建設(shè)完善的城市排水管道系統(tǒng)和城市污水處理廠是控制城市水污染必不可少的技術(shù)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(tǒng)和城市污水處理廠。我國城市基礎(chǔ)設(shè)施比較落后,排水管網(wǎng)和城市污水處理廠建設(shè)更加滯后。嚴重的水污染現(xiàn)狀要求我們加強城市的污水治理,這就要求城市排水系統(tǒng)除傳統(tǒng)的防止雨洪內(nèi)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(huán)境,維系水資源可持續(xù)利用的作用。

        一、城市排水管道系統(tǒng)的體制

        城市排水管道系統(tǒng)的體制包括分流制和合流制。合流制是將生活污水、工業(yè)廢水和降水混合在同一套管道系統(tǒng)內(nèi)排除的排水系統(tǒng)。分流制包括污水管道和雨水管道,是將生活污水和工業(yè)廢水用一套或一套以上的管道系統(tǒng),而雨水用另一套管道系統(tǒng)排除的排水系統(tǒng)。

        合流制排水管道系統(tǒng)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(jīng)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(nèi)外舊城區(qū)的合流制排水系統(tǒng)均屬此類。由于污水對水環(huán)境造成的污染越來越嚴重,為了減輕污水對水環(huán)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(chǔ)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(shè)置溢流井。這種系統(tǒng)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?qū)λw水質(zhì)要求較高的地區(qū),可采用全處理式合流制,將生活污水、工業(yè)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(huán)境水質(zhì)的影響最小,但截流管管徑大,污水處理廠的規(guī)模大、投資大。

        二、城市排水管道系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計

        城市排水工程規(guī)劃是在城市總體規(guī)劃的指導(dǎo)下進行的排水系統(tǒng)的專業(yè)工程規(guī)劃設(shè)計。規(guī)劃工作者要掌握詳實的基礎(chǔ)資料,從系統(tǒng)工程的角度,結(jié)合當?shù)厍闆r因地制宜地進行排水體制、排水管道系統(tǒng)、污水處理廠及排水水體的全面規(guī)劃。從工程經(jīng)濟的角度貫徹全系統(tǒng)省資源、省能源的方針。將工程技術(shù)、社會經(jīng)濟、環(huán)境保護等多方面因素綜合地融匯貫通到城市排水工程規(guī)劃中去,起到規(guī)劃切實指導(dǎo)工程設(shè)計、工程實施。

        1. 城市排水管道系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計基礎(chǔ)資料

        規(guī)劃設(shè)計的基礎(chǔ)資料是決定規(guī)劃設(shè)計質(zhì)量、工程投資、社會與環(huán)境效果的決定性因素,其真實性不容忽視。主要基礎(chǔ)資料如下:

        (1)城市總體規(guī)劃及城市道路、給水、電力、防洪、環(huán)保等專業(yè)規(guī)劃。

        (2)排放水體資料:流量、水位特征值,水質(zhì)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(fēng)向、冰凍、地下水位、地形、地質(zhì)等。

        (4)現(xiàn)有城市排水系統(tǒng)及設(shè)施,城市周圍山洪排放、河道防洪能力和措施。

        (5)工業(yè)排水量及水質(zhì)。

        (6)當?shù)匚鬯喔?、污水回用現(xiàn)狀及規(guī)劃。

        2.城市排水管道規(guī)劃設(shè)計原則

        首先要根據(jù)地形和當?shù)貤l件〔水體條件、環(huán)境保護要求、工程投資等〕確定排水系統(tǒng)體制。新建城市和新區(qū)應(yīng)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(tǒng)和污水處理廠的負荷,從整體上和長遠上看是經(jīng)濟合理的。對已經(jīng)形成合流制的城市,可暫時保留其合流制排水系統(tǒng),逐步改造。小城鎮(zhèn)可采用合流制。個別單位和企業(yè)含有毒有害物質(zhì)的廢水應(yīng)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(tǒng)。

        (1)城市污水管道規(guī)劃設(shè)計方面。從區(qū)域性、系統(tǒng)性出發(fā),遠近期相結(jié)合、集中與分散相結(jié)合。保護水資源,提高環(huán)境質(zhì)量。遵循可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,適應(yīng)社會的發(fā)展需要。

        (2)城市雨水管道規(guī)劃設(shè)計方面。山區(qū)、丘陵地區(qū)城市的山洪防治應(yīng)與城市防洪、城市排水體系緊密結(jié)合、統(tǒng)一規(guī)劃。無論是洪水或市區(qū)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(guī)劃設(shè)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(huán)使用的近期、中期、遠期規(guī)劃。國內(nèi)外經(jīng)驗表明,城市污水經(jīng)過二級處理和深度凈化后作為工業(yè)生產(chǎn)用水和城市雜用水是缺水城市解決水資源短缺和水環(huán)境污染的可行之路。

        三、合理確定排水系統(tǒng)的體制

        科學(xué)合理地選擇排水系統(tǒng)的體制,是排水工程師在規(guī)劃和設(shè)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(tǒng)的設(shè)計、施工和維護管養(yǎng),而且影響排水系統(tǒng)的工程總投資和長期的維護管理費。通常排水系統(tǒng)體制的選擇應(yīng)滿足環(huán)境保護對水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境的需要,應(yīng)根據(jù)城市的總體規(guī)劃、財政等具體情況,通過技術(shù)經(jīng)濟比較、科學(xué)合理地確定。保證城市的可持續(xù)發(fā)展是現(xiàn)在也是未來選擇排水體制所要面臨的重要課題。

        1.從環(huán)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(guī)模增加,一次性投資的工程建設(shè)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(huán)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(shè)的發(fā)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(yīng)社會發(fā)展,一般又能符合城市環(huán)保的要求,是城市排水系統(tǒng)體制的發(fā)展方向。

        2.從工程投資方面來看。合流制排水管道系統(tǒng)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(shè)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(chǎn)生沉淀,且晴天和雨天的污水流量、污水水質(zhì)變化較大,增加了合流制污水處理廠運行管理的復(fù)雜性,出水的水質(zhì)不穩(wěn)定。而分流制污、雨水管道的設(shè)計流速超過了不淤流速,不易淤積;污水處理廠的水質(zhì)水量穩(wěn)定,其運行易于控制。

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