城镇排水系统设计、运行及管理经验探讨

张胜军

（保定市城乡规划设计研究院，河北保定 071000）

0 前言

近些年来，保定市城区排水系统建设力度逐步加大，排水系统日趋完善，尤其是近3 a城市面貌“三年大变样”建设中，对城区排水系统进行了较大规模的改造和建设。作为主要设计者，针对排水系统设计及运行管理中存在的问题，有以下一些考虑。

1 雨水系统

1.1 改进雨水口设置方式

雨水口的收水效果直接影响到雨水管道的排水能力，因此雨水口布设至关重要。建议雨水口的布置遵循以下原则：

（1）优先选用联合式雨水口。雨水口的形式，主要有平箅式、立箅式、联合式三类。平箅式水流通畅，但暴雨时易被树枝、垃圾等杂物堵塞，影响收水能力；立箅式不易堵塞，边沟需保持一定水深，但因道路维修、路面补强，使立箅断面减小，影响收水能力；联合式雨水口兼具平立箅优点，应优先采用。在近几年的城市道路改造和建设中，随着机动车交通压力的逐年增大，现状多数三幅路道路被改造成一幅路，车行道宽度大大增加，雨水径流增大，在这些道路设置联合式雨水口为宜。

（2）根据地形及汇水面积，结合道路纵断面设计，将雨水口布置在汇水点处。尤其在道路交叉口四周、街坊单位出入口，以及港湾式停靠站处，需认真核算路面标高，确保将雨水口布置在路面低洼处。

（3）对于低洼和易积水地段，雨水径流面积大，径流速度快，径流量较大，为提高收水速度，需根据实际情况适当增设雨水口。

（4）在道路纵坡较大路段，尤其是下穿式立交桥的引道处，应采用联合式雨水口收水，并在引道上游段就开始布设雨水口（引道较长，一般大于300 m时），在下游段设连续多箅雨水口，或在引道低点设道路横截沟，使雨水径流从上游开始就收入管道，避免全部雨水汇流到低点，造成积水。多箅雨水口连接管管径应适当放大，并考虑一定的管道堵塞系数，保证雨水及时排入雨水干管。

（5）雨水口下面应设30～50 cm的沉泥槽，尽量避免泥沙杂物等进入管道，影响雨水口连接管的过水能力。

（6）雨水口应严格按规范要求施工，保证雨水口井圈表面标高比该处道路路面低3 cm（立箅式雨水口立箅下沿标高应比该处道路路面低5 cm），并与附近路面接顺，以保证收水效果。在实际运行中，路面积水与雨水口施工不规范有很大关系。

1.2 雨水管道之间设置连通管

由于雨水管道系统的汇水面积、集水时间均不相同，高峰流量不会同时发生，在各系统的排水能力不相同时，为充分发挥各个排水系统的排水能力，减少地面积水时间，可在两个系统间的适当地点设置连通管，互相调剂水量，可有效地改善排水状况。例如在保定市城区积水点改造中，对于军校广场北侧五四路段积水点，通过在东苑街敷设d1400雨水管道使五四路与七一路雨水管道连通，有效地缓解了五四路段积水状况。

连通管设置同样适用于污水系统。在各污水处理厂的进水干管之间设置连通管，便于各污水处理厂合理分配水量，或在事故时互相调剂水量，灵活调度。

1.3 改善雨水管道出水口

保定市老城区的雨水大多通过管道就近排入护城河及府河，受河底标高的影响，大部分管道出水口接至河底，暴雨时河道水位上涨，出水口为淹没出流，受水体水位顶托，管道内水流速度降低，管道排水能力减小，导致汛期老城区低洼地段长时间积水。结合老城区道路改造，雨水管道设计采取以下措施：

（1）通过增大雨水管道断面、降低管道坡度，在保证管道排水能力的前提下使管道入河口尽量抬高，减小河道水位顶托的影响。通过最大限度提高路面低洼点的竖向标高，可适当降低低洼路段道路纵坡，减小雨水径流速度，减小积水点的影响范围。

（2）若出水口不具备抬高的条件，设计上应考虑水位顶托的影响，在出水口处加设鸭嘴阀（止回阀），防止河水倒灌，必要的话可在出水口前设提升泵站。

（3）立交地道排水应设独立的排水系统，其出水口必须可靠。该条为强制性条文，设计中必须严格执行。例如在百花路地道桥泵站改造项目中，原泵站出水管道沿百花路向东排入护城河，该管道兼收集百花路东段区域的雨水，改造前降雨时受河道水位顶托，排水不畅，管道返水，地道桥下经常大面积积水。2003年该泵站改造，设独立的排水系统，在泵站内设高位出水池，出水管道为压力出流，直接排入护城河，系统运行良好。

1.4 居住小区内应建设雨水管道

经调查发现，多数庭院和居住小区为节省建设资金，不敷设雨水管道系统，院内雨水经地面径流至城市道路上后，经雨水口进入市政雨水管道。由于小区径流雨水的汇入，增加了道路上雨水口的额外收水量，延长了泄水时间，易导致路面积水。为解决该问题，应在庭院或居住小区内建设雨水管道系统，使雨水尽早收进雨水管道。

2 污水系统

2.1 在检查井井底设置沉泥坑

污水中含有大量的沉积物，在管道内水流量小、流速低时会发生沉淀，造成管道淤积堵塞，流水不畅，尤其是倒虹管更容易堵塞。为方便排水管理人员对管道进行清掏，设计中常在检查井井底设沉泥坑，坑深50～60 cm。建议对于管径d800以下的管道每座检查井均设沉泥坑，管径d1000以上的污水干管每隔一定距离设置沉泥坑。污水中的沉积物大部分会在检查井中沉积，较少流入下游管段，管道维护作业时只要定期清掏检查井内的沉积物就可以了，减少了对管道的维护作业工作量。该做法同样适用于雨水检查井。

2.2 在检查井内设置闸槽

污水干管中的流量和流速都较大，部分检查井内的水位较高，管道维护作业或用户污水支管接入时，需要将管道内的水位降低或断流。为了维护作业方便，建议设计时，在污水干管的管道交汇处检查井或直线段的每隔一定距离的检查井内根据需要设置闸槽，通过闸槽的开闭可以控制水流，便于维护作业。

2.3 污水管道的充满度问题

污水管道是按非满流设计的，保证管道内设计水深的方法就是靠泵站的提升，污水泵站的最高控制水位也应该是管道设计充满度水位，因此泵站按最高控制水位工作是保证管道内设计水深的关键。但现实中多数污水泵站的运行管理考虑到节约电费、减少水泵的启动次数或人为因素等原因，不开启足够数量的水泵，不按最高控制水位工作，使整个污水管网系统处于满水状态，超过了设计充满度，甚至有的检查井内的水位接近路面。

污水泵站的这种运行状况会产生以下几方面的弊端：一方面使管道内的流速减小，管道内容易淤积堵塞，管道维护作业量增加；另一方面由于集水池内水位超过设计最高水位，使格栅起不到拦污作用，大量漂浮物进入泵房，使水泵叶轮堵塞、磨损；由于检查井内水位较高，使得污水支管接入施工无法进行；使污水管道按非满流设计失去了实际意义，导致了实际上的投资浪费；管道内长期处于高水位、压力流状态，必然导致渗漏量增加，对路基造成不良影响。因此，各级污水提升泵站必须按设计水位工作，保证管网系统正常运行。

2.4 污水集中处理与分散处理相结合

城市污水集中处理，便于管理，运行成本低，便于发挥规模效益，但是城市污水处理厂一般位于城区外围，中水回用时，所需铺设的中水管线线路长，加压泵站的扬程高，投入及运行费用高，不便于中水回用。建议城市污水以集中处理为主、以分散处理为辅，在规模较大的居住小区或用水量大的工矿企业可建设小型污水处理站，处理后的中水可方便地实现就地回用，用于景观、浇洒、绿化用水等，可有效地节约水资源；在远离中心城区的地域进行开发建设，经技术经济比较后，也可考虑建设分散式污水处理设施。

2.5 管线位置的确定

按照城市管线综合规划规范的要求，雨污水管道尽量远离道路红线（两侧建筑），但应尽量避免布置在车行道下，因排水管道检查井相对较多，布置在车道下维护检修不便，易损坏，且给行车带来较大影响。若不得已必须布置在机动车道下时，应结合道路车道数的划分，使井盖位于所划机动车道的中间位置，减少机动车碾压和井盖损坏的几率。

3 结语

在工程设计及维护管理工作中，若能对上述几个方面的问题认真对待并加以改进，对于缓解汛期城市路面积水，保障排水系统安全运行，减轻维护管理工作量将起到明显效果。