城市排水管道系统规划设计的思路

■高 鹏 ■河海大学文天学院，安徽 马鞍山 243000

以往城市发展过程中提及的排水管道，规划设计的目标在于做好雨洪内涝的预防工作，解决污水处理问题并对公共水域的水质进行保护。这种排水系统设计观念尽管能够起到一定的效果，但大多污水废水往往向城市下游进行排放，极易造成局部环境受到污染，忽视了对全局利益的考虑。对此现状要求进行合理规划设计城市排水管道，以实现城市发展中经济效益与生态效益的共同实现。因此，对城市排水管道规划设计的思路探索具有十分重要的意义。

1 城市排水管道设计的必要性分析

现代化城市发展过程中，城市排水管道系统已成为市政基础设施，其设计的任务在于防洪、排涝与防治水污染，并将城市工业废水、生活污水以及雨水等进行收集与处理。通过合理的规划设计，能够将城市所受到的污水之害降至最低程度，是保证物质循环以及生态系统中各种能量正常流动的必要手段。根据许多发达国家的实践经验也能充分说明，城市水污染的有效控制关键在于排水管道系统的合理设计。然而我国目前无论在污水处理厂建设方面或排水管网的设计都相对滞后，很难与当前城市的可持续发展理念相适应。这种情况下要求合理规划设计城市的排水管道系统，充分发挥排水管道的重要作用［1］。

2 规划设计排水管道系统准备工作

从系统工程方面考虑，作为城市总体规划的重要组成部分，排水工程规划要求以总体规划为指导，通过与区域实际发展情况全面规划排水水体、污水处理厂以及排水管道系统。而从工程经济角度，规划设计排水管道系统的目标在于坚持节省资源能源的战略，使具体规划内容可涵盖各方面因素如城市经济发展、生态环境保护以及工程技术等，确保该规划方案能够成为具体设计施工中的指导参考。

2.1 构建排水系统体制

城市化进程中排水管道系统体制的构建通常体现在两方面，即:第一，排水系统合流制。具体指为利用统一管道系统将城市的工业废水、生活污水以及雨水等同时进行排除。第二，排水分流制。主要将管道进行雨水、污水管道的划分，使城市的工业生产或生活污水废水利用同一管道系统，而雨水则利用另一管道系统。以目前常用的合流制系统为典型代表，其又可细化为直排式、截流式以及全处理式三种类型。其中直排式合流制排水系统在国内外许多旧城区的应用较为广泛，不对混合污水做任何处理便向水体中排入，所以这种方式对水环境的破坏与污染情况极为严重。而截流式合流制主要针对直排式合流制存在的问题而提出的，通过溢流井的设置、下游处污水处理厂的构建以及截流干道的修建等完成对污水的处理。但需注意这种排水系统体制仅适用于气候条件较好的情况下，若存在雨天或其他较差气候条件情况下只能完成部分处理工作。另外，全处理式合流制一般适用于余量较少地区，能够将城市污水废水以及降水都可通过处理厂进行处理，将对水质的影响降至最低，但这种方式涉及的投资较多。因此在选择排水系统体制时需充分考虑到区域的总体规划与财政情况并最大程度上保证满足生态环境保护的需要［2］。

2.2 规划设计的基础资料准备工作

排水管道系统的合理规划设计、工程的整体投资情况以及排水管道系统应用的效果等都要求在前期设计过程中做好基础资料准备工作。基础资料中具体应包括:集城市环保规划、防洪规划、道路规划以及给水规划等于一体的城市总体规划思路;关于城市水质污染情况、水体流量以及pH 或SS 等的排放水体资料;区域的自然气候条件;当前排水系统的相关设施;工业污水排放量与水质的具体情况。

2.3 规划设计的基本原则

规划设计排水管道过程中需遵循的原则主要体现在:首先，排水系统体制的合理选择。选择过程中针对小城镇可利用合流制方式，完成废水局部处理并达到排放标准后才可向管道系统中排入。对于新区或新建城市可利用分流制，将收集的雨水直接向附近水体排放，为污水处理厂与管道系统减轻负荷。其次，污水管道设计。污水管道设计过程中从区域性与系统性角度，要求坚持集中处理与分散处理相结合的原则。再次，雨水管道的设计。若城市处于多山区、丘陵区域，城市的排水体系需保持与山洪防止相结合，对雨水的处理可遵循就近排放的原则。最后，水资源的回收利用。对于污水或雨水应做好定期规划，通过深度净化或二次处理缓解城市水资源紧缺情况。

2.4 规划设计参数的确定

排水管道设施规模的确定要求参考设计中的相关参数，而参数的选择既应满足经济合理与节约资源能源的原则，还需与具体操作中的技术相适应。通常规划设计的参数主要包括规划人口与年限、污水排放量、污染负荷、排水定额、溢流时间以及径流系数等［3］。

3 规划设计的具体方案分析

3.1 合理布置排水系统

排水系统在布置工程需保证管道在走向上应与城市的地形趋势相适应，做好顺坡排水工作。同时，为满足城市中各区域的规划要求，在管径大小与官网密度方面应保持合理，对排水路线进行控制以促进经济效益的提高。另外，需避免集中排放污水与雨水的情况，可采取分散处理的方式，并在水体附近布置污水截流干管。

3.2 排水出路与排水线路的选择

在排水出路选择方面，可将现行的排水干线作为排放雨水或污水的出路，也可将天然排水系统作为排水出炉。但需注意无论高程或流量方面都应保证能够进行污水的排放。而在排水线路选择方面，需要考虑的主要为根据排水规划的总体安排，避免排水线路设定在构筑物与其他难以通过的地带［4］。

3.3 汇水面积的合理控制

汇水面积的在进行划分过程中，应从四方面进行考虑。第一，根据城市地形条件、小区规划等完成汇水面积的具体划分。第二，在污水与雨水汇水面积划分时，需使其面积保持适中。第三，汇水面积在形状上需结合地形变化特征，最大程度上保持规则。第四，汇水面积的设定应注重与其他系统统筹规划。

3.4 排水管道系统高程的控制

排水系统在搞成控制方面首先需考虑到管道出口高程的控制，具体需根据水体的常水位、洪水位等情况。其次应做好管道起点处的高程控制，一般管道的起点主要指排水要求较高的地下室或低洼地带等。最后对管道节点高程的控制，其主要包括地下管线交叉处的节点或接入的支管等［5］。

4 结论

合理规划设计排水管道系统是解决城市水污染与水资源紧缺问题的重要途径。具体规划设计过程中，要求正视排水管道系统在城市发展中的重要性，同时做好前期准备工作，构建排水系统体制，做好基础资料的准备工作并确定规划设计的基本参数。另外在方案设计过程中也应考虑到排水系统、排水出路、排水线路、汇水面积以及系统高程控制问题，确保排水管道系统的设计更为合理，为城市的可持续发展提供保障。

［1］李莉.城市排水管道系统规划设计的研究［D］.重庆大学，2010.

［2］张艳.城市排水管道系统的规划设计研究［J］.科技资讯，2010，28:108 -109.

［3］顾玮，蔡伟红.全阶段城市排水管道系统规划及城市雨水利用研究［J］.科技创新导报，2011，11:54 -55.

［4］苗展堂.微循环理念下的城市雨水生态系统规划方法研究［D］.天津大学，2013.

［5］郭青松.突发暴雨情况下城市排水系统优化设计与安全性评价研究［D］.吉林大学，2014.