污水管网工程建设可行性研究报告.doc

新乡市凤泉区污水管网工程可行性研究报告
前 言
新乡市位于河南省北部，北依太行、南临黄河，与省会郑州仅距80公里，是豫北的经济和交通中心，是河南省重要的工业城市之一。凤泉区位于新乡市北部，距市中心约10公里，是相对独立的工业区。
新乡市凤泉区是1982年经国务院批准设立的独立工业区。北依太行，南临卫水，总面积115.6平方公里，辖3个乡镇、2个社区办事处，总人口15万人。区域工业经济基础雄厚，新乡市六大支柱产业基地中的电力行业、化纤纺织工业两大基地在凤泉区，随着产业结构调整，逐步形成化纤纺织、水泥建材、塑料化工、三产旅游四大主导产业和电池、有色金属加工及机械制造两大产业集群的发展格局，拥有新乡白鹭化纤集团、豫新发电、新乡平原同力水泥、新乡神马正华化工、新乡环宇电池等大中型企业30多家。近年来，引进了杭州娃哈哈、河南省建设投资总公司、中国神马集团、西安西玛集团等一批国内外知名企业。
凤泉区现排水系统采用的是雨污合流制，城区现有的排水管网的服务区域为0.5平方公里左右，服务面积占整个凤泉区建成区面积的6％左右，服务面积较小，管道结构标准底，多为简单的砖石砌筑沟渠，老化破损严重，沟渠渗水透水严重。排水采用就近直接排入沟渠，工业废水、生活污水基本未经处理直接排入共产主义渠等水体，造成水体严重污染。
随着经济的迅速发展，环境治理问题迫在眉睫，受新乡市凤泉区建设投资有限公司的委托，机械工业第六设计研究院承担了新乡市凤泉区污水管网工程的可行性研究报告的编制工作，经现场调研并与凤泉区有关部门协商讨论，制定了工程设计方案。通过对水质水量的论证，并进行污水管网方案比选，提出推荐方案，并进行本工程可行性研究设计和编制投资估算。
本报告在编制过程中，得到新乡市凤泉区建设投资有限公司及其它相关部门的支持，在此表示衷心的感谢！

第一章 总论
1.1概 要
1.1.1项目名称
新乡市凤泉区污水管网工程
1.1.2项目承办单位
项目承办单位：新乡市凤泉区建设投资有限公司
1.1.3建设地点
本工程位于新乡市凤泉区
1.1.4项目投资
项目总投资：3848万元
资金来源：由地方财政及企业筹措解决。
1.1.5工程服务年限
本工程按照远期（2020年）设计，近期（2015年）校核，并按近期（2015）年规划范围进行工程实施。
1.1.5工程概况
本项目主要为新乡市凤泉区污水管网工程，污水管网工程35.14公里。
1.1.6工程经济技术指标
本项目总投资3848万元，其中建设投资3795万元，铺底流动资金53万元。
本项目所需资金由地方财政及企业自筹解决。
经财务评价，本项目所得税税前内部收益率为5.30%，高于4%的行业基准收益率，所得税前全部投资回收期13.10年，投资利润率3.17％，投资利税率3.92％。由此可见，本项目有一定的经济效益、还款能力和抗风险能力。因此，本项目应尽早建设，以便早日发挥其良好的社会和经济效益。
1.2编制依据、内容及范围
1.2.1编制依据及基础资料
（1）《新乡市凤泉区总体规划》（2007－2020年）
（2）《新乡市城区排水管网及泵站改造工程》（2008年12月）
（3）新乡市小尚庄污水处理厂简介
（4）海河流域水污染综合防治规划
（5）项目建设单位提供的有关技术资料及设计基础数据；
（6）《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）；
（7）《中华人民共和国水污染防治法》；
（8）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；
（9）《城市排水工程规划规范》（GB50318-2000）；
（10）《城市工程管线综合规划规范》（GB50289-98）；
（11）《埋地塑料排水管道工程技术规程》（河南省工程建设标准DBJ41/TO54-2004）。
1.2.2编制原则
（1）严格按照国家相关标准和规范设计。
（2）功能齐全，布局合理，运行管理方便。
（3）管网按远期规划设计，管线考虑远近期结合。
（4）采用雨、污分流的排水体制。
（5）项目建设目标应符合国家有关行业规定和行业标准，工程设计严格执行国家各种规范和标准。
1.2.3编制范围
本项目编制范围主要为：新乡市凤泉区污水管网工程。同时，本报告根据新乡市凤泉区总体规划及新乡市凤泉区产业集聚区相关规划，结合城市污水处理现状及凤泉区排水现状，全面论述了该工程建设的必要性和可行性，并在节能、环保、消防、安全、劳动保护及卫生、项目实施进度、投资估算及资金筹措和财务经济效益评价等方面进行了综合性分析和评价。
1.3项目建设背景及必要性
1.3.1项目背景
水是经济社会可持续发展的关键，水维持着经济生产、人类生活和全球生态系统的平衡与完整。有效开发利用水资源可以保证人类的长治久安，保证人民免于饥饿、减少疾病和自然灾害的影响。世界面临着水危机，目前世界上仍有六分之一的人口得不到安全的饮用水，还有更多的人没有适当的环境卫生设施，水这一有限而有价值的资源因污染的加剧正在变得越来越少。近20年来，我国经济以年增长率近10%的高速度连续增长，但废水处理却远远低于经济的发展。目前80%的水域和45%的地下水已被污染，90%以上城市水域严重污染，水环境污染造成的水危机已严重制约了国民经济的发展，影响了人民生活水平的提高。
城市的排水工程是城市基础设施的必要组成部分，直接影响到城市各种功能的发挥。排水系统不仅服务于工业，还服务于居民生活，和人民的生活息息相关。
城市的环境保护是城市可持续发展不可或缺的重要目标之一。城市环境不但是经济发展的基础，也是生活水平高低的标志。环境质量应与经济发展和小康生活水平相适应。
水环境保护是城市环境保护的重要组成部分。本污水管网工程实施后，将使得城区内的污水管网与污水处理厂已建成的干管相连，提高污水收集率，发挥已建成的小尚庄污水处理厂的污水处理功能，大大减少对城区环境污染，提高城区和共产主义渠下游水质，有利于城市环境保护和共产主义渠水质排放达标，有利于海河水系环境的治理。
综上所述，本项目实施是城市排水规划和环境保护规划实施的重要组成部分，是实现水污染控制和保证水环境质量的有效手段，是改善城市基础设施的重要途径之一，是完善凤泉区污水处理系统的重要环节。因此，本项目在城市建设中的地位是十分重要的。
1.3.2项目建设必要性
（1）实现可持续发展的需要
随着城市化的发展，城区人口规模、用地规模的不断增长，城区框架的拉大，城市污水的排放量日益增大，城区污水管网建设严重滞后，给人民生活水平的提高、工业的进一步发展造成不利影响。未经处理的污水直接排入了共产主义渠等水体，严重污染了附近河流水质，也污染了海河水系。给下游的区域带来了污染，严重污染海河水系的水质，污染给下游人民的健康带来不可忽视的危害，也给下游地区的工、农业生产及人民生活造成不利影响。因此，为实现可持续发展，完成省政府的限期治理目标，必须尽快建设和完善城市的污水处理与污水管网系统，建设完善的污水收集系统，是城区健康良性可持续发展的需要。
（2）加快城市化进程，提高人民生活质量，构建和谐社会的需要。
本工程的建设可以把城区污水系统与小尚庄污水处理厂的污水管网干线连结起来，使城区污水顺利送至污水处理厂进行处理的重要环节，对于凤泉区社会和经济的持续发展，加快城市化进程，提高居民的生活质量；同时提高小尚庄污水处理厂的运营效率，减少与下游水质排放的矛盾，有利于构建和谐社会，打造“文明平安凤泉区”。
1.4城市概况
新乡市位于河南省北部，北依太行、南临黄河，与省会郑州仅距80公里，是豫北的经济和交通中心，是河南省重要的工业城市之一。凤泉区位于新乡市北部，距市中心约10公里，是相对独立的工业区。
新乡市凤泉区是1982年经国务院批准设立的独立工业区。北依太行，南临卫水，总面积115.6平方公里，辖3个乡镇、6个社区办事处，总人口15万人。区域工业经济基础雄厚，新乡市六大支柱产业基地中的电力行业、化纤纺织工业两大基地在凤泉区，随着产业结构调整，逐步形成化纤纺织、水泥建材、塑料化工、三产旅游四大主导产业和电池、有色金属加工及机械制造两大产业集群的发展格局，拥有新乡白鹭化纤集团、豫新发电、新乡平原同力水泥、新乡神马正化化工、新乡环宇电池等大中型企业30多家。近年来，引进了杭州娃哈哈、河南省建设投资总公司、中国神马集团、西安西玛集团等一批国内外知名企业。
新乡市凤泉区地处中原腹地，位于中原城市群的中心，河南经济发展轴的中轴线，京珠高速、济东高速、新晋高速、107国道、京广铁路大动脉穿区而过。
距省会郑州80公里，距煤城焦作60公里，距钢城安阳100公里，距石城濮阳80公里，距九朝古都洛阳180公里，距七朝古都开封120公里，均有高速公路连接，到新郑国际机场只需50分钟。向北至石家庄310公里、北京590公里，向南至武汉600公里，向东至济南500公里，向西至太原440公里、西安500公里。向北至天津港560公里，向东至连云港520公里、青岛港680公里，外贸出口极为便利。在半径100公里内居住人口3500万人，半径250公里内居住人口近亿人，密集的人口蕴藏着无限商机。
1.5自然条件
1.5.1气象条件
凤泉区属典型的暖温带大陆季风性气候，冬夏长、春秋短，年平均气温14度，年平均降雨量617毫米，日照时数约2382小时，无霜期212天。地势北高南低，东北部为浅山丘陵，面积16.6平方公里，其它为山前冲积平原和卫河冲积平原。工程地质为粘土、亚粘土，国家建筑工程部综合勘察院西北分院工程地质报告书显示，工程地质为1级，最适宜安居发展经济。
气候
新乡市属北温带大陆性气候区，四季分明，冬寒夏热，秋凉春早。
气温：历年平均气温14℃
最高气温42.7℃(1951年6月20日)
最低气温-21.3℃(1951年1月13日)
降水：历年平均降雨617.8mm
最大降雨量1168.4mm(1963年)
最小降雨量337.2mm(1978年)
最大积雪厚度190mm
风：历年盛行风向：东北风频率15%，西南风频率7%，南风频率6%。
历年最大风速：32米/秒
历年最大风力：8级
其它：历年平均日照：2382小时
历年平均无霜期：211天
历年最大冻土深度：280毫米
历年平均湿度：68%
1.5.2地形地貌
新乡市位于黄河冲积平原和太行山前倾斜平原的过渡区。按成因由北向南可划分为构造剥蚀山前丘陵、山前洪积倾斜平原和黄河、卫河冲击平原三种地貌类型。市内地势平坦，海拔高程72米左右；地形自然坡度一般在1/2000-1/3000之间。
凤泉区地形北高南低，北部为低山丘陵，山势较缓，为低山区向南延伸之舌状地带，亦是山区平原过渡地带，标高为90-160米，潞王坟村至何屯之间为舌状丘陵地带，标高为80-100米。中东、西条形状，从西侧向中间凸起，地面标高73-80米，坡降0.01-0.0015。南部是泄洪区交接洼地，地势低切平坦，略向东南倾斜，地面高程68.9-73米，坡降0.005-0.002。
1.5.3河流水系
新乡市属海河流域。流经凤泉区的主要河流是共产主义渠。
共产主义渠为人工河渠，是新乡市上游山洪东泄必经之道，承担着抗御太行山山洪、保护市区及市区以南地区的任务。共产主义渠的渠首在黄河北岸，在卫辉市老观嘴注入卫河，全长156.5公里。共产主义渠在耿黄乡耿庄进入凤泉区，经尚介，在李士屯村东北出境，境内长约6公里。
1.5.4工程地质
凤泉区处于区域性构造体系东西向构造带北沿、新华夏系中第二沉降带的凹陷之西和太行山隆起及山西晋东南山字形构造东翼之东南侧，大体处于不同构造系和各个构造带叠加交互部位。构造运动复杂，新构造运动比较活跃，并多显继承性活动，构造行迹主要以断裂为主，东西向构造体系的主要活动断层，有凤凰岭-霍嘉断层、柏山-古固寨断层，为东西向构造体系的北带，活动性较为强烈，对凤泉区影响较大。
根据凤泉区地质地貌特点，根据其岩性、地下水埋深及工程地质条件分为四个区：
Ⅰ、低山丘陵区：位于北部山区，南以舌形剥蚀丘陵南端为界，以坚硬岩石为主，主要出露地层为奥陶系地层，岩性为灰岩，南部为第三系地层，不整合与奥陶系之上。本区灰岩裸露，其承载力5kg/cm²，但相对高差约100米，多冲沟，地形起伏变化大，场地狭窄，不适宜建筑，可作为矿源地，满足国家开采矿厂要求。
Ⅱ、山前冲击坡积斜地：
黄土类为主的工程地质区：本区以东舌形剥蚀丘陵为界，西至范屯，南北分别以东张门及王门村为界，岩性自上而下为耕土，黄土状亚粘土（1.5-2 kg/cm²），亚粘土（1.6 kg/cm²），白垩土（3-5 kg/cm²），黄土状亚粘土具湿陷性，属Ⅰ-Ⅱ级大孔土，地下水受地形控制，由此向南流动，埋深一般5-7米，对一般建筑无影响。
黄土类土夹砂层工程地质区：本区位于舌形剥蚀丘陵以东至山彪村，南北以五陵及金灯寺为界，岩性自上而下为耕植土，黄土状亚粘土（1.5-2 kg/cm²），亚粘土（1-1.2 kg/cm²），砂层（5-6 kg/cm²），黄土状亚粘土具湿陷性，属Ⅰ级大孔土，地下水由西向东南流动，埋深为10.9米。该区紧邻山区，冲沟发育，建筑时应考虑后面会影响。
Ⅲ、山前冲洪积平原：以粘性土为夹砂层工程地质区，西至范屯，陈堡一线，东界在何屯、五陵一线。岩性为耕土，黄土状亚粘土（1.5-2 kg/cm²）、亚粘土（1.7 kg/cm²）、粉砂（1kg/cm²）、细砂（1.5kg/cm²）、中砂（2.5kg/cm²），白垩土（3-3.5 kg/cm²），黄土状亚粘土具湿陷性，属Ⅰ级大孔土。
Ⅳ、交接洼地，粘性土为主夹沙砾石层工程地质区：东西分别为至市边界，南以护市堤为界。岩性：西部自上而下为灰黄，黄褐色亚粘土，亚粘土夹泥质砾石，砂砾石层，黄色细砂，中砂，黄色夹深色粘土，东部岩性为：表土、黄土状亚粘土、亚粘土、中砂，本区地质低洼，多有沼泽分布，基本计算强度：黄土状亚粘土（1.5-2 kg/cm²）、亚粘土（17 kg/cm²）、砂土（2-2.4kg/cm²）、细砂（1.5kg/cm²），中砂（2-2.5kg/cm²），不易做建筑场地。
1.5.5水文地质
凤泉区地下水有四个含水层。第一含水层埋深一般23-44米 ，在地质时代上为全新统砂层，是当前农业灌溉的主要开采层。埋藏浅，砂层稳定，为河流冲击层形成的中细砂层，颗粒均匀分选性好，粘性土夹层薄而少，水层厚度由北向南，由西向东逐渐增厚。
第二含水层埋深一般80-100米之间，地质时代相当于上更新统，岩性驷砂为主，次为细砂、粉细砂，砂层厚度30-40米，此层水具有微压性质，水头略高于第一含水层水头，一、二水层之间多为亚砂土、亚粘土，隔水性能差，厚度又薄，含水层组之间水力联系密切。
第三含水层埋深大致在100-287米之间，地质时代相当于下更新统至中更新统。此含水层跨越厚度较大，一般为18-25米，最厚达50米。
第四含水层，由山前倾斜平原第四系地层之下覆盖泥灰岩层，眼续到凤泉区南部，岩溶发育，此层水矿化度在1克/升左右，水质好。
1.5.5地震
本项目所在区域地震设防烈度为8度。
1.6自然资源
1.6.1水文资源
凤泉区地处太行山麓，地下水资源丰富，主要为岩溶裂隙水，拥有三大富水区，年可开采量为8634万立方，目前区内两大人工山泉——愚公泉年开采量为1892万立方，玫瑰泉为1742万立方；凤泉水厂日供水能力达6万吨，该水源赋存于奥陶系碳酸岩裂隙之中，属碳酸岩裂隙岩溶水，水质优良，经地矿部水文地质专业实验测试中心检测，含硒0.011%、含锶0.46%，属国内罕见的富硒、锶复合型优质天然矿泉水。据资料表明，此类优质矿泉水全国只有三处。辖区内拥有杭州娃哈哈、新水、吴铮、云妹、天下第一井、天之源等六家矿泉水公司。国家重点水利工程——南水北调中线工程横穿凤泉区7.6公里，新乡市出水口留在凤泉区，年分配我市水量4亿立方米。水厂工业用水水价格为1.4元/立方，生活用水1.85元/立方。且凤泉区为新乡市区唯一被批准工业企业可以利用自备井取水的区域。
1.6.2矿产资源
辖区内矿产资源主要为水泥建材矿产。主要是泥灰岩、石灰岩、白垩土储量丰富，曾为河南省三大建材基地之一。近年来为改善市区自然环境，我区将工业着力点放在提升建材产业发展档次，提高资源利用效率上，目前已探明可开采利用石灰岩储量达100亿吨。
1.7排水现状、存在问题及排水规划
1.7.1排水现状
由于凤泉区的特殊情况，目前城区现状排水体制仍为雨污合流制，大量生活合生产废水直接排入了共产主义渠等水体，使其受到了严重的污染。
目前凤泉区分为凤泉区产业集聚区和凤泉区城区，凤泉区城区又被京广铁路分为铁北、铁南两个区域，其中大部分工业主要分布在铁北和工业集聚区。铁北主要在宝山路上有少量排水管道，消防厂等企业的污水靠铁路就近排放；铁南的排水管网主要分布在新潞路、区府路、锦园路、站前路之间的区域；凤泉区产业集聚区正在建设中，尚无建设排水系统。目前，城区现有排水系统为雨污合流系统，排水系统服务面积约0.5平方公里，占整个建成区面积的6％左右，服务面积较小。
1.7.2存在问题
（1）排水系统不尽完善
排水设施不够健全，目前城区尚无独立的污水收集和排放系统。
由于城区基本上无排水系统，造成城区内大量雨、污、废水基本上自行就近排放，污染面积较大；工业废水、生活污水基本未经处理直接排入共产主义渠等水体，造成水体严重污染。
（2）排水系统严重滞后
近年来随着城市的发展，城区排污量也逐年增加，但排水管网与城市建设不同步，大部分建成区内无排水管网，同时现有排水管网埋深较浅仅能满足雨水排放需要，排水系统严重滞后。
（3）水体污染严重
由于现有的排水设施基本上是合流管渠，城区目前没有完整的污水收集、排水设施，雨污水未经处理直接排入共产主义渠等河流，大量未经处理的污水严重污染了水体环境，超出了水体的自净能力，目前水体已达到超五类水体，水体污染严重。
1.7.4排水规划
建设完整的雨污分流排水体制，凤泉区污水系统为小尚庄污水处理厂汇水区域，凤泉区包括凤泉区产业集聚区污水经污水管网收集后，汇入小尚庄污水处理厂进行集中处理。

第二章 小尚庄污水处理厂简介及规模适应性分析
2.1污水处理设施现状简介
2.1.1处理规模
新乡市小尚庄污水处理厂建设规模为日处理污水能力15万吨。
2.1.2厂址位置
新乡市小尚庄污水处理厂位于新乡市北二环牧野路口东南。占地138.9亩。
2.1.3污水处理厂设计进、出水水质指标及处理程度
表2-1 污水厂的进、出水水质及相应处理程度

进水水质（mg/l）
出水水质（mg/l）
BOD5
160
30
CODcr
350
60
SS
250
30
NH3ˉN
30
25
TP
3.00
1.0
目前，小尚庄污水处理厂升级改造工程正在进行，升级改造完成后，出水指标可以达到一级A标准。
2.1.4污水处理厂工艺
污水处理厂污水处理采用A/O工艺，污水处理消毒后排入卫河；污泥采用机械浓缩脱水处理，由污泥缩脱水一体机脱水处理后外运至垃圾填埋厂，填埋处理。
污水处理厂工艺如下：

2.2接纳凤泉区污水的可行性分析
2.2.1凤泉区与小尚庄污水处理厂的位置分析
小尚庄污水处理厂位于凤泉区东南角5km，污水处理厂主干管在凤泉区东侧1.6km处预留有d1300的污水主干管接口，管底标高67.016m。同时，结合凤泉区地形，西北高东南低的特点，经计算凤泉区污水可以通过重力流收水系统，接入小尚庄污水处理厂预留干管。
2.2.2污水主干管预留管径分析
小尚庄污水处理厂为凤泉区预留污水干管管径为d1300，可以满足凤泉区4万吨/日收水量的要求。
2.2.3污水处理厂规模适应性分析
目前，小尚庄污水处理厂日污水处理能力为15万吨，实际日处理污水不足10万吨，设备运行安全可靠，出水水质稳定，完全有能力接收凤泉区污水进行处理。
2.2.4凤泉区污水水质对小尚庄污水处理厂的影响分析
凤泉区污水收集后，理论排水水质（详细预测见第四章）如下：
表2-2 凤泉区设计排水水质
污染物
BOD5
CODCr
SS
NH3ˉN
TP
浓度(mg/l)
140
290
200
14.5
2.0
经过对比小尚庄污水处理厂设计进水水质，凤泉区污水可以直接排入小尚庄污水处理系统，可以满足小尚庄污水处理厂的处理工艺的水质要求，不会对小尚庄污水处理厂的正常运行造成影响。
2.2.5结论
综上分析，无论从收集管网要求、规模适应性、水质适应性等多方面的分析，凤泉区污水排至小尚庄污水处理厂是可行的，合理的。

第三章 排水体制论证
3.1排水系统的体制
排水系统的体制一般分为合流制与分流制两种类型。
3.1.1 合流制排水系统
合流制，是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内排除。这种体制通常是把雨污水直接排放，使受纳水体遭受严重污染。现在常采用的是截流式合流制，截留式合流制排水系统是在临河岸边建造截留干管，同时在截留干管上适当的位置设置溢流井，晴天所有污水都送至污水厂进行处理，雨天当混合污水的流量超过截留干管的输水能力后，有部分混合污水经溢流井溢出直接排入水体。截留式合流制这种排水体制投资少，见效快，并可对初期降雨进行处理。但这种排水体制雨天和晴天是流入污水处理厂的水量变化很大，增加了污水处理厂运行管理的复杂性，污水处理厂接纳不了过多的污水，致使部分污水排入水体，使水体受到污染。
在下述情况下可考虑采用合流制：
⑴ 排水区域内有一处或多处水量充沛的水体，其流量和流速都足够大，一定量的混合污水排入后对水体造成的污染程度在允许的范围内。
⑵ 街坊和街道的建设比较完善，必须采用暗埋管渠排除雨水，而街道横断面又较窄，管渠的位置受到限制时可考虑选用合流制。
⑶ 地面有一定的坡度倾向水体，当水体高水位时，岸边不受淹没。污水在中途不需要中途泵站。
在采用合流制系统时，应首先满足环境保护的要求，即保证水体所受的污染程度在允许的范围内，只有在这种情况下才可根据当地城市建设及地形条件合理选用合流制管渠系统。
当采用截流式合流制管网时，其布置特点是：
⑴ 管网的布置应使所有服务面积上的生活污水、工业废水和雨水都能合理地排入管渠，并能以可能的最短距离坡向水体。
⑵ 沿水体岸边布置与水体平行的截流干管，在截流干管的适当位置上设置溢流井，使超过截流干管设计输水能力的混合污水能顺利通过溢流井就近排入水体。
⑶ 必须合理地确定溢流井的数目和位置，以便尽可能减少对水体的污染、减小截流干管的断面尺寸和缩短排放渠道的长度。
⑷ 在合流制管网的上游排水区域，如果雨水可沿地面的街道边沟排泄，则该区域可只设置污水管道。只有当雨水不能沿地面排泄时，才考虑布置合流管网。
合流制排水管渠的设计流量：
⑴ 完全合流制排水管网设计流量
Qz=Qs+Qg+Qy
式中：Qz——完全合流制管网的设计流量（L/S）
Qs——设计生活污水量（L/S）
Qg——设计工业废水量（L/S）
Qy——设计雨水量（L/S）
⑵ 截流合流制排水管网设计流量
Qj=（No+1）Qh+Q’h+Q’y
式中：Qj——截流合流排水管网溢流井下游截流管道的总设计流量（L/S）
No——设计截流倍数
Qh——从溢流井截流的上游日平均旱流污水量（L/S）
Q’h——溢流井下游纳入的旱流污水量 （L/S）
Q’y——溢流井下游纳入的设计雨水量（L/S）
3.1.2 分流制排水体制
分流制，使将生活污水、工业废水和雨水分别在两个以上的各自独立的管渠内排除。
合理的选择排水系统的体制，是城市排水系统规划和设计的重要问题。从环境保护方面看，采用合流制将城市生活污水、工业废水和雨水全部截流输送到污水处理厂，经处理后再排放，对控制和防止水体的污染，是很好的，但这时截流主干管尺寸很大，污水厂容量也增加很多，建设费用也相应增高；采用截流式合流制时，雨天有部分混合污水通过溢流井直接排入水体，可能对河流造成不能容忍的污染。采用分流制，把城市所有污水全部收集、输送到污水处理厂进行处理，比较有效地控制了污染；分流制比较灵活，容易适应社会发展的需要，一般也能符合城市卫生的要求，因而分流制在国内外获得广泛采用，而且也是城市排水系统体制发展的方向。
分流制污水设计流量的确定
城市污水设计流量：
Q=Q1+Q2
式中 Q—城市污水管道系统的设计流量（L/s）；
Q1—生活污水设计流量（L/s）；
Q2—工业废水进入城市污水管道系统的设计流量（L/s）；
生活污水设计流量按下式计算：
Q1=（q·ΣF）×KZ
其中 Q1—生活污水设计流量（L/s）；
q—单位面积的平均日污水量（L/s·ha）；
ΣF—计算管段上游控制的服务面积（ha）；
KZ—生活污水量总变化系数。
3.2排水系统体制的选择
合理地选择排水系统的体制，是城市排水系统设计的重要内容。城市排水体制，不仅影响排水系统的设计、施工、维护管理，而且对城市的环境保护具有深远的影响，同时也影响排水系统工程的总投资和初期投资费用及维护管理费用等。排水体制的选择首先应满足环境保护的要求，并根据地形条件，通过经济技术比较确定。
采用合流制将城市生活污水、工业废水和雨水全部收集送至污水处理厂进行处理后排放水体，能够控制和防止水体污染，从环境保护看，是非常好的排水体制。但合流制的排水灌渠主干管的尺寸很大，污水处理厂的容量也很大，建设费用也非常之大，故在一般情况下，均未采用。比较常用的城市排水体制主要有截留式合流制和完全分流制两种形式。
截留式合流制排水系统是在临河岸边建造截留干管，同时在截留干管上适当的位置设置溢流井，晴天所有污水都送至污水厂进行处理，雨天当混合污水的流量超过截留干管的输水能力后，有部分混合污水经溢流井溢出直接排入水体。截留式合流制这种排水体制投资少，见效快，并可对初期降雨进行处理。但这种排水体制雨天和晴天是流入污水处理厂的水量变化很大，增加了污水处理厂运行管理的复杂性，另外雨天有部分污水排入水体，使水体受到污染，是截留式合流制的严重缺点。
雨污分流制是建雨水、污水两套排水管网系统，雨水直接排放水体，污水经管道收集后送入污水处理厂进行处理达到排放要求后再排放水体。雨、污分流制虽不能对降雨初期的雨水进行处理，但分流制的排水体制比较灵活，能有效控制污染，雨水不进入污水管网系统，不会形成对污水处理厂的雨季冲击，有利于污水处理厂的运行管理。
根据新乡市总体规划及凤泉区相关的排水规划及现状，考虑到该城区的发展前景环保要求及其他各方面因素，确定本工程采用雨污分流制的排水系统。
从总造价方面来看，完全分流制比合流制可能要高，从初期投资看，不完全分流制因初期只建污水排水系统，可节省初期投资，工期也短，发挥工程效益也快。从维护管理方面来看，合流制在晴天和雨天时流入污水厂的水量变化很大，增加了合流制排水系统污水处理厂运行管理的复杂性；分流制系统可以保持管道内的流速，不致发生沉淀，同时，流入污水处理厂的水量和水质比合流制变化小得多，污水厂的运行易于控制。
综合上述几个方面的分析，并结合城区现有污水管道的建设情况及城区排水规划的要求，新乡市凤泉区污水管网工程决定采用雨水、污水分流的排水体制。城区现有合流制管道，保留作为雨水管网，污水管网重新设计敷设。

第四章 水量、水质预测及工程建设规模
4.1需水量预测
4.1.1预测方法的选择
城市需水量预测影响因素多，涉及面广，其主要影响因素有经济发展水平、工业产业结构、节约用水水平、地理位置、气候、生活水平、生活习惯、居住条件等；此外经济发展目标、节水政策等政府行为以及公众节水意识也将对需水量预测有直接影响，但是在一定的边界条件下，仍然可以采用几种方法进行预测，尽可能使预测值接近实际。
城市需水量预测，是城市排水工程建设的基础和污水处理设施设计规模的依据，因此需水量预测应力求符合城市用水的实际情况，同时还应建立在城市建设和工业发展规划的基础上。经合理分析当地水资源、水环境质量和用水习惯、工业结构，参照其邻近地区供水发展经验，采用适当方法，确定合适的用水指标，进行需水量预测。
本工程项目的需水量主要由生活用水和工业用水两大部分组成。需水量的预测涉及的因素很多，基于城市的性质和工业基础不同，很难有一定规律可循，目前常用的预测方法有以下七种：
（1）分项预测法，此法是根据总体规划提供的数据，按生活、工业用水分项预测，结合工业用水重复利用率的提高，人均生活用水量的增加等因素，加以综合确定；
（2）供水量递增预测法，此法是根据收集到的历年城市供水递增率，结合工业及人口增加比率，确定今后的供水增长率，从而确定城市需水量；
（3）数理统计法，此法是根据用量最小二乘法的数学原理，对收集到的历年城市供水量数据，经分项整理后，拟出一条适当曲线（或斜线），使实际值与趋势值差的平方和为最小，据此来预测今后需水量；
（4）历年供水量拟合曲线数字模型法；
（5）用地指标法；
（6）比例法；
（7）类比法。
在上述方法中，供水量递增预测法、数理统计法及历年供水量拟合曲线数字模型法适用于有丰富基础资料的大中型城市，陈江由于缺少多年供水量基础资料。因此以上三种方法对新乡市凤泉区不适用。经过综合分析研究，根据凤泉区提供的资料，2020年凤泉区规划范围内使用排水设施的人口规模为15万人，收水范围为17.6km2；2020年凤泉区产业集聚区规划面积8.33 km2，规划范围内使用排水设施的人口规模为8万人。本工程采用按城市总体规划分生活和工业用水量分项预测法进行预测。
4.1.2综合生活用水量预测
（1）综合生活用水指标的确定
城市综合生活需水量主要包括居民生活用水和城市公共设施用水，统称综合生活用水。根据调研，新乡市综合居民生活用水指标为110～130升/人•d，同时参考新乡市周围城市用水量指标，并依据《室外给水设计规范》，确定新乡市凤泉区2015年和2020年人均综合生活用水指标分别为110L/人•d和130L/人•d。
（2）城市用水人口规模
依据新乡市总体规划，新乡市凤泉区总体规划及凤泉区产业集聚区总体发展规划，确定凤泉区2015年和2020年总人口规模分别为17.2万人和23万人。
（3）综合生活用水量预测
表4-1 污水收集量预测表
年
份
项
目

近期2015年
远期2020年
人口（万人）
17.2
23
用水指标（L/人•d）
110
130
用水量（万m3/d）
1.89
2.99
4.1.3工业需水量预测
通过对现场的实地调研了解，目前化纤厂的生产污水经过厂区污水处理设施处理后已经达标排放，另外考虑到电厂出水主要污染物为SS，出水经过厂内预处理后也可以达标排放，因此，本次工业用水量预测时不再考虑这两个企业的用水量。
根据统计局提供的凤泉区主要工业的用水量资料如下表，凤泉区2008年其它工业用水量约为1.0万m3/d。
表4-2 2008年主要工业用水基本情况一览表
项 目
企业名称
用水量（m3/d）
1
树脂厂
1512
2
豫新水泥厂
4122
3
化工总站
58
4
白鸽化纤厂
285
5
消防厂
437
6
凯凌食品厂
16
7
磷化总厂
422
8
王牌公司厂
1412
9
宝山丝绸厂
1175
10
合计
9439
根据《新乡市城市总体规划》和《新乡市凤泉区总体规划》及《凤泉区产业集聚区发展总体规划》，城区的工业增长率为10％，考虑到工业用水和工业增长存在着一定的关系，同时根据凤泉区总体规划及凤泉区产业集聚区规划，确定凤泉区城区主要做为居民区为主，企业主要集中在集聚区内，确定了化纤纺织、机械装备制造两大主导产业。由于凤泉区规划区域内的工业均为低水耗，低排水企业，因此确定工业用水的增长率为4％。
城区工业需水量预测见下表：
表4-3 城区工业需水量预测表
年
份
项
目

近期2015年
远期2020年
工业用水增长率
4％
4％
用水量（万m3/d）
1.32
1.60
4.1.4城区总需水量预测
由上面的推算结果，得出城市总需水量预测，其中不可预见水量占总用水量的10%计。
表4-4 总用水量计算结果表
年 份
近期2015年
远期2020年
综合生活用水量
（万m3/日）
1.89
2.99
工业用水量
（万m3/日）
1.32
1.60
不可预见水量
（万m3/日）
0.32
0.46
总需水量（万m3/日）
3.53
5.05
4.2污水量的预测
污水量预测采用的是排水系数法。通常城区的供水量与排水量存在一定的比例关系。凤泉区规划区内分类污水排放系数的确定应结合以下因素：
（1）规划区内污水排放系数应根据综合生活用水量和工业用水量之和占供水总量的比例确定。
（2）规划区综合生活污水排放系数应根据规划的居住水平、给水排水设施完善程度与排水设施规划普及率，结合第三产业产值在国内生产总值中的比重确定。
（3）规划区工业废水排放系数应根据规划区的工业结构和生产设备、工艺先进程度及规划区排水设施普及率确定。
根据《新乡市凤泉区总体规划》及《凤泉区产业集聚区总体发展规划》，规划凤泉区中心城区的性质为：打造城市核心、建立城市空间纽带、复绿成山，筑坝成湖、营造多样化居住组团。凤泉区产业集聚区性质为：全省重要的化纤纺织基地、豫北地区重要的机械装备制造生产区，产城互融的复合型新城区。
根据上述总需水量，污水量预测见下表：

表4-5 2015年污水量预测表
年限
项 目
需水量
（万m3/d）
折减系数
污水量
（万m3/d）
2015年
生活
1.89
0.80
1.51
工业
1.32
0.70
0.92
其它水量
0.32
0.80
0.26
合 计
2.69
表4-6 2020年污水量预测表
年限
项 目
需水量
（万m3/d）
折减系数
污水量
（万m3/d）
2020年
生活
2.99
0.80
2.39
工业
1.60
0.70
1.12
其它水量
0.46
0.80
0.37
合 计
3.88
4.3工程建设规模
根据以上污水量论证结果，得出了凤泉区收水范围内近期（2015年）将产生3.30万吨/日的污水量，远期（2020年）将产生4.49万吨/日的污水量，但是污水从产生到进入污水处理厂还存在一个收集和输送的问题，这就是污水收集率问题。根据目前凤泉区污水干、支管的完善情况预测污水收集率近期（2015年）将达到80%，远期（2020年）管网设计按100％收集率计算。
据此预测污水收集量见下表：

表4-7 污水收集量预测表
项
目
年
份

排放污水总量
（万m3/d）
污水收集率
（％）
可收集污水总量
（万m3/d）
近期2015年
2.69
80
2.15
远期2020年
3.88
100
3.88
根据以上污水