浅谈城市排水规划.pdf

1 8 0 防洪排水 城 市道桥 与防洪 2 0 1 2 年 6 月第 6 期 浅谈城市排水规划 陈 慧禾 ( 天津 市市 政工程 设计研 究 院 ， 天津 3 0 0 0 5 1 ) 摘要： 城市排水规划是城市建设的重要组成部分， 要编制出适应城市近期和远期的发展 ， 符合 国家节能减排的原则 ， 能充分 发挥排水设施作用 ， 保证城市水环境不受污染 的排水规划， 需要掌握城市建设发展 、 城市现状 、 存在的问题等情况 ， 并提出合 理 的解决 对策 。该文 介绍 了编制 城市排 水规 划应 注意 的一些要 点 、 雨 水 和污水 规划 方案 制定 的方 法 、 近期 改善城 市 环境 的措 施 ， 为今后 城 市排水 规划 的制定 提供 了参考 意见 。 关键词： 城市排水规划 ； 雨水 ； 污水 ； 河湖水系 中图分 类号 ： X 3 2 1 文献标 识码 ： B 文章 编号 ： 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 2) 0 6 0 1 8 0 0 4 1 城市排水规划要点 1 1 概 述 城市排水专项规划工作应依据城市总体规划 及相关专项规划 ， 在现有资料 的基础上 ， 体现先进 的规划理念 和排水技术 的进步 ，力求满 足新形势 下排水建设 的需要 ， 完善市政排水设施 ， 其重点工 作内容是 ：在满足总体规划的前提下合理规划排 水系统 ， 优化泵站布局、 完善排水体系 ； 合理规划 水资源， 提高再生水回用率， 实现城市河湖水系的 良性循环； 保护城市生态环境， 对市政污泥提出可 行 的处置规划 ； 制定切实可行 的工程建设计划等 。 虽然各个城市 的建设及发展不一样 ，排水方 式及多年 的管理方式各不相同 ，但是对于排水工 程规划都有一些共性的原则及排水 问题 ，根据笔 者 多年设计经验 ，总结出 以下城市排水 中常见 的 问题及规划 中应注意 的事项供同行参考 ，希望能 起到抛砖 引玉的作用 。 1 2 排水规划需解决的问题 城市 排水 规 划作 为 城市 排 水工 程 建设 的依 据， 宏观控制其建设方向、 建设规模。如何适应城 市经济发展水平， 更有效地、 合理地指导排水设施 建设 ， 更 紧密地与总体规 划结合 ， 保护生 态环境 、 基本消除水环境污染 ，有效保护并合理利用水资 源 、 形成稳定可靠的生态安全保 障体系 ， 最终实现 “ 人 口、 资源、 环境” 三位一体的协调发展， 是人们 应认真研究 的问题 。 1 3 排水规划编制要点 城市排 水规划编制要 基于 以下五个 方面的考 虑 ： 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 3 0 5 作者简介 ： 陈慧 禾 ( 1 9 6 0 一 ) ， 女 ， 天津 人 ， 高级 工程师 ， 从事 给 水排 水工 程设 计 与科研工 作 。 ( 1 ) 以科学 发展观为基本 出发点 ； ( 2 ) 适应新形势下城市总体规划调整； ( 3 ) 体现排水领域科技进步发展 ； ( 4 ) 推动水资源可持续开发利用 ； ( 5 ) 全面提高城市整体环境质量 。 1 4 城 市排水规划的依据 在进行排水规划编制时 ，在符合 国家有关 政 策 、 法 规 、 有关标准及规 范的基础上 ， 要 收集 与该 城市建设有关 的基础资料及相关规划作 为排水 规 划的依据 ， 如城市 总体 规划 、 城市用 地详细规 划 、 城市防洪规划 、 城市供水规划 、 城市绿化规划、 城 市河湖水 系规划等 ，这些都是 排水 规划 的基础资 料， 排水规划必须与这些规划保持一致， 才能使排 水规划符合城市近 、 远期建设 和发展 。 其次 ， 要 了解该地 区的给水 、 排水现状及河湖 水系现状情况 ， 从而合理确定排水标准 、 排水 出路 及充分利用 已有排水设施 。 1 5 城市排水规划应遵循的原则 城市排水规划应遵循全局观原则 ；高起点 原 则 ； 以人为本 的原则 ； 近远 期结合原 则 ； 体现生 态 发展原则； 先进性原则； 高效节能原则。 1 6 城市排水规划要达到的 目标 紧紧 围绕保 护水资源这个核 心 ，确保水 资源 保护与节约用水 、 水污染治理与水资源化 的实现 ， 从 区域 、 整体 上实现雨污分 流 ， 加强雨 、 污水设 施 的建设 ， 避免雨 季城 区淹泡 ， 提高污水处理 率 ， 促 进雨 、 污水 资源化 、 产业化 ， 实 现水资源 的 良性循 环 。 1 7 城市排水规划的规划 内容 根 据城市总体规划 的规划年 限在规划控制 区 内的雨水 、 污水工程管网、 泵站、 污水处理厂规划。 1 8 城市排水规划的前期工作 要对城市 的建设用地现状及规划 、 社会经济 、 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 2 年 6 月第 6 期 城 市道桥 与防洪 防洪排水 1 8 1 人 口现状及 规划 、 自然 条件 、 气候 、 工程 地质 、 地 形地貌 、 水 文和水文地质 、 河流水 系分布情况 、 市 区水 资源 总量情 况 、 市 区供 水量 情况 、 水环 境 质 量现状做 出详细 的调查 了解 ， 分析对 排水工程 的 影响 ， 从 而制定 出合理 的排水规划方案 。 1 9 分析拟规划 区域的用地情况及特点 要分析现状城市建设用地面积情况 ，人均用 地 面积 。随着近年来城 市社会经 济的发展 ， 工业 化的步伐逐渐加快 ， 传统的用地格局已经逐渐被 打破。新建的开发区已突破城市区域， 在城区周 边集 聚 ， 以老城 区为 中心 向外扩展是 城市发展 的 必然结果 。 城市各类建设用 地特点 ：从许 多城 区现状用 地 布局来 看 ， 除了各 个经济 技术 开发 区外 ， 工业 用地 大部分 分布在城 区以外 ， 而在城 区 以内尚有 一 些工业零星布置。居住用地与其它用地 区分不 清 晰 ， 并且在 靠近城 区的居住用地 中混有部分农 业用地 ， 居住用地不能形成整体 。 1 1 0 城市排水体制选择 城市排水体制的选择是城市排水系统规划的 首要 问题 ， 它直接关系到排水 系统的设计 、 施 工 、 维护和管理 ，对城市规划和环境保护影响深远 ， 同时也影 响排水工程 的初 期投资 、 总投资和运行 管理费用。根据 室外排水设计规范 ， 除降雨量 少的干旱地区外 ， 新建地区的排水系统应采用分 流制。现有合流制排水系统， 有条件的应按照城 镇排水规划的要求 ， 实施雨污分流改造 ； 暂时不 具备雨污分流条件的， 应采取截流、 调蓄和处理 相结合的措施 。 2 污水 工程 专项 规划 2 1 污水规划原则 ( 1 ) 污水管网规戈 0 应在服从城市总体规划的前 提下 ，充分 利用现有排水设 施作 出全 面规划 ， 逐 步完善污水 管网系统 ， 扩建 、 增建污水 处理厂 ， 提 高污水处 理率 。 ( 2 ) 污水系统的管线布置充分利用城市地形及 道路布 局 ， 尽量 减 少与河 流 、 明沟 、 铁 路 、 涵 洞等 地下构筑物以， 及其他管线交叉 ， 尽可能地布置 在坚硬密实 的土壤 中， 当管道埋 深过深 时应 设置 污水提升泵站 。 ( 3 ) 规划管 网的污水干管一般沿城市道路布置 ， 管道 布置应简洁顺 直 ， 应尽量避 免在市 区主要 商 业街及狭窄的街道下铺设 ， 污水管道通常设在污 水量较大或地下管线较少一侧的非 机动车道或机 动车道下面， 当道路宽度超过 4 0 m时 ， 宜在道路 两侧设置污水管 。 ( 4 ) 对于老城区雨污合流制区域 ， 近期采用合 流式截流制，远期规划原有合流制管道用可作雨 水管 ， 新建 污水管道 。 ( 5 ) 排人城市污水管道的污水应达到 污水排 入城 市下 水道 水质 标 准方 可排 入城 市 污水 管 道 。 ( 6 ) 城市污水处理厂出水应达到 城镇污水处 理厂污染物排放标准后方可排入城市废水受纳 水体， 受纳水体应具有足够的环境容量。 2 2 污水设施现状及分析 旧城 市的污水管 网覆盖率很低 ，虽然 老城 区 部分区域的污水 主干管 已经基本形成 ，但还 有部 分地区污水设施属 于空 白区。排水规划充分 考虑 现状 ，尽量利 用和发挥 现有排水设施 的作用 ， 使 规划新建排水 系统 与现状排水设施有机结合 。因 此 ， 对 现状排水设施 的能力分析是非 常必要 的。 ( 1 ) 现状 污水量 ： 根据供 水资料 、 城 市现状人 口、 工业总产值 、 排污设施、 污水收集率等资料来 估算城区现状的生活、 工业污水量。 ( 2) 排水设施 现状 ： 过去 旧城区排水系统 大部 分为雨污合流制 ，未形成完整的排水 系统 ，一些 工业 废水 和生 活 污水未 经处 理直 接排 入城 区池 塘，城市排水体制的不健全，导致城区水体污染 严 重 ，所 以在进行排水规划时要对 已建成 的现状 污水处 理 厂 、 泵站 、 管 网的规模 、 功 能 、 破 损程度 进行详细的了解 ，以便于充分利用现有排水设 施。 2 3 城市污水系统普遍存在的 问题 目前城市 的排水系统还有部分地 区是雨 污合 流制 为主 ，随着城市 的发展 ，现有排水 系统普遍 存在 污水未经处理排人河道 ，污染环境 ；污水 收 集率低 ，污水处理厂不能正常运行 ；排水设施不 满足城市发展的需要 ； 管道坡降小、 淤积严重、 维 护管理难度大 。 2 4 污水量预测及水 力计算 2 4 1 污水量预测 污水量预测是根据城市需水量预测 ，目前 国 内在城市需水量预测中最常用的方法是用地指标 法、城市单位人口综合用水量指标法 、城市单位 建设用地综合用水量指标法、不同性质用水指标 法等 ， 根据 城市给水工程规划规范 、 室外给水 设计规范 、 城市总体规划 对城区给水量预测 ， 再根据城市污水收集率计算城市污水量。 2 4 2 污水 比流量确定 目前我国大部分城市的用地主要是居住用 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 8 2 防洪排水 城 市道桥与防洪 2 0 1 2 年 6 月第 6 期 地 、 公共设施用地 、 工业用地 、 仓储用地 、 对外交通 用地 、 道路广场用地 、 市政公用设施用地 、 绿化及水 域等，根据单位建设用地计算用水量预测污水量， 考虑到城市发展过程 中用地性质的不确定性 ， 为避 免用地性质发生调整后不致 出现排水设施排水能 力不足 的情况 ， 在计算 面积及 比流量时 ， 将对外交 通用地、 道路广场用地、 市政公用设施用地、 绿地面 积按综合生活用地 、 工业用地 占建设用地面积 比例 均摊到综合生活用地 、 工业用地面积中。 2 4 3 管道水力计算 依照 目前的计算手段 ， 对城市大面积污水管网 的水力计算已经不是很复杂的工作了， 应做比较系 统的水力计算， 确定城区主要污水干管的管径和控 制坡度及高程。 2 5 污水工程规划方案的制定 2 5 1 污水出路 根据总体规划要求及周边水系 的位置和地表 水环境质量标准 ， 确定城区的污水处理标准及排水 出路。 2 5 2 污水系统规划方案 对 于城 区地形 比较平缓 ， 河 流 、 水 系也相对较 为密集的城市 ，根据在建和已建有排水设施情况 ， 充分利用城市地形条件及现状污水收集 、 输送及处 理设施 ， 在城市总体规划的指导下 ， 结合主城区地 形和环境要求 ， 采用近远期结合 、 统一规划 、 分步实 施的原则进行排水规划。其排水体制将逐步变为雨 污分流制 ， 在原有合流制系统基础上 ， 新建污水干 管及支管 ， 形成完 善的排水收集系统 ， 收集城 区污 水进入污水处理厂进行集中处理。 总体规划方案 ： 根据 城市 总体规划 ， 城 区划 分为若干个排水分区 ， 规划要考虑到城市现状建设 用地情况 ， 使排水设施的实施与城区建设能同步发 展 ， 城区所排放 的污水适应生化处理工艺流程的要 求， 在充分结合、 利用各现状排水设施的前提下， 尽 量减少泵站和污水排水 系统 的数量 ，并尽量 结合 地形 、 地貌等实际情况 、 城区的各个排水系统干管 的埋深情况 、需要增加污水提升泵站 的位置情况 将各个排水分 区分为多个 污水子 系统 。根据排水 分 区来确定合理 的污水处理厂位置 、出水水质达 到的标准要求 。还要对城市市政 污泥 的处理和处 置提 出合理 的处置方案 ，污泥处 理与处置 以减量 化 、 无 害化 、 资源化为原则 ， 另外规划方案要充分 考虑污水的资源化。 3 雨水工程专项规划 3 1 雨水规划原则 ( 1 ) 满足 城市总体规划 要求。 ( 2 ) 排水体制实行雨、 污水分流制。 ( 3 ) 以不同河湖水系为雨水 出路来划分雨水系 统。 ( 4 ) 充分利用城市现有及拟建河湖水系 ， 各雨水 系统尽量采用重力流 ， 在利用地形保证雨水就近人 河的基础上 ， 减少提升泵站 ， 节省电耗 ， 降低排水设 施的运行管理费用及维护管理费用。 ( 5 ) 保留城 区原有坑塘 ， 确保水面面积不减少。 ( 6 ) 雨水工程规划符合 国家现行规范规定和行 业标准 。 ( 7 ) 充分吸收国内同类型地 区的经验 ， 使雨水工 程专项规划具有经济、 合理、 可行的特点， 使雨水系 统既有一定的超前性和现代化水平 ， 又符合城市的 实际情况 ， 便于将来工程 的进一步实施。 ( 8 ) 充分考虑雨水的储存与雨水利用。 3 2 雨水规划标准 暴雨强度采用 当地暴 雨强度公 式来计算雨水 量 。 设计重现期： 根据 室外排水设计规范 重要干 道 、 重要地区或短期积水即能引起严重后果 的地区， 例如城市的地道一般采用 3 5 a ， 一般地区采用 l 3 a ， 而 目前大部分城市的一般地区多采用 1 a 。 径流系数 ： 根据地面类别取值 ， 不同地块采用加 权平均取值。 3 3 确定雨水出路 城市 最终 的雨水 出路一般都是过境 的一级河 道 ，区内的雨水是通过遍布于城区的二级河道排人 一 级河道 ， 同时还要充分利用城区的河湖水系调蓄 雨水 ， 减少暴雨水量对下游河道的冲击 ， 在进行排水 规划时 ， 本着节能减排的原则 ， 雨水就近排入城市二 级河道及湖泊， 尽量采取 自流人河的排水方式。将 雨水排入城区雨水受纳水体。 3 4 城市规划区域内及周边水系 对 于规划 区域 内的河道要 了解河道 的规划 功 能、 起点及终点 、 河道全长 、 流域 面积 、 河水流向、 河 道流经城市段的规划宽度， 规划河底、 河堤高程 、 正 常河水位 、 洪峰流量 、 历史高水位 、 设计排涝水位 、 与 河道相连的各个支流等河道参数 。因为规划 区域内 及周边的河湖水系是城市雨水的主要出路， 根据河 道参数可以合理确定城市雨水排除方式。 3 5 雨水排放设施存在的问题 我国大部分城市都是依水而发展起来的， 即城 市 内部及周边均有用于排水的坑塘 、 河道 、 湖泊 ， 汛 期雨水先经城区内的坑塘调蓄后再排出城区。而今 随着城市建设发展， 城区内部分坑塘被填垫后开发 利用， 城区的水面面积逐渐减少 ， 调蓄能力大大降 低。另外， 由于资金有限， 旧有排水设施未能随地区 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 2 年 6 月第 6 期 城市道桥 与防洪 防洪排水 1 8 3 建设同步改造， 部分排水设施建设年代已久， 其设计 标准均偏低， 设施老化 ， 年久失修， 甚至不能正常运 转 ， 造成雨季积水 ， 严重影响人 民生活和工业生产 ， 使 国家经济和人民群众财产受到不同程度的损失。 3 6 雨水工程规划方案 雨水规划要对区内的排水体制 、 雨水排放河道 、 雨水排放出路、 排放水量、 排放方式等都分别做出相 应规划。 3 6 1 雨水排放河道规划 自然河流系统是城市防洪蓄涝的主体结构， 在 规划中结合 城市水系规划 ， 通过建立城市连续和 完整 的区域水系网络和必要的水利设施 ，将城市水 系与防洪 、 调蓄 、 排涝紧密联系 ， 为城市雨水排放打 下 良好基础。 根据城市河道水系现状 ，一般将河道分为一级 河道、 二级河道 、 雨水边沟等几种标准。 一 级河道作为城市 防洪排涝 的主要河道 ，一般 均设有防洪堤坝 ， 行洪时的河道水位 比较高 ， 雨水 自 流入河 比较困难 ，而且不宜在堤坝上设很多的雨水 出水 口， 因而 ， 对于地势平坦 的城市 ， 向一级河道排 放雨水应以集中设置大型雨水泵站强排 为主，在河 道的洪峰过后 ， 水位较低时可以 自流排放。 二级河道主要是指与一级河道连接或所在排水 区域起主要排水作用的河道 ， 河道遍布整个城市 ， 水 位一般低于城市干道地面 ，在与一级河道连接处一 般有大型闸门控制， 在一级河道行洪水位高时， 关闭 闸门， 防止洪水流入。在一级河道行洪过后 ， 水位低 时闸门打开 ， 城区内大部分排水明渠 、 管道直接排入 二级河道 ，因此二级河道将作为城市雨水排放的主 体， 并兼有部分调蓄功能。 规划要确定二级河道各水 力要素 以满足汛期城市排水要求 。 规划应对一级河道 、 二级河道 、 雨水边沟 、 管道 的各水力要素如起点 、 终点 、 长度 、 底宽 、 边坡 、 河底 控制标高、 常水位 、 汛前水位 、 管道 的管径等注 明规 划控制数据 ， 以满足汛期城市排水要求 ， 保证城市排 水设施能按照规划实现 。 3 6 _ 2 雨水收集排放系统规划 雨水收集 系统的选择 ：城市雨水主要是通过雨 水边沟 、 雨水管道收集排放的 ， 雨水管渠系统应能通 畅及时地排除汇水面积 内的雨水 ，局部地势较低不 能 自流排入水体的雨水设置雨水泵站强排 ，并尽量 结合地形、 地貌实际情况， 将城区分成若干个雨水排 放系统。 对于我国南方城市特别是雨量充沛 ，有足够的 地面坡降可以利用 ，而且很多现有及规划 的河湖水 系可利用 ， 为 了减少工程投资及运行管理费用 ， 可采 用明渠或盖板涵作为主要雨水收集设施 ，雨水干渠 的平面布置方式可采用分散出水 口式 的布置形式 ， 就近排人河道。 对于北方地区 ， 雨量偏少 ， 城市地势平坦 ， 宜采 用排水暗管加泵站的雨水收集方式收集排除雨水。 3 6 3 雨水泵站规划 确定泵站服务范围，并根据泵站服务面积及上 游管渠埋设深度及雨水受纳河道的情况确定泵站规 模及形式 。 4 提出近期排水设施计划 在城市建设发展速度较快 的今天 ，在完成城市 排水规划 的同时 ，要结合城市在建和 已建 的排水设 施 ， 制定投资少见效快的近期排水实施方案 ， 解决近 期排水问题 ， 降低污水对已建成区的环境污染程度 ， 营造城市中心 的良好环境风貌。 另外许多城市现状雨水排水设施与规划 目标差 距较远 ， 由于雨水工程投资较大 ， 按照远期规划方案 一 次将全部排水设施实施完毕 ， 难度很大， 且需要巨 额资金，所以在保持与远期规划一致的前提下主要 针对河道、积水严重地段及现状泵站提出投资少的 改造方案及建议 ，大部分城市急需改造的内容包括 以下几部分。 ( 1 ) 河道改造 ： 恢复已经断流的河道， 使城市水 系相互连通； 河道清淤整治， 使各控制标高满足城市 水系规划要求 ； 恢复河道断面 ， 并使其逐步达到城市 水系规划要求断面； 蓄水湖整治 ， 充分发挥城 内调蓄 雨水的河湖水系的蓄水能力，并且能在汛期及时将 雨水排人下游水系， 因此要将河湖连通 ， 河道疏通， 以保证汛期雨水迅速外排。 ( 2 ) 排水管渠改造： 调整排水出路， 降低负荷大 的管涵的过水量， 使其达到设计能力。 ( 3 ) 泵站改造 ： 随着城市地面硬化面积 的增加 ， 地区雨水量逐渐增大 ， 造成汛期泵站超负荷运行。 因 此利用已有的泵站土建设施 ， 通过更换设备 ， 增加泵 站的排水能力是投资少见效快的方法之一。 ( 4 ) 区夕 - 雨水截流 ： 一些老城区周边新开发 的区 域汛期雨水对 旧城区有一定的威胁 ，利用 旧城区周 边水系， 防止区外客水进人老城区， 使其发挥应有作 用 ， 并在与城区连接处设控制闸， 引导外部雨水通过 河道外排 ， 减少老城区排水压力。 ( 5 ) 截污工程 ： 为保证河道水质 ， 在城 区合流制 排水系统的河道两岸铺设截污管 ，将污水截流人污 水管 网系统 ， 经污水处理厂处理后排入河道。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m