城市排水系統(tǒng)是指由收集、輸送、處理和排放城市污水和雨水的工程設(shè)施組成的總體，隨著城市排水問題的出現(xiàn)，排水工程設(shè)計(jì)逐漸得到設(shè)計(jì)人員的重視。本文結(jié)合多年的市政排水設(shè)計(jì)實(shí)踐，探討市政排水設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，僅供同行參考。

1城市排水系統(tǒng)的組成


室外污水排水系統(tǒng)

主要包括街區(qū)污水排水系統(tǒng)和街道污水排水系統(tǒng)。
室內(nèi)排水系統(tǒng)及設(shè)備

室內(nèi)各種衛(wèi)生器具和生產(chǎn)車間排水設(shè)備起到收集污、廢水的作用，它們是整個(gè)排水系統(tǒng)的起端。生活污水及工業(yè)廢水經(jīng)過敷設(shè)在室內(nèi)的水封管、支管、立管、干管和出戶管等室內(nèi)污水管道系統(tǒng)流入街區(qū)污水管渠系統(tǒng)。

污水泵站及壓力管道

在管道系統(tǒng)中，往往需設(shè)置泵站把低處的污水向上提升，設(shè)在管道系統(tǒng)中途的泵站稱中途泵站，設(shè)在管道系統(tǒng)終點(diǎn)的泵站稱終點(diǎn)泵站。泵站后污水如需用壓力輸送時(shí)，應(yīng)設(shè)置壓力管道。

污水處理廠

為了處理和利用污水、污泥所建造的一系列處理構(gòu)筑物及設(shè)施，污水處理廠一般設(shè)在城市中河流下游地段，以利于最終污水的排放。污水處理廠是城市建設(shè)的重要組成部分，是城市生產(chǎn)和人民生活不可缺少的公共設(shè)施，處理廠的任務(wù)是認(rèn)真貫徹為生產(chǎn)、為人民生活服務(wù)的方針，充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的效能，按設(shè)計(jì)要求處理好城市污水，減少污染，改善環(huán)境。

再談?wù)勁懦隹诩笆鹿逝懦隹凇Ｅ懦隹谑侵肝鬯湃胨w的出口、是整個(gè)城市排水系統(tǒng)終點(diǎn)設(shè)備；事故排出口是指在管道系統(tǒng)中途，某些易于發(fā)生故障部位，往往設(shè)有輔助性出水口，當(dāng)發(fā)生故障，污水不能流通時(shí)，排除上游來(lái)的污水設(shè)在污水泵站之前的出水口，當(dāng)泵站檢修時(shí)污水可從事故出水口排出。


2設(shè)計(jì)原則與布置思路


排水工程作為城市重點(diǎn)工程之一，市政排水管道施工圖設(shè)計(jì)應(yīng)符合城市總體規(guī)劃和片區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃的基本要求。排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)和排水管道應(yīng)滿足地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的需要均按遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)。新建排水管網(wǎng)充分考慮地塊建設(shè)的情況，結(jié)合地塊建設(shè)規(guī)劃及調(diào)整方案，在排水管道斷面、平面布置、高程布置上適應(yīng)功能的需要和接入的可能性、便利性。設(shè)計(jì)選材在不斷總結(jié)科研和工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，既考慮技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，積極推動(dòng)新技術(shù)、新工藝、新材料的應(yīng)用，同時(shí)又兼顧經(jīng)濟(jì)投入的合理性。未使用淘汰產(chǎn)品及與國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策不符的材料和產(chǎn)品。排水管道的平面、高程布置充分考慮各種城市管線的敷設(shè)走廊，在考慮經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)預(yù)留足夠的空間，為管線綜合提供條件。


　　市政排水布置應(yīng)當(dāng)按照城市總體規(guī)劃，同時(shí)充分結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況布置，進(jìn)行多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；先確定排水區(qū)域和排水體制，然后布置排水管網(wǎng)，從干管到支管的順序布置；充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水并使管線最短和埋深最小；協(xié)調(diào)好與其他管道、電纜和道路等工程的關(guān)系；規(guī)劃時(shí)要考慮使管渠的施工、運(yùn)行和維護(hù)方便；近遠(yuǎn)期結(jié)合，留有發(fā)展余地，考慮分期實(shí)施的可能性。


3市政排水的設(shè)計(jì)要點(diǎn)


3.1 排水系統(tǒng)的布置


　　按照分流制排水體制布置排水管道系統(tǒng)。排水區(qū)域一般根據(jù)地形按分水線劃分，地形平坦的地區(qū)按一定的服務(wù)面積劃分，使每根干管合理分擔(dān)排水面積，盡量減少管道的埋深，少設(shè)或不設(shè)中途泵站，使污水以最短的距離自流排出。高程布置時(shí)應(yīng)考慮污水流程和污泥流程的配合，盡量減少污泥的提升。在確定污泥干化廠、污泥濃縮池、消化池等構(gòu)筑物的高程時(shí)，應(yīng)注意它們的污泥水能自動(dòng)流入到污水處理構(gòu)筑。高程的布置應(yīng)考慮全廠土方量的開挖平衡。


　　確定污水管道布置形式，主干管、干管、街道支管的位置和流向并確定中途泵站、總泵站、污水處理廠及出水口位置。在一般情況下，城市地形多傾向水體，可將主干管沿河敷設(shè)，干管垂直于等高線布置，盡量設(shè)在集水線上。在地形平坦的地區(qū)，為減少平行于等高線的橫支管過長(zhǎng)，應(yīng)適當(dāng)減少相鄰干管的布設(shè)距離。污水干管與主干管應(yīng)盡量避免和障礙物相交，如遇特殊地形應(yīng)考慮特殊措施并應(yīng)在圖上表明。為保證污水在各構(gòu)筑物之間能夠順利自流，必須精確計(jì)算各構(gòu)筑物之間水頭損失，包括污水流經(jīng)處理構(gòu)筑物本身的水頭損失、污水流經(jīng)前后兩構(gòu)筑物管渠的沿程損失、局部損失及污水流經(jīng)計(jì)量設(shè)備的水頭損失等。


　　3.2 污水管網(wǎng)及處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算


　　污水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)算包括污水管道的設(shè)計(jì)流量計(jì)算和水力計(jì)算，干管、主干管、區(qū)域干管及倒虹吸管等應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的水力計(jì)算。街道支管應(yīng)合理地確定管徑及埋深，以便于概算，不計(jì)算管段不必編號(hào)，最不利點(diǎn)應(yīng)校核，對(duì)中途泵站或總泵站進(jìn)行技術(shù)工藝設(shè)計(jì)。根據(jù)管道平面布置，劃分設(shè)計(jì)管段，確定干管設(shè)計(jì)管段長(zhǎng)度；根據(jù)污水管道布置，劃分各設(shè)計(jì)管段服務(wù)街坊排水面積，編上號(hào)碼并按其面積形狀計(jì)算面積，用箭頭表示污水流向。各設(shè)計(jì)管段計(jì)算流量列表計(jì)算。


　　污水干管水力計(jì)算目的在于經(jīng)濟(jì)合理地確定管徑、充滿度及坡度，進(jìn)一步求定管道的埋深，水力計(jì)算應(yīng)列表進(jìn)行，管底標(biāo)高及管道坡度以三位小數(shù)計(jì)，而地面標(biāo)高與管底埋深以兩位小數(shù)計(jì)。水力計(jì)算中的數(shù)值V、H/D、I、D應(yīng)符合規(guī)范關(guān)于設(shè)計(jì)流速、最大設(shè)計(jì)充滿度、最小管徑、最小設(shè)計(jì)坡度的規(guī)定。為減少錯(cuò)誤，在計(jì)算的同時(shí)繪制管道斷面草圖，以便進(jìn)行核對(duì)。


　　處理構(gòu)筑物的選型在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下進(jìn)行，應(yīng)對(duì)構(gòu)筑物選型的合理性進(jìn)行分析，說明工藝特點(diǎn)。應(yīng)完成各處理構(gòu)筑物的初步設(shè)計(jì)（包括各構(gòu)筑物的尺寸求定及污水、污泥流程的水力計(jì)算）和某些處理構(gòu)筑物（由指導(dǎo)教師指定）的技術(shù)設(shè)計(jì)（確定該構(gòu)筑物的所有尺寸及其所需要材料與設(shè)備等的規(guī)格與數(shù)量），處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)全面詳細(xì)并附上必要的插圖。


　　3.3 污水處理廠的設(shè)置及工藝流程的確定


　　為有效地對(duì)市政污水進(jìn)行處理，對(duì)于生活區(qū)、污水處理區(qū)、污泥處理區(qū)等各區(qū)之間以道路相隔，生活區(qū)一般布置在夏季主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向，在北方考慮到建筑物的朝向，污泥區(qū)一般布置在夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)下。處理構(gòu)筑物的布置應(yīng)緊湊，節(jié)約用地，便于管理。一般小型處理廠采用圓形池較為經(jīng)濟(jì)，而大型處理廠則以采用矩形池較為經(jīng)濟(jì)。除了占地、構(gòu)造和造價(jià)等因素以外，還應(yīng)考慮水力條件、浮渣清除以及設(shè)備維護(hù)等因素。連接各處理構(gòu)筑物的管線要暢通，盡可能避免管線迂回，同時(shí)應(yīng)充分利用地形，以減少土方量。


　　構(gòu)筑物之間應(yīng)留有5～10m的距離，以便保證敷設(shè)管線的要求和運(yùn)轉(zhuǎn)管理的需要以及施工要求；但消化池和其他構(gòu)筑之間的距離應(yīng)≥20m。儲(chǔ)氣罐與其他構(gòu)筑物的間距則根據(jù)容量大小按有關(guān)規(guī)定辦理。市政管線種類較多，應(yīng)綜合考慮布置，以免發(fā)生矛盾。管線布置應(yīng)緊湊整齊，考慮到施工、安裝與維護(hù)的要求，要保持適當(dāng)?shù)木嚯x。例如給水管、空氣管、蒸汽管等承壓管可考慮平行架空布置，以節(jié)省用地和便于維修，地下埋設(shè)的管道盡可能集中并設(shè)管廊或管溝。污水和污泥管道僅可能考慮重力自流。污水廠內(nèi)應(yīng)設(shè)超越管，以便在發(fā)生事故時(shí)，使污水能超越一部分或全部處理構(gòu)筑物，進(jìn)入下一級(jí)構(gòu)筑物或事故溢流。在污水廠內(nèi)應(yīng)有完善的雨水管道系統(tǒng)，必要時(shí)應(yīng)考慮設(shè)防洪溝渠。


　　污水處理廠處理流程的確定應(yīng)根據(jù)污水水質(zhì)、處理要求以及設(shè)計(jì)處理能力等因素，通過分析研究并參考相似條件下污水處理廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)技術(shù)分析比較后確定。設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合工程和實(shí)際情況，盡量采用成熟的新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備、新材料，以節(jié)約建設(shè)費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)效益。


4結(jié) 語(yǔ)

在市政排水工程建設(shè)過程中堅(jiān)持突出重點(diǎn)以人為本、節(jié)約能源保證功能、保護(hù)環(huán)境經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則，以高效安全及環(huán)保經(jīng)濟(jì)為訴求，以高效能管理高起點(diǎn)規(guī)劃、高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)高水平設(shè)計(jì)為目標(biāo)，切實(shí)提高城市排水系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量和綜合效益努力構(gòu)建綠色及人文健康的城市排水基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)環(huán)境，構(gòu)筑經(jīng)濟(jì)與文化發(fā)展相適應(yīng)的社會(huì)布局，特點(diǎn)更加突出合理以及更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保的城市排水體系。