淺談城市市政排水設計思路

張久鵬 于 彎

(大連市市政設計研究院有限責任公司)

作為城市重要基礎設施的市政排水系統，直接決定著城市的生活環境，對改善城市生態環境，節約用水，以及周邊道路的保護具有重要的意義。下文中詳細闡述了城市市政排水設計的主要思路，指出在目前的市政排水設施規劃中，探討了排水系統如何布置、污水管網如何設計計算、污水處理廠工藝流程的如何確定、處理構筑物如何設計計算、排水泵站如何設計等問題，并針對目前普遍存在的城市市政排水設計布置提出對策建議，為目前市政排水工程的規劃提供一點借鑒。

1.城市市政排水設計概論

排水工程作為城市重點工程之一，城市排水管道施工圖設計應符合城市總體規劃和片區控制性詳細規劃的基本要求。排水管網設計應滿足地區經濟和社會長遠發展的需要。排水管道均按遠期設計。新建排水管網充分考慮地塊建設的情況，結合地塊建設規劃及調整方案，在排水管道斷面、平面布置、高程布置上適應功能的需要和接入的可能性、便利性。設計選材在不斷總結科研和工程實踐的基礎上，既考慮技術發展的趨勢，積極推動新技術、新工藝、新材料的應用，同時又兼顧經濟投入的合理性，不可以使用淘汰產品及與國家產業政策不符的材料和產品。排水管道的平面、高程布置充分考慮各種城市管線的敷設走廊，在考慮經濟性的同時預留足夠的空間，為管線綜合提供條件。

2.城市市政排水設計布置原則

市政排水設計布置應當按照城市總體規劃，同時充分結合當地實際情況進行布置，開展多方案的技術經濟比較；先確定排水區域和排水體制，然后布置排水管網，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；協調好與其他管道、電纜和道路等工程的關系；規劃時要考慮使管渠的施工、運行和維護方便；近遠期結合，留有發展余地，考慮分期實施的可能性。

3.城市市政排水設計思路

3.1 排水系統布置

按照分流制排水體制布置排水管道系統。排水區域一般根據地形按分水線劃分，地形平坦的地區按一定的服務面積劃分，使每根干管合理分擔排水面積，盡量減少管道的埋深，少設或不設中途泵站，使污水以最短的距離自流排出。

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，干管垂直于等高線布置，盡量設在集水線上。在地形平坦的地區，為減少平行于等高線的橫支管過長，應適當減少相鄰干管的布設距離。污水干管與主干管應盡量避免和障礙物相交，如遇特殊地形時，應考慮特殊措施，并應在圖上標明。為了保證污水在各構筑物之間能夠順利自流，必須精確計算各構筑物之間水頭損失，包括污水流經處理構筑物本身的水頭損失，污水流經前后兩構筑物管渠的沿程損失、局部損失以及污水流經計量設備的水頭損失，此外，還應考慮污水廠擴建時預留的貯備水頭。

高程布置時，還應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、消化池等構筑物的高程時，應注意它們的污泥水能自動流入到污水處理構筑。高程的布置應考慮全廠土方量的開挖平衡。

3.2 污水管網的設計計算

污水管網的設計計算包括污水管道設計流量計算和污水管道的水力計算。干管、主干管、區域干管及倒虹吸管等應進行詳細的水力計算。街道支管應合理地確定管徑及埋深，以便于概算，不計算管段不必編號，最不利點應校核，對中途泵站或總泵站進行技術工藝設計。

根據管道平面布置，劃分設計管段（定出檢查井位置并編號），確定干管設計管段長度，根據污水管道布置，劃分各設計管段服務街坊排水面積，編上號碼并按其面積形狀計算面積（以公頃計），用箭頭表示污水流向。各設計管段計算流量列表計算。

污水干管水力計算目的在于合理、經濟地確定管徑、充滿度及坡度，進一步求定管道的埋深，水力計算應列表進行，管底標高及管道坡度以三位小數計，而地面標高與管底埋深以兩位小數計。水力計算中的數值V、H/D、I、D應符合規范關于設計流速、最大設計充滿度、最小管徑、最小設計坡度的規定。為減少錯誤，在計算的同時繪制管道斷面草圖，以便進行核對。

3.3 污水處理廠工藝流程的確定

污水處理廠處理流程的確定，應根據污水水質、處理要求以及設計處理能力等因素，通過分析研究并參考相似條件下污水處理廠的運行經驗，經技術分析比較后確定。設計應結合工程和實際情況，盡量采用成熟的新工藝、新技術、新設備、新材料，以節約建設費用，提高經濟效益。

3.4 處理構筑物的設計計算

處理構筑物的選型在專業技術人員指導下進行，應對構筑物選型的合理性進行分析，說明工藝特點。應完成各處理構筑物的初步設計（包括各構筑物的尺寸求定及污水、污泥流程的水力計算）和某些處理構筑物（由專業技術人員指定）的技術設計（確定該構筑物的所有尺寸及其所需要材料與設備等的規格與數量），處理構筑物的設計計算應全面詳細，并附上必要的插圖。

3.5 排水泵站設計

完成排水泵站的工藝設計，設計內容應包括：泵站位置選擇及說明；泵站設計流量和揚程的確定；選泵；泵站構造形式的確定及說明；泵站主要尺寸、設備型號與數量、技術性能等設計與說明；泵站輔助設施的設計與說明；關于泵站設計的其他說明。

3.6 污水處理廠設置

為了有效地對市政污水進行處理，對于生活區、污水處理區、污泥處理區等各區之間以道路相隔，生活區一般布置在夏季主導風向的上風向，在北方地區，并應考慮建筑物的朝向，污泥區一般布置在夏季主導風向的下風下。處理構筑物的布置應緊湊，節約用地并便于管理。一般小型處理廠采用圓形池更為經濟，而大型處理廠則以采用矩形池為經濟。處理占地、構造和造價等因素以外，還應考慮水力條件、浮渣清除以及設備維護等因素。

3.7 處理構筑物的管線設置

連接各處理構筑物的管線（渠）要暢通，盡可能避免管線迂回，同時應充分利用地形，以減少土方量。構筑物之間應有一定距離，以便保證敷設管、渠的要求和運轉管理的需要和施工的要求，一般采用5至10米。但消化池和其他構筑之間的距離不應小于20米。儲氣罐與其他構筑物的間距應根據容量大小按有關規定辦理。對于市政管線種類較多，應綜合考慮布置，以免發生矛盾。管（渠）布置應緊湊、整齊，也應考慮施工、安裝與維護的要求，保持適當的距離。承壓管（如給水管、空氣管、蒸汽管等）可考慮平行架空布置，以節省用地和便于維修，地下埋設的管道盡可能集中并設管廊或管溝。污水和污泥管道盡可能考慮重力自流。污水廠內應設超越管（全廠超越或構筑物超越），以便在發生事故時，使污水能超越一部分或全部處理構筑物，進入下一級構筑物或事故溢流。在污水廠內應有完善的雨水管道系統，必要時應考慮設防洪溝渠。

綜上所述，隨著城市排水的問題出現，排水工程設計逐漸得到設計人員的重視，城市排水管道施工圖設計應符合城市總體規劃和片區控制性詳細規劃的基本要求，市政排水設計布置應當充分結合當地實際情況，注意做好排水系統布置、污水管網的設計計算、污水處理廠工藝流程的確定、處理構筑物的設計計算、排水泵站設計、污水處理廠設置、處理構筑物的管線設置。

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