城市污水系统规划探讨

摘要：为了加快城市污水治理，适应城市经济和各项社会事业快速发展，保护城市居住环境和生活质量，须制定污水管道系统工程规划。城市污水系统规划水量规模十分重要，本文探讨城市污水系统专项规划过程中预测水量规模的依据及需注意的问题。
关键词：城市污水，规划、水力
城市污水系统治理工程规划是城市社会经济发展规划的重要组成部分，是水环境系统的非结构性控制措施。城市污水系统工程从各规划阶段到具体项目实施，确定其水量规模是首要内容，规模预测是否符合发展趋势和实际需要，将对水资源的合理利用、工程总体布局、实施步骤和工程费用产生重大影响。目前，有些城市由于预测规模偏大，建成工程不能充分发挥效益;又有些项目由于预测规模滞后，影响城市建设和经济发展，因而合理确定水量规模十分重要。
本文结合某区污水系统专项规划，就规划过程中污水量预测、排水体制、水力计算等方面的问题进行探讨。
一、规划总体原则
在进行污水系统规划时应尽量保留利用已建污水管道，结合周边用地的具体条件和该区域的规划结构。根据该地区发展性质和居住人口规模，优化城市空间结构、合理配置城市功能。在制定城市污水系统工程规划遵循以下基本原则：
1、必须从生态系统的特点出发，与城市总体规划相协调，注意与流域及水利建设规划、城市总体建设规划、经济发展规划、社会发展规划的结合；与工业结构调整相结合；与城市建设相结合。
2、结合道路、竖向规划、地形、地貌、规划设计意图和景观风貌特色等因素，技术合理、经济可行、因地制宜探索最佳技术线路，努力节省投资运行费用。
3、污水管道应按远期设计，但可根据规划和建设情况分期实施，逐步完善。
4、充分考虑与相邻区域的相应污水系统工程规划部分的衔接，充分利用已建污水截污管，提升泵站等的作用，利于协调和继续深化工作。
5、在方案设计中，严格按照国家最新制订的相关法规、政策和标准。
二、排水体制
城市排水体制要结合区域的地块开发和道路建设，宜采用雨污分流排水体制，按分流制进行规划设计。由城市污水管网收集、输送该区生活污水、商业污水和工业废水，最后送至污水处理厂进行处理。将生活污水及性质相近的无毒工业废水集中统一处理，工业废水应自行处理达标后，才能排入市政污水管道。各工业企业应做好污染防治工作。环保部门应严格把关，工业废水处理达标后方可排放。
三、污水量预测
在进行污水系统规划时，对污水量的合理地、科学地预测是非常重要的一环，对今后整个区域的污水系统建设是否可行、合理起关键作用。对现状污水量情况、人口资料进行广泛收集，充分统计，并应考虑以下几个方面的情况：
1、污水量的影响因素
《城市排水工程规划规范》（GB50318-2000）中关于城市污水量预测方法提出：“城市污水量应由城市给水工程统一供水的用户和自备水原供水的用户排出城市综合生活污水量和工业废水组成”，“城市污水量宜根据城市综合用水量（平均日）乘以城市污水排放系数确定”，其中污水排放系数提出0.70～0.80的数值。实际影响污水量有下述因素：

2、污水排放系数
城市污水系统收集包括：生活污水、公共设施污水、工业废水和渗入地下水。用水量真正消耗性的用水很少，大部分水使用后变成废水被城市排水系统收集。按《室外排水设计规划》（GBJ14-87）规定，综合生活污水排放系数为：80%～90%：《城市排水工程规划规范》（GB50318-2000）对城市污水排放系数为：0.70～0.90，城市工业废水排放系数可在：0.70～0.90之间。
3、城市综合生活污水量指标
污水量排放指标是预测或计算城市污水量的重要参数，它对城市污水系统规模的合理确定有着重要的作用。为了科学合理的确定该指标，一般应对供水量进行实测，并结合现行的国家标准、规范，借鉴国内外相似城市的用水经验进行综合考虑。
4、工业单位用地用水量指标
可根据各地区的工业发展情况而定，按照《城市排水工程规划规范》，二类工业单位用地用水量指标为：2.00～3.00万m3/km2/d。由于水资源缺乏和水污染加剧，国内外工业用水量呈减少的趋势，结合工业发展的实际情况，在对该区污水规划中，工业单位用地用水量指标取值：2.00万m3/km2/d。
5、截流倍数
对于合流制排水系统，截流倍数的合理确定是影响城市水环境控制的重要因素。与经济、环境、水文等因素有关，一般而言，截流倍数大，暴雨溢流的次数就越少，水体受污染的程度就越轻，环境效益好，但工程的投资要增加；截流倍数小，虽然工程投资少，但对环境有负面影响，设置经济合理、技术可行的截流倍数，可以兼顾环境效益、经济效益和社会效益。一般地，我国截流倍数取值在1～3之间，当旱季污水水质较浓或溢流口在城市上游的，截流倍数数值宜采用较大值，相反则应采用较小值。
四、规划污水量
规划污水量的科学预测是合理确定污水管道系统、中途提升泵站规模及污水处理厂规模最重要的前提和基础。建议采用分类水量预测法，关系如下:
综合生活污水量=综合生活污水量指标×规划人口
工业废水量=工业废水量指标×（1-工业企业综合生活污水量比例）×（1-供水管漏失系数）×工业废水排放系数×工业用地面积
城市污水量=综合生活污水量+工业废水量
设计污水量（平均日）=城市污水量+地下水渗入量
五、水力计算
污水管道采用钢筋混凝土内衬PVC圆管，污水提升泵站后的压力管段采用钢管。为了使管道内污水保持稳定流动，不致淤积，并为便于清淤，规划区内污水管道最小管径确定为D400。为尽量减少管道埋深，干管设计坡度采用相应管径设计充满度下最小设计流速控制的最小坡度，具体分别为：

通过对各个排水流域内污水干管的计算，分别确定干管的设计流量、管径、坡度等。最后主干管最大管径为D1200，相应的设计坡度0.0007，设计流速0.93m/s。
污水支管设计一般也采用最小坡度，对于局部地形坡度较大的支管，可采用较大的坡度。
检查井内上下游干管衔接一般采用管顶平接，部分管段采用设计水面平接，以减小埋深。支管接入应采用管顶平接或跌水接入。跌落水头大于1米时，设跌水井消能；跌落水头小于1米时，只在检查井中做成斜坡，不需做跌水设施。任何情况下进水管底不得低于出水管底。
为满足街区管道在衔接上的要求，管道起点最小埋深确定为2.5m。在局部地区如没有街区管道接出的可略为减小。
流量计算公式：
Q=A×V
V= ×R2/3×I1/2
其中：Q为流量（m3/s）,A为过水断面面积（m2），V为流速（m/s）
R为水力半径（m）,I为水力坡度。
通过上述公式可求出各种规格的污水管道与设计流量、管道长度、坡度、流速等参数关系。
六、结束语
城市水污染防治，是一项资金投入大、建设周期长、涉及范围广的系统工程，需要不断完善服务区域的设施配套，提高收集能力，强化点源治理，才能充分发挥系统的作用。必须把城市规划和污水治理规划有机地结合起来，在城市建设中突出了对片区污水治理的“三同时”，较好地维护了城市污水治理系统的完整性，加快了城市污水收集、治理的速度。
城市污水管道系统工程的实施，能大大削减排入水体的BOD.COD、N、P等污染物负荷，明显改善水环境，同时，可改善服务区投资、旅游环境，促进经济、贸易和旅游业等全面发展；充分考虑影响污水系统规划中的因素，对节省工程的投资和避免资源的浪费，具有一定的指导意义。