城市雨水污水工程专项规划设计分析_钱海艳.pdf

LOW CARBON WORLD 2023/6城市雨水污水工程专项规划设计分析钱海艳（荆州市城市规划设计研究院，湖北 荆州 434000）【摘要】对于现代城市而言，水系统的建设管理与科学运用极具关键性。从目前来看，水资源利用与水污染治理已成为城市化进程中亟待解决的突出问题，做好相关专项工程规划与有效策略落实势在必行。基于此，先从分层设计、效益综合、因地制宜3个角度出发，探讨城市雨水污水工程专项规划设计的实施原则，围绕做好城市现状调查、分析关键指标信息、优化设计管网系统等方面，分析城市雨水污水工程专项规划设计的实施要点。【关键词】城市建设；雨水污水工程；专项规划设计；海绵城市【中图分类号】X703【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2023）06-0013-030引言城市雨水污水工程是关乎国计民生的重要市政工程，具有覆盖范围广、建设周期长、投入成本高、风险来源多、技术含量高等特点。在此背景下，若城市雨水污水工程的建设质量、投用效果不理想，不仅会耗费大量的人力、物力、财力，还会对城市生态系统的可持续发展产生负面影响。因此，在开展城市雨水污水工程建设时，必须在规划设计工作中充分体现专业性、科学性、系统性、先进性。1城市雨水污水工程专项规划设计的实施原则1.1分层设计原则在城市雨水污水工程建设中，要明确城市区域的广阔性特征与市政给排水管理的精细性要求。若仅着眼于城市整体实施建设活动，既不利于把控建设细节的质量，又容易出现多种风险隐患。因此，在开展城市雨水污水工程专项规划设计时，设计人员应坚持“大处着眼、小处着手、分层落实”的设计原则。具体来讲，可从宏观、中观、微观 3 个层级开展规划设计：宏观规划应着眼于城市所处整体区域，并对城市内外影响工程建设的自然、人为、设施、规范等因素进行调查分析。中观规划则可适当缩小规划范围，着眼于城市内部的管网、水循环、“海绵城市”等系统进行设计。微观规划则需要着眼于具体的道路、社区等小区域，并根据不同小区域的实际情况，设计雨水污水微循环系统1。1.2效益综合原则在现代城市规划建设中，水资源的利用与管理会影响民生、经济、交通、环保等方面的效益。因此，在城市雨水污水工程的专项规划设计中，设计人员应坚持效益综合原则，尽可能地做到统筹兼顾、多方受益。例如，在规划设计方案中，采取屋顶花园、垂直绿化、下沉式绿地等措施，既能减轻自然降水、径流雨水对城市交通质量、居民生活质量的负面影响，又能提高雨水收集率，节约市政水资源，同时还能发挥环境绿化、城市美化、气候优化等作用。1.3因地制宜原则在城市雨水污水工程专项规划设计中，设计人员要保证因地制宜原则能体现在排水机制、管道材质、用水形式、设施配置等设计上。只有这样，才能避免环境条件与设计成果产生冲突，以免降低规划方案的可行性与应用价值。例如，在选择雨水管道、污水管道的材质前，设计人员需要据实分析管道敷设的地质基础、支撑条件、腐蚀风险等情况，并明确管道投用后的加压需求、荷载量级等情况，以此保证所选择的管道材质为最适用的，进而提升城市雨水管网和污水管网的实用性、耐久性2。2城市雨水污水工程专项规划设计的实施要点2.1做好城市现状调查城市雨水污水工程具有明显的地域性特点，其建设与投用均需严格立足当地实际、适应当地环境。因此，在开展专项规划设计工作时，设计人员必须做好城市现状的全面化、细致化调查。首先，调查掌握城市供水、排水的实际情况，具体包括市政供水范围、市政供水规模、供水节点分布、城市需水量、市政排水机制、雨污排水流向等调查内容。在此基础上，还应根据相关调查结果，分析城市现存的供排水问节能环保13DOI:10.16844/10-1007/tk.2023.06.012LOW CARBON WORLD 2023/6题，如供水分配不均、生产供水不足、雨水利用率低、水环境污染严重等。其次，调查清楚城市水系统的设施配置情况，主要包括供排水管网、水利用设施、水处理设施等。在完成基本的调查后，还需要分析梳理设施配置方面的现存问题，如管网覆盖率低、管网系统老旧、技术工艺落后等。最后，基于城市雨水污水工程与民生保障、环境保护、市政建设等方面之间的密切关联性，设计人员还需要调查分析可能影响规划设计活动的多种要素，如城市区域水资源分布情况、市政设施体系综合建设情况、城市水系统建设总体战略理念、不同规划区条件与需求差异等。落实并优化上述调查工作，能够为相关人员提供大量可靠性强、实用价值高的基础资料，进而充分保障城市雨水污水工程专项规划设计成果的可实施性与综合效益。2.2分析关键指标信息在城市雨水污水工程建设中，相关专项规划设计活动需要多种量化指标、数据信息作为支持。例如，在污水工程环节中，为了保证污水管网体系、污水处理工艺等方面规划设计的科学性、实用性，就必须对城市污水量进行预测分析，以确保污水工程系统的承载能力、处理能力与当地污水量相匹配。城市污水量的预测值如下：A=（a/b）c。（1）式中：A城市污水量的预测值，m3/d；a给水量，m3/d；b给水日变化系数；c污水折算率，%。城市污水量预测方法如表 1 所示，b、c 均为城市给水工程规划规范 中要求的固定值。此外，应考虑到地下水渗入污水的情况，在算出城市污水量的预测值后，在计算结果上增加 10左右。若某市近期给水量为 240 000 m3/d，那么其生活污水的近期预测值则为 240 000/1.380110，即 162 461.5 m3/d。又如，在雨水工程环节中，为了保证自然雨水在收集、排放、循环等方面的规划设计质量，应对城市雨水量进行预测分析。城市雨水量的预测结果如下：Q=q F。（2）式中：Q规划设计可用的雨水量；雨水径流系数；q降雨强度；F汇水面积。q、F 的值应以当地实际情况为准，的选取主要与地面种类有关。雨水径流系数取值如表 2 所示。污水量预测类型（A）给水量（a）给水日变化系数（b）污水折算率（c）/%远期生活污水量当地远期给水量1.380近期生活污水量当地近期给水量1.380远期工业废水量当地工业远期给水量1.380近期工业废水量当地工业近期给水量1.380表1城市污水量预测方法2.3优化设计管网系统从既往经验来看，市政给排水管网系统的建设质量对城市雨污处理能力起着决定性作用。所以，在城市雨水污水工程专项规划设计中，必须将管网系统的优化设计作为重中之重。具体来讲，应注意以下8 个设计要点。（1）城市雨水管道应沿城中道路进行布置，管道走向应与道路走向一致，管道中线应与道路中心线平行。为了避免雨水管道受到过度扰动，同时也为了迎合雨水在城市路面的径流特点，应尽量将雨水管道设计在人行道、非机动车道、绿化带等下方3。（2）规划设计城市雨水管道的敷设方式时，应将道路宽度作为主要考量参数。若道路宽度不足 40 m，则可采取中心布置或单侧布置的方式。若道路宽度为 40 m 及以上，则需要在道路两侧分别布管，以保证雨水流量、流速及导流均衡性处于较高水平，避免出现路面积水时间过长的情况。（3）选择合适的城市污水管道材质进行适宜性选择。常规情况下，污水管道可基于地质条件采用PVC 塑料管或钢筋混凝土管。若污水管道为压力管道，则应采用钢管。（4）做好城市污水管道的坡度设计。一般来讲，钢筋混凝土管的最小坡度不应低于 3，塑料管的最小坡度不应低于 2。（5）设计城市污水管道的出口位置、出口形式、净化标准时，应重点考量受纳水体的多种指标，如流量、流向、水位、水质要求、自净能力、生物多样性等。地面种类雨水径流系数普通路面、混凝土路面、沥青路面0.90级配碎石路面0.45大块石材铺装路面、沥青上层碎石路面0.60干砌砖石路面、普通碎石路面0.40土质路面0.30绿化路面0.15表2雨水径流系数取值节能环保14LOW CARBON WORLD 2023/6除此之外，还需要关注污水排放区域的地质条件、气候条件等，并按需为污水管道配置消能缓冲、防护加固、警示标志等设施。（6）排水管网应实现雨污分流，并做好细节设计。不仅能有效减轻市政管道的工作压力，避免出现路面严重积水、雨水回流、污水上涌、城市内涝等问题，也能有效保障自然雨水的质量，并为污水再生利用系统、雨水综合利用系统规划设计提供有利条件。（7）严格保证城市雨水管网与城市污水管网规划设计的合规性、科学性，满足 城市排水工程规划规范 城市工程管线综合规划规范等规范标准中的设计要求。（8）做好城市雨水管网、城市污水管网的竖向设计。首先，根据工程建设区域的实际情况，合理把控管道埋深的设计。设计时不仅要避免管道埋设过浅，防止管道投用后受到交通、施工等地上因素的破坏或扰动，也要避免管道覆土过厚，这在合理控制施工成本的同时，为其他市政管线的敷设预留了充足空间。其次，设计污水管道埋深时，需要保证管道沿途所有污水汇集点、渗水接入点与管口顺畅衔接，以提升污水收集、内涝治理的实施质量。最后，若污水管道存在穿越河道、沟渠等水体的情况，应尽量采取底部敷设的形式，并做好管道设施的加固、支护等处理。同时，在此场景下，不宜采用倒虹管、提升泵站等导流装置。2.4实现污水再生利用在城市雨水污水工程专项规划设计实践中，为了提升生活污水、生产污水、工业废水等城市污水的利用价值，进而达到节约市政水资源的目的，需要积极探索多种污水再生利用的可行路径。例如，在城郊农田、景观公园、城区绿化带等区域设置供水接口，并将其与污水再生处理系统相连，从而将城市污水用于农业灌溉、绿化灌溉等领域。如此一来，不但能提高城市污水的再生利用率，还能充分发挥污水成分复杂的优势，提升农田土、绿化土的肥力。除此之外，还可将城市污水用于河湖水补充、道路降尘、路面养护、机具清洗、设备循环冷却等领域。但需要注意的是，在规划污水处理方案、选择污水利用形式时，必须严控污水净化处理的产出质量，并以具体领域的用水要求为主要标准4。2.5实现雨水综合利用与城市污水相比，城市雨水的质量更高，所以雨水的循环利用价值也更高。首先，设计人员需要将各类“城市海绵体”纳入专项规划设计方案。例如，结合前期调查结果，在城区内积水较严重的广场、小区等区域设计下沉式绿地，绿地下凹深度以控制在 100200 mm 为宜。这种方式不仅能将周边区域的径流雨水导入绿地，有效解决城市路面严重积水的问题，也能直接将自然雨水作为滋养绿地植物的主要资源，从而达到提高城市绿化覆盖率、改善城市小环境气候、美化城市公共空间等目的。其次，可对城市内大部分的路面铺装进行改造，将结构密度较高的传统铺装材料更换为透水砖5。在此基础上，在路面下方设置雨水收集管道，并将雨水收集管道与远端蓄水池或地下蓄水池连通。这种设计方式既有助于高效、全面地控制雨水径流量，又能提高城市雨水回收系统的雨水收集能力。最后，在配置雨水回收、雨水净化等设施系统的基础上，应将处理后的雨水循环利用到多个领域中。一方面，可将雨水导流或回灌到地下水体或城市蓄水设施中，从而实现自然雨水向市政供水的转化。另一方面，可将雨水进行过滤、沉淀、吸附等简单处理，并应用于非饮用的生产生活领域。3结语做好城市雨水污水工程的专项规划设计，对保障和推动城市优质稳定建设具有重要意义。具体实践时，相关人员要落实宏观规划，尽量全面地满足市政排水系统的建设要求、效益需求。同时，也应做到具体问题具体分析，严格把控城市雨水、城市污水从收集到利用的细节设计质量，以促进雨水资源、污水资源向可用水资源、优质水资源的有效转化。参考文献1 蓝佳幸.现代城市排水系统规划设计及管网建设分析J.河南科技，2021，40（31）：64-66.2 石春寅，陈先平，李国炜.城市污水处理设计与实际运行问题的研究分析J.中国设备工程，2021（10）：270-271.3 刘洋.生态城市理念下给排水规划设计研究J.企业科技与发展，2021（2）：84-85，88.4 王文瀚.融入海绵城市理念的城市水系统规划J.水资源开发与管理，2021（6）：38-44，72.5 姜文超，黄常，杨希，等.山地城市污水再生利用系统规划设计的实践与思考J.给水排水，2019，55（3）：54-58.作者简介：钱海艳（1988），女，汉族，湖北孝感人，本科，工程师，主要从事给水排水工程设计工作。节能环保15