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城市排水体制的选择

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城市排水体制的选择
摘要：本文介绍了国内比较常用的城市排水体制，并根据各自特点进行比较，使得在建设过程中，对排水体制的选择有一个比较好的依据，从而使得城市排水工程的设计经济合理。

关键词：城市排水体制选择

1、前言

城市排水体制的选择是城市排水系统规划设计中的首要问题。它影响排水系统的设计、施工、维护和管理，对城市规划和环境保护也有着深远影响，同时也影响排水系统工程的总投资、初期投资和运行管理费用。

城市排水体制是指在一个地区内收集和输送雨水和污水的方式，有分流制和合流制两种基本形式。在城市的发展过程中，还形成了分流制和合流制并存的混合制的区域。合理选择排水系统的体制，是城市排水系统规划和设计的重要问题。它不仅从根本上影响排水系统的设计、施工和维护管理，而且对城市的规划和环境保护影响深远；同时，也影响排水系统建设的总投资和维护管理费用；排水体制和执行情况的好坏，也直接影响整个排水工程的投资效果——即取得应有的社会效益和环境效益程度。

2、排水体制的形式

合流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一套管渠内排除的系统，合流制又分截流式合流制和直排式合流制。

分流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两套或两套以上各自独立的管渠内排除的系统，又分完全分流制和不完全分流制。

混合制排水系统是既有合流制也有分流制的排水系统，一般在具有合流制的城市需要扩建排水系统时出现。

国内很多大中城市，由于小区和城市建设之间的不同步，存在大面积的混合制排水系统，实际上为合流制排水系统，主要包括以下情况：

同一片区内，城市下水道部分采用合流，部分采用分流。

小区内采用分流制，城市下水道管道采用合流制。

小区内采用合流制，城市下水道管道采用分流制。

有的城中村或乡村地区根本没有完善的雨水管道和污水管道，雨水通过地表漫流进入河涌，污水也就近接入河涌。

目前采用的排水体制主要有三种类型。

（1）截流式合流制：在现有合流制排水系统的排污口处设置截流井，并建造一条截流干管，在晴天和初雨时，将所有污水和初期雨水都截流入污水处理厂，经处理后排入水体。当雨量增加，混合污水的流量超过截流干管的输水能力后，将部分混合污水经溢流井溢出，直接排入水体。 这种排水体制的优点是污水收集系统的实施比较容易、工程上马快、投资省，能收集较脏的初期雨水，避免初期雨水对水体的污染。缺点是雨量大时，有部分污水溢流入水体，对水体水质有一定的污染。截流式合流制多适用于老城区改造。

（2）分流制：排水管道分设雨水和污水两个管渠系统。污水管渠汇集生活污水、工业废水，输送至污水处理厂，经处理后排放或利用；雨水管渠汇集雨水和部分工业废水（较洁净），就近排入水体。 分流制系统的优点是对水体的污染较小、卫生条件较好。缺点是工程投资大，仍有初期雨水污染问题，对现有老城区，工程实施较困难。分流制主要适应于新建的城市、工业区和开发区。

（3）混流制：所谓混流制，即既有合流制，也有分流制。混流制兼有合流制和分流制的优点。混流制是与城市发展的不同时期相联系的。城市中由于各区域自然条件和建设情况不同，因地制宜地在各区域采用不同的排水体制，即混流制。

3、排水体制的确定

各种排水体制各有优缺点，对于一个城市的排水体制的选择，应因时因地而宜。一般新建的排水宜采用分流制，但是若在技术经济比较的基础上，有些新建地区采用合流制也可能合理，如离旧城较近，又靠近污水处理厂，则可采用合流制，同时处理部分雨水。 必须注意到，降雨量较大时，实行合流制排水体制的地域，将有部分污水随溢流带入水体；而实行分流制排水体制的地域，只要可形成径流的降雨，必将把整个地域的面源污染全部带入水体中。雨水在降落过程中，从大气中吸入气溶胶、灰尘和溶解性气体，然后沿着房顶、街道等表面流行，洗刷其中积聚的有机物、垃圾、碎屑、汽油和油脂等。雨水，尤其是初期雨水的污染较为严重。因此，两种排水体制，对受纳水体水质都存在负面影响。

目前，国内大中城市的排水体制由于历史原因，旧城区原有地下排水系统混乱而分散，雨污合流，排水成份复杂。新规划城区街道大部分采用雨污分流，但汇合时仍合流到一起。新、旧城区污水、雨水大部分排入城区的大江河。从现状来看，若近期将合流制排水系统全部改造为分流制，则难度很大，需要时间较长，不能满足污水处理厂建设的要求。尤其是中心城区，建筑密度大、街道狭窄，改造时涉及到千家万户，需要大面积破马路、拆迁，施工很复杂，工程投资大，不现实，完全改造为分流制不现实。现状河涌的部分河段已经修建涵箱，覆盖涌面，实际上已经成为雨污合流排水渠，因此，沿河涌敷设截污干管，将区内污水截流引至污水处理厂进行集中处理是因地制宜，简单易行的城区排污解决方案。

4、截留倍数的确定

4.1截流倍数的影响因素主要有：

（1）受纳水体的水环境容量；（2）旱流污水的水质、水量及其总变化系数；（3）城市的暴雨强度和气象条件；（4）受纳水体的卫生要求和水文条件；（5）投资情况；（6）人口密度大小及人口构成；（7）工商业结构及布局（8）本地区远期排水体制及污水量大小。

4.2规划截流倍数的取值

（1）建成区考虑截流倍数的原因：国内大中城市的老城区均采用合流制排水体制，贯穿城区的江河接纳老城区的污水和全部地面雨水，这就需考虑与降雨径流受地表污染程度以及地表水应达到的水质目标控制值有关的截流倍数。一般情况下，降雨径流中污染物浓度NH4+-N和TN都远低于污水综合排放一级标准值；COD、TP与综合排放一级标准相当。但若按地表水Ⅲ类标准控制，大部分建成区地表降雨径流中仅TN远低于标准，其余各项均高于标准四五倍或以上。因此建成区的初期雨水务必收集起来与污水一并处理后，再排入水体，方能达到地表水Ⅲ类或以上的水质目标要求。

（2）采用的截流倍数：根据《室外排水设计规范》编制组的调查，国内一些城市截流倍数一般采用1，当截流倍数增大时，其投资的增长倍数与环境效益的改善程度相比较，从经济效益上考虑是不合算的。因此，当合流制排水系统具有排泄能力较大的合流管道，可采用较小的截流倍数，或设置一定容量的雨水调节设施。截流倍数的确定，主要是依据经济条件和环境要求的合理性，截流倍数越大，其环境污染的程度越轻，而截流管的基建投资越大。因此，任何一个设计都必须找到一个合理的截流倍数，这个截流倍数必须兼顾经济和环境两个因素。随着城市建设的进行，合流管道的比例会逐渐降低，经治理后，雨、污分流的排水管道将实行分流，污水进入污水处理厂，雨水排入河道，只在少量合流管渠设截流管。沈阳、北京、苏州、上海等地的经验，n值采用1-3较为合适。截流干管的设计流量受污水处理厂处理规模和管理条件的限制，雨天送往污水处理厂的雨污混合量不能与旱流量过于悬殊，相差多少取决于保护水体的标准。具体确定管径的原则是满足远期需要，并在充满度上留有余地。

5、各种排水体制的特点比较如下表所示：

各种排水体制的特点比较

序号 名称 合流制 分流制 合流分流混合制

截流式

合流制 直排式

合流制 完全分流式 不完全

分流式

有初雨截流 无初雨截流 有截流 无截流

1 雨水管道

（或合流管道） 有 有 有 有 有 有 有

2 污水管道 无 无 有 有 有 部分有 部分有

3 截流管道 有 无 有 无 无 有 无

4 初期雨水截流 有 无 有 无 无 有 无

5 雨季污水截流 有 无 有 无 无 无 无

6 对排放水体的污染 一般 最大 最小 小 一般 较小 较大

7 排水系统完善程度 较完善 不完善 最完善 完善 不完善 较完善 不完善

8 环境保护程度 较好 差 最好 好 一般 较好 较差

9 防洪排涝能力 较好 较好 好 较好 较差 较好 较好

10 排水管网造价 一般 较小 大 较大 最小 较大 一般

11 泵站造价 一般 较低 高 一般 最低 高 一般

12 污水厂造价 稍高 无 稍高 一般 一般 稍高 最低

13 综合造价 一般 较低 高 较高 较低 稍高 一般

14 维护管理 一般 易 一般 一般 易 一般 易

注：本比较表是指在一般情况下，截流倍数在0－5以内

通过比较，推荐的城市排水体制为：首先为带有初期雨水截流的分流制，其次为无初期雨水截流的分流制，再次为截流式合流制。

参考文献

1、《给水排水设计手册》

2、相关的设计规范

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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