市政给排水设计理念及案例分析

摘　要：文章主要结合笔者多年的工作实践，阐述了现代城市市政给排水设计的理念及存在的主要针对性问题，并通过某工程案例，针对市政给排水设计中的相关问题进行详细分析与探讨，旨在不断地坚持现代城市未来的可持续发展，提高市政工程的总体质量及要求。

关键词：市政给排水， 设计理念， 案例， 问题
市政给排水设施是城市基础设施重要组成部分，关系着城市地面水的排除，城市污水的处理，使水资源得以良性循环的基础设施，对居民居住环境有十分重要的意义。随着经济的发展，城市化进程加快，市政给排水设施建设得到较快发展，城市建设必须走可持续发展道路。本文分析了市政给排水设计理念，并通过工程案例针对市政给排水设计案例进行了详细地论述。
1.市政给排水设计的理念
　　市政给排水工程是城市基础设施的重要组成部分，做好城市市政给排水规划设计，对建设一个良好城市人居环境具有重大意义。特别是在新的历史条件下，提倡省地节能的理念，这要求市政给排水规划设计必须从宏观、中观、微观三个层面进行认真思考与研究，以寻求城市水资源的合理利用，实现现代化城市的可持续发展。
　　（1）提高水资源使用效率。全面提高水资源的使用效率，作为非工程措施，投资小、见效快，与社会进步的趋势相吻合。在美国的“水利规划编制规程”中被作为优先措施予以规定。
　　（2）开发利用水资源。单纯从天然径流提取水源，取水利用率很低，大量的过境水量未被有效利用。在实际应用中，应根据当地的情况，在雨水充沛的季节，储存剩余的水资源，把用水的项目放在用水的季节，在比较干旱的季节从事非用水行业，对于邻大型水库的城镇，由于水量丰沛而浪费现象严重，节水意识淡薄，使城市供水系统不堪重负，高峰时甚至出现明显缺水情况，使得水资源短缺与浪费并存。要改变城市供水的被动局面，必须行动起来，充分开发利用身边白白流失的资源。水资源开发的原则应是兴修水利，拦河筑坝，调节径流，蓄丰补枯。
　　（3）严格加强水资源的保护。水污染不仅造成水环境的破坏，同时还可能使符合水质标准可供饮用的水源减少，间接加剧水资源的短缺。
2.市政给排水设计问题及措施分析
　　给排水规划设计宏观层面所面对是大范围的思考，涉及到规划区范围以外甚至跨地区的区域性问题，影响深远，对城市可持续发展有着举足轻重的作用。在给水方面，主要体现在水源及其保护，区域水资源平衡及区域供水规划；在排水方面主要是防洪排涝规划设计以及河网区域污染控制，它要求我们必须有宽阔眼界与系统创新的思维。
　　(1) 排洪与排水标准衔接问题。城市排水是解决较小汇流面积上短历暴雨产生的排水问题，采用的是暴雨公式，暴雨时段控制在5min～120min，选用暴雨样本是年超大值法；而排洪考虑的汇水面积大，目前采用都是水文公式(也是暴雨推理公式)，使用某重现期(如十年一遇) 24h暴雨量为基本数据，其选用暴雨样本是年最大值法。因此进行防洪排洪规划时，应充分考虑排洪与排水重现期标准衔接问题。排洪规划重现期应根据城市重要性以及排洪流域面积的大小因素综合考量后确定。排洪汇水面积越大，重现期标准越高，大中城市排洪标准不宜小于10年一遇(水利标准)。
　　排洪措施主要有：排洪措施主要有地面全抬高方案和雨水泵加滞洪区方案 (地面不抬高或部分抬高 )。对于山区，考虑到内洪来得快，退得快，设置雨水泵站效益不大，宜采用全抬高方案，但同时也要考虑现状村庄过渡，可设置局部的抽排设施。
　　（2）污水处理集中与分散问题。一段时期以来，我国污水处理业界比较推崇污水集中处理，理由是污水厂规模经营，效率高，污水厂运营成本低，处理出水水质有保证等。但随着时间的推移，其缺点也逐步暴露出来，过度集中污水处理主要存在如下问题：
　　一是巨额管网投资（越下游管径越大，投资巨增）；二是运营的高能耗(中途提升泵站多，能耗大)；三是无法进行中水就近利用。对此，很多污水采用 BOT形式营建，这对污水适度分散处理提供了方便，污水适当分散处理是区域污水处理发展的方向。
3.工程案例分析
　　某城沿海城市新开发城北区，规划面积16平方公里，规划排放水量46000m3%/d在规划区内污水主干管末端设置了一座规模41000m3%/d的污水提升泵站，即规划区内的大部分污水需经泵站提升后才能排至污水处理厂。
　　当地政府为了加快新城区开发，进行城北区最主要的南北走向的主干道施工时，同时开展了10 多条与主干道交叉的东西走向的道路设计，在设计过程中，几个项目从不同的程度上发现了城南区规划污水提升泵站位置的不合理性而引起污水管网竖向高程规划不合理，本文以其中一个项目的设计进行论述。
　　该工程为城南区的一条东西走向的城市次干道，红线b为28m，路线 L为1.9km，设计路面标高为124.516—127.372m，设计污水管单侧布置，按原规划污水提升泵站在路线中部的西北角，泵站所在位置地面标高129-132.5m，由于有其他道路的污水管接人，污水提升泵站进水管的管底高程为。
3.1 污水管埋深不合理存在的问题
　　按原污水提升泵站设置的位置进行本工程设计污水管道埋深 11—15m，的长度约为路线长的50%，且排水坡度与道路坡度相反，出现了如下不利于工程建设的问题：
　　（1）根据国家钢筋混凝土管的使用标准，一般III级管可达到最大覆土为9m，塑料排水管超过8m覆土后也不能选用，因此，需采用暗渠形式排水，与采用管道相比，由于埋深太大，暗渠施工周期长，增加了施工的不安全因素。
　　（2）工程造价较高：根据本工程的地质报告，此路段上除局部为d 约lm的残积土外，从高程100—130m的范围均为灰岩，管渠埋深太大，造开挖回填土石方量大。
　　（3）泵站原选址位置现状地面标高 129—132.5m 则泵站的进水池开挖d为17—20m，泵站的建设投资相对较高。
　　（4）管渠埋深太大，不仅施工及其困难，今后的维护将是十分困难的。
3.2污水管埋深不合理的原因分析
　　由于原污水提升泵站设置的位置不合理，造成了污水管埋深太大，即导致了规划区污水管网竖向高程的不合理。
　　据了解，原污水提升泵站规划位置的确定主要考虑的因素是设在某绿化区的附近，以减少对周围居住区的污染，在排水工程设计中，对单项的设计通过管材、基础、施工方法等的合理选用以降低市政排水管网的投 资是较有效的，确定合理的排水管设计高程也是节约投资的重要一方面，而合理的高程，需依据合理的排水规划。
3.3规划调整污水提升泵站后的设计效果
　　从造价，维护，施工等角度综合考虑，设计提出了调整规划污水提升泵站的建议，调整至路线设计终点东南角，现状地面标高较低(约124m)，靠近在建的南北走向的主干道污水管拟接人污水提升泵站的一侧。后在有关规划部门的充分论证和协调后，城南区的污水提升泵站的位置作了合理的调整，使原存在问题的几个项目问题均得到解决。
　　污水提升泵站调整后，比原规划位置现状地面标高降低5—8m，由于污水泵站位置的改变，相应改变了部分设计污水管的流向，本工程原污水管道埋深为11—15m的管段，管道埋深改为3—6m，本工程的排水工程造价降低了29%。
4.结束语
　　城市发展中，水可以促进城市的发展，也可以损害人的生命和财产妨碍社会的进步。编制城市给排水规划时要善于处理好城市发展中可能面临的水资源、水环境、水灾害问题，绿色环保节能已成为未来城市发展的方向，充分利用有利地形合理地布置管网。充分做好系统安排，远近结合，使管道设计具有现实性和超前性，实现可持续发展策略。
参考文献
[1]赵中枢,市政给排水分析[J].城市规划，2010(10).
[2]王景慧,市政给排水设计与施工[J].城市规划汇刊，2010(4).