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给水排水|城市市政给排水规划设计

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市政给排水工程是城市基础设施重要组成部分,市政给排水工程的合理设计规划是城市水资源合理利用与保护的前提,城市给水排水工程规划是保证城市健康、持续发展的战略性规划。高水平的城市给排水工程规划是合理利用城市水资源,科学地保护城市水环境,保障城市发展的设计、管理、实施建设的指南,而无规则或低水平的规划必然会造成对水资源的浪费和对水环境的破坏。因此我们必须做好给排水设计规划工作,保证城市的可持续发展。

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一、微观层面分析市政给排水规划设计

  微观层面主要表现在具体单项市政工程给排水规划和设计。譬如工业或住宅小区给排水规划与设计,一座或几座建筑物给排水消防设计,一座污水厂设计,一条道路给排水设计等等,它是理想变为现实最直接的环节。一方面,城市建设在发展过程中会遇到具体新课题,必须采用新办法、新材料、新产品去解决;另一方面,可持续发展要求我们不断创新,具体规划设计必须符合节能省地建设新理念。

  (一)污水处理新技术的发展

  从可持续发展角度而言,采用延时曝气这种高资源占用和高能源消耗低负荷工艺,以耗能方式取得污泥稳定的工艺是不适合中国国情的,从生活污水反应器发展趋势看是从生物膜反应器和活性污泥工艺向高效的移动床和流化床发展。最近国内尝试使用一种高效载体生物强化A/O工艺,它是在A /O反应池的好氧池末端投加活性硅藻土,同时好氧硝化液和沉淀污泥回流至缺氧池,利用硅藻土的高效载体生物作用和吸附,混凝及过滤等物化作用,实现生物脱N和物化除P,较好解决了纯生物或纯化学污水工艺中脱N与除P相互矛盾的问题。

  (二)污水管道设计中新管材的推广

  在给排水工程中推广PVC-U管、PE管、聚丙烯(PP)等新型塑料管材,符合国家以塑代钢政策。同时管道摩阻小、排水量大、重量轻、施工方便,受到业主及施工方一致欢迎。但在具体使用过程中,应注意施工造成管道变形超标的问题,应确保管两侧回填土分层夯实, 密实度达95%以上。

  (三)雨水管道设计新思路

  在缺水地区或地下水较深区域,尽量使雨水不排入下水道,尽量通过设计施工,将雨水渗透掉。一则减少排水负荷,减少雨水管道投资;二则增加地下水补给,涵养地下水,进行水生态修复。另外也可以设置雨水贮水池截留雨水作中水使用,但同时也要因地制宜,譬如地下水位高,下雨后地面充分湿润,地下径流很大,则不宜采用渗透法。

  (四)景观给排水设计新亮点

  随着人民生活水平提高,城市水景设计日益得到重视,水景生态性、运行经济性、技术可行性以及水景安全性是水景设计中的要点。

  (五)大空间消防给水及建筑压力雨水系统设计

  近年来,大空间展览馆、体育馆,大空间大跨度工业厂房层出不穷,运用大空间建筑智能灭火装置,以及利用虹吸原理进行压力雨水管系统设计新方法新技术,满足了现代城市发展需要。

二、中观层面分析市政给排水规划设计

(一)给水系统规划设计

随着变频供水设备大量使用,特别是利用城市给水管网压力智能直接供水装置的推广应用,在中观层面出现问题是城市供水日变化系数变大,高峰供水量增大,从而相应加大水厂供水规模。因此在这背景下,城市供水系数应考虑设置对置水塔或高位水池的方式来降低日变化系数,同时也提升供水安全度。同时给水系统规划设计应充分考虑近远期结合,为未来留下发展空间,譬如道路管线综合时给水管位的预留,给水管径合理确定等等,避免重复投资,争取效益最大化。

(二)雨水系统规划设计

雨水系统规划设计应与城市防洪排涝规划和城市竖向规划相结合,特别是地处平原、盆地的城区,这三者有机配合显得更为重要。譬如,市区内河设计标准采用五年一遇不漫溢, 而相应道路排水重现期P=1年情况下,两者洪峰相遇是经常性的,雨水管道出口经常是压力出流,因此雨水系统要进行必要的压力流校核,同时与竖向标高相协调,避免在重现期P=1情况下,雨水溢出路面。

(三)污水系统规划

1.合流制与分流制讨论。一般而言,在新城区采用分流制,旧城区采用截流式合流制。但真正意义上分流制在实践中很难做到。雨污系统中有一根接错,两个系统就相通,可能就是合流制。根据某污水厂厂外管网工程实践证明,完全分流制必须从化粪池出口分流开始,并且采用专业监督和专业队伍施工。同时初期雨水污染也比较严重,截流式合流制有利于初期雨水的截流,因此中小城市建议以截流式合流制为宜。日本东京区部地区大部分采用合流制系统,他们认为尽管合流制会增加污水处理量,但合流制下水道系统可充分与利用原下水道系统进行改造、重建与完善,而且建设费用、技术要求低于分流制,故广泛使用。

2.污水厂尾水去路。目前国家强调水的循环再用,要从“污染控制”向“水生态修复和恢复”转变,因此污水厂尾水排放以就近向内河排放做景观用水为宜。而环境影响评价常以事故排放为由,建议尾水向外江江心排放,两者矛盾如何协调值得进一步讨论。

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三、设计规划中存在的问题及对策

(一)城市给水系统设计规划

1.目前我国城市给水系统存在的问题

①供水能力不足,供水的可靠性差,部分城区居民及厂矿单位靠自己打井取地下水,没有统一的管理,水资源得不到优化配置,地下水因过度开采,水位逐年下降,尤其到夏季用水高峰时段,常常出现水量不足的情况;②过度开发地下水,引发地下漏斗,海水倒灌等一系列问题,造成水污染;③水价体制不能使水资源优化利用,水资源费收费标准偏低,水价形成机制不合理,使得价格体制对水资源的优化配置不能发挥有效作用;④城镇生活用水节水器具普及率低,工业用水在工艺节水上还处于起步阶段。

2.城市给水系统设计规划中应该采取的对策

①通过制定法律法规逐步地取消自备水源井,完善市政给水系统,充分考虑近远期结合,为未来留下发展空间,譬如道路管线综合时给水管位的预留、给水管径合理确定等等,避免重复投资,争取效益最大化,使城市实现统一的市政供水系统;②注重科学研究,用现代科学技术为给排水工程节水提供合理的技术支持。如采取海水淡化等方式开发新水源、利用中水回用等非常规水源、实施跨流域调水等;③不断深化水价改革,加强人民节水意识。通过分类水价来合理确定自来水、自备水、再生水之间的比价关系,鼓励使用再生水、限制使用自备水,并且在一些高耗水、高污染的企业、单位用水中实行计划管理、超计划加价。来限制其浪费水资源;④推广节水的宣传,使节水概念深入人心。也可以使用节水工具。例如:安装使用节水龙头、减少水量浪费。

(二)城市污水系统设计规划

1.目前我国城市污水系统存在的问题

现阶段我国新建城市或城区基本上采用雨污分流制,但老城市或老城区大多仍然是雨污合流的排水体制,许多合流污水是直接排放到水体。而将旧合流制改为分流制,受现状条件限制大,许多老城区建成年代较长,地下管线基本成型,地面建筑拥挤,路面狭窄,旧合流制改分流制难度较大。合流污水的一大特点是旱季和雨季的水质、水量变化大,雨季污水BOD浓度低,不利于生化处理。

2.城市污水系统规划中应该采取的对策

①污水排水区域的划分应该合理,减少污水主干管道的埋深和长度,以降低总投资。排水主干管应尽量结合道路建设计划实施;②污水处理集中与分散处理。一段时期以来,我国污水处理业界比较推崇污水集中处理,其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,对此,很多污水采用BOT形式营建,为污水适度分散处理提供了方便。集中和分散相结合地进行污水处理是区域污水处理发展的方向;③污水处理新技术的发展。从可持续发展角度而言,采用延时曝气这种高资源占用和高能源消耗低负荷工艺,以耗能方式取得污泥稳定的工艺是不适合中国国情的,从生活污水反应器发展趋势看是从活性污泥工艺和生物膜反应器向高效的移动床和流化床发展。在给排水工程中推广PCCP管、PVC-u管、PE管、聚丙烯(PP)等新型塑料复合管材,符合国家以塑代钢政策。同时管道摩阻小、排水量大、重量轻、施工方便,受到业主及施工方一致欢迎。但在具体使用过程中,应注意施工造成管道变形超标的问题,应确保管道两侧回填土的回填质量,必须分层夯实,使其密实度能够达到95%以上。

四、结语

综上所述,市政给排水规划建设是城市基础设施建设的重要组成部分。为适应城市的快速发展,改善供水水质,在实际工程设计中,应充分考虑各方面的因素。节能、低碳已成为未来城市发展的方向,秉持可持续发展理念,从全局和系统的角度加上创新的思维,运用创新技术来优化设计现代城市市政工程给排水系统、污水处理系统等市政公用设施,已是当今城市发展的必然趋势。

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