（市政工程专业论文）小城镇给排水系统指标体系优化及关键技术研究.pdf

山东建筑大掌硕士掌位论文 摘要 我国已进入城市( 镇) 化发展的重要时期，小城镇的建设对推动我国城市化进程及经济 可持续发展至关重要，但是，目前我国许多小城镇重要基础设施之一的给排水系统不健全 或较为薄弱。因此，针对小城镇特点的给排水系统指标体系及关键技术研究是十分重要的。 结合本课题的特点，本文确定“小城镇”专指建制镇和集镇，而不含县城镇，其最基本 的主体是建制“镇”的“镇区”部分，而不是“镇域”。 本文分析了山东省小城镇的经济、社会、环境等特征因素，探讨了小城镇给排水系统 的特点及存在的问题，通过大量实地调研、数理统计及技术经济分析，优化了小城镇给排 水系统指标体系及关键技术。 给水系统方面，本文针对不同经济发展水平和产业结构的小城镇，通过调研与数理统 计分析等方法，对小城镇居民最高日生活用水量指标提出了建设性意见，给出了时变化系 数的范围；并综合国内外相关小城镇给水建设经验，提出了适合小城镇给水系统特点的水 源选择顺序，改进的水处理设施、水处理技术以及供水管材；根据小城镇地理位置、地形 条件、水源条件等实际隋况进行了供水模式的选择与组合的研究。 排水系统方面，根据不同小城镇经济水平与环保及远近期建设的要求，密切结合现状 基础，合理规划、选择小城镇排水体制；并运用理论对比分析法从目前城镇污水处理技术 中筛选出适宜于小城镇的污水处理技术，即c e p t 、氧化沟和稳定塘等，同时对小城镇排 水管材给出了相关建议。 本论文选取济南市平阴县孔村镇作为典型小城镇，研究制定其给排水系统的指标体系 及关键技术等指导性技术方案，以期对山东省小城镇给排水系统建设起到指导性作用，体 现示范性功能，为建设合理、经济、高效、稳定的小城镇给排水系统提供支持。 关键词：小城镇，给排水系统，指标体系，水源，模式，工艺，管材，方案 山东建筑大掌硕士掌位论文 a b s t r a c t o u rc o u n t r ye n t e r e dt h es i g n i f i c a n te p o c ho fu r b a n i z a t i o n t h es m a l lt o w n sa r ee s s e n t i a li n s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ，w h i c hc a na f f e c tt h eu r b a n i z a t i o ni nc h i n a b u t ，a tp r e s e n t ，a so n eo f t h e i m p o r t a n t b a s i ce s t a b l i s h m e n t w a t e r s u p p l y a n ds e w e r a g es y s t e mi s d i s t e m p e r e do r u n s u b s t a n t i a l t h e r e f o r e , i ti sc r u c i a lt os t u d yt h ei n d e xs y s t e ma n de s s e n t i a lt e c h n i q u e so fw a t e r s u p p l ya n ds e w e r a g es y s t e mi ns m a l lt o w n s c o m b i n e dt h ec h a r a c t e r i s t i co ft h i st h e s i s ，i ti sd e t e r m i n e dt h a t ”s m a l lt o w n s s p e c i a l l yr e f e r t ot h eo r g a n i ct o w na n dt h em a r k e tt o w n ，b u td o e sn o tc o n t a i nt h ec o u n t yc i t i e s i t sb a s i cm a i n b o d yi st h e ”t o w n s h i p ”, b u tn o tt h e t o w nt e r r i t o r y ”o ft h eo r g a n i ct o w n t h ec h a r a c t e r i s t i co fe c o n o m y 、s o c i e t ya n de n v i r o n m e n ti n s h a n d o n gp r o v i n c ew a s a n a l y z e d ，a n dt h ec h a r a c t e r i s t i co fw a t e ra n dw a s t e w a t e rs y s t e ma n dt h ee x i s t e n tq u e s t i o n sw e r e d i s c u s s e d ，a c c o r d i n gt ol o t so fi n v e s t i g a t i o na n ds t u d i e so nt h es p o t ，t h em a t h e m a t i c a ls t a t i s t i c a n a l y s i s ，t e c h n i c a la n de c o n o m i ca n a l y s i s ，t h ei n d e xs y s t e mw a so p t i m i z e da n de s s e n t i a l t e c h n i q u e so f w a t e rs u p p l ya n ds e w e r a g es y s t e mi ns m a l lt o w n s w e r es t u d i e d f o rt h ew a t e rs u p p l ys y s t e m ，i nt h i sa r t i c l e ，i tw a sa i m e da tt h ed i f f e r e n tl e v e lo fe c o n o m i c a l d e v e l o p m e n ta n di n d u s t r i a l s t r u c t u r ei ns m a l lt o w n s ，a c c o r d i n gt ol o t so fi n v e s t i g a t i o na n d s t u d i e s ，t h em a t h e m a t i c a ls t a t i s t i ca n a l y s i so ro t h e rm e t h o d s ，i tw a sg i v e nt h ec o n s t r u c t i v e o p i n i o na b o u tt h em a x i m u md o m e s t i cw a t e ro fs m a l lt o w n si n h a b i t a n t s ，a n dw a sg i v e nt h eh o u r l y v a r i a t i o nc o e f f i c i e n t ；a n da c c o r d i n gt os y n t h e s i z et h ec o n s t r u c t i v ee x p e r i e n c eo fw a t e rs u p p l y s y s t e mi nc o r r e l a t i v ed o m e s t i ca n df o r e i g ns m a l lt o w n s ，i tw a sp r o p o s e dt h es e l e c t i v eo r d e ro f w a t e rs o u r c e s ，t h ei m p r o v e dw a t e rt r e a t m e n tf a c i l i t y , t h ew a t e rt r e a t m e n tt e c h n i q u e sa sw e l la s t h ew a t e rs u p p l yt u b i n g ；t a k i n gi n t oa c c o u n tt h eg e o g r a p h i c a lp o s i t i o n 、t o p o g r a p h i c a lc o n d i t i o n a n dt h ew a t e rs o u r c e so ft h es m a l lt o w n s ，t h ec h o i c ea n dt h ec o m b i n a t i o no ft h ew a t e rs u p p l y p a t t e r nh a sb e e nr e s e a r c h e d f o rt h es e w e r a g es y s t e m ，a c c o r d i n gt ot h ed i f f e r e n tl e v e lo fe c o n o m i c a ld e v e l o p m e n t 、t h e e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na n dt h er e q u e s to ft h ef a r - n e a rc o n s t r u c t ，c l o s e l yu m f i e dt h ep r e s e n t s i t u a t i o n ，i tw a sr e a s o n a b l e l ym a r k e do u to rc h o o s e dt h es e w e rs y s t e mo fs m a l lt o w n s ，t h e n ，t h e t h e o r e h c a lc o n t r a s ta n a l y s i sh a sb e e nu s e di nt h ec u r r e n tw a s t e w a t e rt r e a t m e n tt ( c h m q u e so f l i 山东建筑大掌硕士尊啦论文 t o w n sa n ds e l e c t e dt h r e et e c h n i q u e sw h i c ha r es u i t a b l et os m a l lt o w n s ，t h e ya r ec e lt 、o x i d a t i o n d i t c h 、o x i d a t i o np o n da n ds oo n ，m e a n w h i l ei th a sb e e ng i v e nt h ec o r r e l a t i o ns u g g e s t i o nt ot h e w a t e rd r a i n a g et u b i n g i nt h i sa r t i c l e ，k o n g c u nt o w nw a ss e l e c t e da sat y p i c a ls m a l lt o w n ，t h ei n d e xs y s t e ma n d e s s e n t i a lt e c h n i q u e so fw a t e rs u p p l ya n ds e w e r a g es y s t e mi ns m a l lt o w n sw e r es t u d i e da n d c o n s t i t u t e dt og u i d et h ec o n s t r u c t i o no ft h ew a t e rs u p p l ya n ds e w e r a g es y s t e mi ns m a l lt o w n si n s h a n d o n gp r o v i n c e ，a n di tw a sg i v e nt h es u p p o r t st oc o n s t r u c tt h er e a s o n a b l e ，e c o n o m i c a l ，h i g h l y e f f e c t i v e ，s t a b l ew a t e rs u p p l ya n ds e w e r a g es y s t e mi ns m a l lt o w n s k e y w o r d s ：s m a l lt o w n s ，w a t e rs u p p l ya n ds e w e r a g es y s t e m ，i n d e xs y s t e m ，w a t e rs o u r c e s ， p a t t e r n ，t e c h n i c s ，t u b i n g ，s c h e m e i l i 山东建筑大掌硕士学位论文 山东建筑大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得山东建筑大学或其它教育机构的学位或证书而 使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示了谢意。 山东建筑大学学位论文使用授权声明 山东建筑大学送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复 制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密 论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文 的公布( 包括刊登) 授权山东建筑大学研究生处办理。 研矬名：萎砗豸跏虢鼋亿日期：矽多么 山东建筑大掌硕士掌位论文 1 1 问题的提出及研究意义 第1 章绪论 根据测算，到2 0 0 1 年我国的城镇化水平已超过3 0 【l 】，进入城镇化中期，即进入了城 镇化加速发展的重要时期。党的十六届五中全会通过的建议指出，要“坚持大中小城市 和小城镇协调发展，按照循序渐进、节约土地、合理布局的原则，促进城镇化健康发展。” 这就从贯彻落实科学发展观的高度、从建设社会主义新农村的角度出发，对城镇化发展提 出了明确的目标和要求。小城镇是联结城市和农村的关节点，在接受城市辐射、带动农村 发展上具有举足轻重的地位和作用。因此，我们必须把加快推进城镇化进程作为重大而紧 迫的任务，摆上重要的议事日程。到2 0 1 0 年，全国设市城市达1 2 0 0 个左右，建制镇2 5 0 0 0 - - 3 0 0 0 0 个左右，全国城镇人口达6 8 亿左右，城市化水平约为4 5 ，其中小城镇人口所 占比例达6 5 左右【2 】。 小城镇给水和排水系统是保障其经济和社会可持续发展的重要组成部分，是居民生活 和工业生产不可缺少的重要基础设施，是城市文明的标志。发展小城镇，首先要加强小城 镇基础设施建设，小城镇给排水系统无疑将随着小城镇战略的实施得到快速发展。目前山 东省许多小城镇给排水系统不健全或较为薄弱，且还未有完全适用于小城镇给排水系统建 设的标准规范，许多小城镇给排水工程建设的标准指标与关键技术在不少方面与小城镇的 特点与发展不相适应，一些地区直接、盲目、简单套用或照搬大中城市建设标准指标和常 用技术，缺乏针对性，这样往往会造成建设投资大、运行费用高、不适用、难管理等局面。 同时，不少小城镇在经济作用力的推动下，工业高速发展，但小城镇的污水收集系统及污 水处理设施还不完善，使得小城镇的平均排污水平远远高于城市企业【3 l 加快了水源污染 速度，加剧了水源短缺，增大了饮用水处理难度，饮用水水质在不少地方不符合国家标准 要求，水质安全难以保障，据有关资料显示【4 】全国目酌约有7 8 的城镇河段不适直作为 饮用水源，5 0 的城镇地下水受到n 染，在缺水的城镇中6 0 一7 0 是水质型缺水，因此， 多数小城镇现有水源无庄满足日益增k 的水量要求；还有不少小城镇供水还停留在农村供 水的水平，表现为供水设施建设小足，处理设备简陋，工艺十对落后，技术管理力审小足， 管网建设不m 。奇从而保证善小尚等，乃外，排水设施简陋址j j k 行水无序乱排，小仪一接污 染了小城镇自身生态环境，向且造j j k 厂厕期水体的严重沔染，已成为区域性水h 、境的节要 山东建筑大掌硕士掌位论文 污染源。同时，由于小城镇紧邻农村，畜禽、水产养殖，农药及化肥等面源污染也极为严 重。这些均对小城镇饮用水安全和居民生存环境构成严重威胁，制约了小城镇的可持续发 展。 上述种种因素都要求小城镇给排水工程建设和管理水平要结合本地实际，因地制宜地 进行一定程度地改变与提高，更好地适应小城镇产业结构、居住条件与环境、管理水平、 发展速度等自身特点和可持续发展的思路，强化对小城镇给排水系统指标体系及关键技术 先进性和实用性的研究力度，提高其科技含量。本课题正是在此背景下，注重研究密切结 合山东省不同经济发展水平、产业结构等因素的小城镇现状，突出因地制宜与可持续发展 战略思想，突出节地、节能、节水、高效和工程化、规范化等特点。 “十一五”期间，山东省小城镇建设已进入一个较快的发展时期，研究成果对山东省小 城镇给水排水系统的建设与发展提供了作为技术支撑的科学、翔实的背景材料和有重要参 考价值的参考依据；同时为提高小城镇建设和管理水平提供了基础性文件，在当前和今后 的小城镇建设和发展中，作为一项十分重要的科技基础性研究，对小城镇建设与发展将起 到很好的指导与推动作用，具有重大的应用价值和广阔的应用前景。因此，针对多数小城 镇给排水系统建设远远落后于城镇经济建设的发展，水源缺乏，供水能力相对不足以及缺 乏必要的污水收集系统和污水处理设施的现状，进行小城镇给排水系统指标体系优化及关 键技术的研究具有较大的社会、经济和环境效益，对小城镇健康和可持续发展不仅迫切需 要，而且十分重要。 1 2 国内外研究现状 小城镇是个相对的概念，世界上没有统一的规定和划分小城镇的标准。不同国家和地 区的小城镇针对各自的给排水现状，都有相应的建设与发展道路、方法和经验。英国经济 高度发达，城市形成的早，城市化水平非常高( 在9 5 以上) ，很多地方城市和乡村己融 为一体，很难严格将城市和乡村区分丌束。其它欧美发达国家的“高度城市化”启动也较早， 发展速度很快，可以认为发达国家已基本上实现了乡村城市化和可持绩发展，纵观世界各 小城镇建设与发展的功稃，虽理论和做法不，但最终都认同和遵循一个发展趋势，即 小城镇给水排水系统建设发展必须“规范化”，必须与经济和社会的发展同步，并以 技为 乏撑，还必须遵循合岬钿局，功能完善及可持 l 发展等原则。 国内近几年对十i 书j 绕小城镇给水排水系统矬哎与发展的研究也加大r 力度和范l 纠，取 山东建筑大学硕士掌位论文 得了一定的成果，由于各地区小城镇经济状况、产业结构、管理水平、发展速度、建设模 式等具有较大的不同，更强调科学合理的体现因地制宜的思路、体现可持续发展的特色。 山东省对于围绕小城镇给排水系统指标体系及关键技术的研究还较为薄弱，因此，提高小 城镇给排水工程建设与管理的科技含量、优化小城镇给排水系统指标体系与关键技术的研 究是一重要的任务与课题。 1 2 1 给水系统方面研究现状 随着我国国民经济的陕速发展，小城镇供水的矛盾日益突出【5 1 。中国尽管在水资源总 量上位居世界前列，但是由于人口众多，人均可用水资源却列于1 0 0 名之后。随着人民生 活水平将不断提高，水质性缺水势必引发供水形势的进一步紧张。如何有效地解决我国的 小城镇供水问题，将是影响我国总体国力快速提高的一个关键因烈6 胴。 科学的需水量预测是确定小城镇供水规模的基础，也是确定供水设旋规模的依据。美 国许多地区性供水都采用已广泛流行的美国农垦局开发的i w r m a i n 需水量分析软件包 ( 第六版，1 9 9 4 ) ! 引，其特点是将需水量按地区、用水时间、用户种类分类。各类用户都可 分为若干门类，如非居民生活分为建筑业、公用企业、服务业等8 个1 级门类，其下还按 美国标准工业分类s i c 分为6 5 个2 级门类，4 1 7 个3 级门类，并分别给出各门类工业雇员 每日平均用水量。建立估算不同需水量的多因子模型。如对居民生活用水，这些因子为 户均人口、气候条件、水价与排污费。对许多需水量影响因子的可能变化，进行敏感度 分析，确定其对预测需水量的影响程度及其后果，提出应对措施。因此，其需水量预测是 科学的。而我国小城镇需水量预测，虽有二些调查与研究资料，但目前设计中，生活需水 量预铡仍套用室外给水设计规范规定的“综合生活用水定额”，将居民生活用水和公共 建筑用水综合在一起，选择的幅度很大；工业需水量预测不分门类，仍以城市全部工业万 元产值平均用水量为估算基础【9 】过于粗略。 由于团外的小城镇与城市基本融为一体， 相比之下，我国与国外有较大差距。 其给水处理工艺与我国城市给水处理工艺比 较相似，们是从供水系统的管理_ 、石，其更疽重科学的管理和环境保护，比如，南内华达 川的水jn 原水末加混凝利雨增歧顶处理设施，即以曝气的方式去除水中的异味；加氯问 高封使用( 压一点刚好与我国加氯叫通风使用的情况相反) ，一旦氯气浓度超杯，安全处理 发旋会f i 功启动，将氯气抽入i l 剐他，降低浓度至符合1 日家规定的丰，j 、准，再于4 f 入卒气中； 水处删过f # 全部采用计算机f 功佬“制，程序严格，约刑峭量准确，监控手段严篇，避免 山东建筑大掌硕士学位论文 了人为操作造成的失误。在我国的部分小城镇中现在仅有蓄水池，地下水抽出之后即进入 管网，消毒方式也仅为投加少量消毒剂，供水水质难以保证；还有部分小城镇水厂水处理 构筑物简单，自动化程度不高。 供水模式方面，目前国外多数经济发达国家从净水厂的规模经济效应出发，多数采用 打破行政界限的区域供水模式，在我国只在江苏等地采用此模式，在山东省比较少见，多 数小城镇各自供水，造成运行费用过高，影响其经济效益。 管材方面，目前国内外均开始采用新型的输水管材，如u p v c 管、p e 管。 另外，屋顶雨水直接回收是美国目前在一些小城镇推广的一项新技术f 1 0 】。其主要思路 是：将屋顶的雨水通过一套专用系统直接汇集到地下水库或其他汇水设施，而不是任其自 排。屋顶雨水水质经轻微处理后即可达到生活用水标准。在我国，雨水的集蓄利用目前正 处于蓬勃发展阶段【1 1 1 ，2 0 0 1 年2 月水利部颁布了雨水集蓄利用工程技术规范。2 0 0 3 年 3 月第三届世界水论坛在日本东京举行，甘肃省雨水集蓄利用行动荣获“水行动大奖赛” 特等奖。评委会一致认为雨水集蓄利用是实现可持续发展，特别是解决干旱地区饮水和发 展旱作农业的一个创举。目i 狩雨水集蓄利用工程有如下几种模式：( 1 ) 屋顶、庭院集流+ 水 窖+ 手压泵；( 2 ) 自然坡面、路面集流+ 水窖；( 3 ) 自然坡面集流+ 水池+ 喷灌。将雨水集蓄利 用工程与节水灌慨、水土保持及生态环境建设相结合，促进了水资源的高效利用。 1 2 2 排水系统方面研究现状 排水系统是小城镇不可缺少的重要基础设施，也是小城镇水污染防治和防涝、防洪的 骨干工程。其中，生活住宅区和工矿企业的雨水和污水管道系统投资一般占整个排水系统 的投资7 0 左右【1 2 i 。因此，设计时如何在满足规定的各种技术条件下，尽量降低管道系统 的基建费用是设计工作中的一个重要课题。 无论是国内还是国外，排水制度的演变是与其社会经济的发展水平相适应的。不同阶 段的社会经济发展水平对环境质量要求不同，同时小城镇对改变环境而能承受的财政能力 也不同。就口拍看来，排水制度一般都经历了如下发展过程：原始的，匀榘合流一人工建造 的合流制管榘一截流式合流制系统一部分区域分流、部分区域合流的- 昆合体制一完全分流 镉0 扫 水体制l l 引。 自2 0 付纪6 0 年代丌始，国际j 以经验总结和数理分析的毕础j ，逐步建立起了各种 摊水工程系镜或过程的数学模型，从向发展剑r 以定量和半m 晕力卡，j 、，l 的排水工程“合坤改 4 山东建筑大掌硕士掌位论文 计和管理”的阶段。与此同时，对于各种类型的排水系统开展了最优化的研究和实践【1 4 1 。 为了探求排水管道系统的最优设计计算方法，国内外许多科研、设计、教学单位和个人进 行了不少的工作，从研究成果束看，整个排水管道系统得到了优化，提高了设计质量。所 确定的最优方案与传统方法相比，可降低1 0 以上的工程造价【1 5 1 。 随着小城镇经济的飞速发展，小城镇污染日益受到国内外专家的重视。我国水体污染 已由点源( 工业源) 污染逐步向面源污染发展。控制面源污染已成为我国水环境污染控制 的主要任务之一。建造城镇污水处理厂被证实是解决城镇水污染的一条有效途径【1 6 】。日本 政府从1 9 7 2 1 9 9 7 年投资1 5 2 万亿日元，用于加强城镇、农村生活污水处理厂的建设， 要求1 0 0 0 人以上的村镇都要建设污水处理厂【1 7 】；美国平均每1 万人拥有一座污水处理厂， 瑞典和法国每5 0 0 0 人有一座污水处理厂【1 8 】【1 们，英国和德国每7 0 0 0 - - 8 0 0 0 人有一座污水处 理厂，在欧洲应用较多的还有地下潜流系统，种植有芦苇、菖蒲等湿地植物，此类系统趋 向于近1 0 0 0 人口当量的乡村级社区二级处理i 冽；挪威9 0 年代中期有几百座小型污水处理 装置在良好运转，有效地保护了水环境1 2 ”，根据挪威环境管理局规定，1 - - 7 户家庭组成的 小型社区可以使用自己的就地处理系统，该系统一般包括化粪池、配水系统和土地渗滤系 统。而我国城市每1 5 0 万人才拥有一座污水处理厂，比较适宜小城镇的污水处理技术和设 施还不是很多，因此只有为数很少的小城镇采用污水集中处理设施，它们主要集中在我国 东部和沿海经济发达地区，而且还存在污水处理厂建设有效投资利用率及处理出水达标率 低等诸多问题【1 6 】1 2 1 】1 2 2 】f 2 3 1 1 2 4 1 ，与国外有一定的差距。 1 3 研究内容及技术路线 本项目将紧密结合山东省小城镇建设发展的特点，围绕小城镇给水排水系统工程指标 体系及关键技术等内容开展研究。具体如下： 1 3 1 小城镇供水工程用水量指标体系优化的研究 小城镇供水工程与大中城市和农十f 供水工程确所不同，其用水量的构成与标准危围有 其自身特点与筮求，确定供水规模，f 、，综合考虑现状用水量、用水条件及其设计年限内的 发展变化、水嫁条件、制水成本、已f j 供水能力、当地城镇用水定额枷、准和类似工程的供 水隋况等。眵研究将针对不同经济发，k 平和产业结构的小城镇，研究制定( 试行) 适宜 的综合生活川小琶等用水指丰，j 、体系，以，支变化系数等相关技小指杯和指导忖要求，力制定 山东建筑大掌硕士掌位论文 小城镇供水工程建设标准提供有重要参考价值的依据及基础性数据和背景材料分析，建立 可持续发展的科学合理的小城镇供水用水量指标体系。 1 3 2 小城镇给水系统模式、水源问题及给水管材的选择性研究 小城镇的给水系统模式，本项目研究将根据小城镇经济发展水平、供水规模、城乡供 水的结合、地理位置、地形条件、水源条件等实际情况灵活地进行给水系统模式选择与组 合的研究。 水源选择，根据当地实际情况优先选用满足水量、水质要求的给水水源。同时本项目 将强化在此基础上对特色水源或非传统水源( 如雨水) 在小城镇的开发和利用及适宜小城 镇特点的水源保护研究。 不管采用哪种小城镇的给水系统模式，均应考虑给水管材选择的合理性，由于小城镇 供水规模相对较小，水压要求较低，使用管径较小，针对这些具体情况应加强对小城镇供 水管网设计中有关技术要点及推广使用新型、廉价、适用性强的供水管材等的应用研究。 1 3 3 适应小城镇供水特点的给水处理工艺选择性研究 比较大、中城市供水而言，小城镇供水系统受生活、生产活动规律、居住状况等多种 因素影响，通常供水规模较小，运行管理水平不高，有些地方对供水( 特别是对生活用水) 的水量、水质等是否满足要求重视程度不够，在此韵提下就更需要给水处理工艺系统的一 体化程度、设备化程度、运行简单化的进一步提高，针对不同水源条件，研究能更好的适 应小城镇给水处理的工艺系统是小城镇供水系统体系优化的重要组成部分。 1 3 4 小城镇排水体制与规模的规划研究 根据不同小城镇经济水平与环保及远近期建设的要求，密切结合现状基础，合理规划 小城镇排水体制和规模构成等研究。 1 3 5 适应小城镇特点的污水处理工艺选择性研究 允分考虑小城镇经济水r j 环保要求及远近朋建发，产业结构、周边环境等因素，并 根捌 殷小城镇污水水星小，浓度低，资会紧张，投小股管理水甲较低，州j j 殳条件差异较 人薯，避免一味采川人q l 城i lj ，b 用的污水处理工岂i m m 以适应小城镇j l 体f i j t 址造成被动。 6 山东建筑大掌硕士掌位论文 例如，强化一级处理技术与排放条件的有机结合，先期强化一级处理，有效地控制污染， 据财力与发展状况再接建二级处理；强化污水资源化技术的实施等，突出因地制宜特点， 研究及优化选择针对不同情况的高效、实用，有利于可持续发展的污水处理工艺。 1 3 6 制定典型小城镇给排水系统技术方案 根据本课题研究的条件，选取1 2 个小城镇，研究制定其给排水系统的指标体系及关 键技术等指导性技术方案，体现示范性功能。完成针对山东省小城镇建设特点、具有普遍 性原则指导意义的小城镇给排水系统指标体系及关键技术报告并发表相关学术论文。在本 课题研究过程中，注重在本课题研究成果基础上，逐步形成适合于山东省不同经济发展水 平、产业结构的小城镇给排水工程的先进完善的指标体系及关键技术构成的需要。 1 3 7 研究技术路线 初期通过查阅大量的文献资料，对山东省小城镇特点以及小城镇给排水系统关键技术 的各个层面有一定了解，并进行相关理论研究。中期资料的进一步收集与补充、整理、比 照分析，现场调研、测试与有关实验研究相结合等，并进一步深化理论研究，初步构成研 究成果体系。研究技术路线如图1 1 所示： 山东建筑大掌硕士掌位论文 h1 1 小城镇给水排水系统指标体系优化及关键技术研究技术路线图 8 山东建筑大掌硕士掌位论文 第2 章小城镇给水排水系统特点 为优化小城镇给水排水系统的指标体系及关键技术，必须从小城镇特点出发。研究小 城镇经济、社会、环境等特点就可以在结合小城镇给水系统现状以及水环境现状的基础上 分析存在的问题，找到改善的对策与措施，进而促进小城镇经济、高效、适宜的给水系统 以及污水处理系统的快速发展，进一步发挥小城镇在农村城市( 镇) 化中的重要推动作用。 5 1 小城镇概念的界定及发展 尽管小城镇在我国己成为一个通用名词，但我国对于小城镇概念的运用仍很不规范， 没有明文规定【2 5 1 。各类研究人员在讨论小城镇时都侧重于自身的角度，导致小城镇概念上 的多义性和模糊性。当前，学术界比较流行的主要有以下几种倾向： ( 1 ) 小城镇是设立行政建制的镇，不包括县级镇和集镇； ( 2 ) 小城镇是一种区别于城市和村庄而客观存在的聚落，关键是如何选取发展的重 点，无需做人为的划分【2 6 1 ； ( 3 ) 中国城市规划设计研究院等编著的小城镇规划标准研究对小城镇内涵的界 定，即小城镇系指介于( 狭义) 城市与农村居民点之间的过渡性居民点，包括建制镇( 含 县城镇) 和集镇。但需要特别明确的是：其一，“小城镇”应指行政建制“镇”或“乡”的“镇区” 部分。其二，小城镇最基本的主体是建制镇( 含县城镇) 。其三，小城镇的涵盖范围可以 视工作需要上下适当延伸【4 l 。 综合以上几种观点，结合本课题的特点，考虑县城镇规模、经济等特点几乎接近或超 过小城市的特殊性，确定本文中的“小城镇”专指建制镇和集镇，而不含县城镇。“小城镇” 最基本的主体是建制镇( 不含县城镇) ，即指行政建制“镇”的“镇区”部分，而不是“镇域”， 且小城镇的涵盖范围可以砚工作需要上下适当延伸。 掘山东省统计局发巾的消息，山东省小城镇建最已进入一个新的陕选发展时期。截至 2 0 0 4 年底，全省共有小城镇1 4 7 9 个。其中，城天镇1 0 4 个，其他建制镇1 3 7 5 个，占全部 乡镇总数的8 3 。全省小城镇镇区人f i 已达1 4 2 67 力人，占全部乡镇人1i 的1 8 3 。其中， 镇l i 人口1 0 力人以矗卜的f l6 个，5 1 0 力人( | ，j f i2 5 个，3 5 力人的自j 9 个，1 3 力人 的有3 3 5 个，1 力人以p 的1 0 7 4 个。镇f x 人i | 1 力人以上的小城镇个教l 达4 0 5 个，占 山东建筑大掌硕士掌位论文 2 7 4 【捌。 2 2 小城镇的特点 研究分析小城镇给水排水系统的特点、存在的问题及探求相应对策，需要首先研究小 城镇经济、社会、环境等与大、中城市相区别的特点。 2 2 1 小城镇的经济特点 可持续的小城镇经济发展应是一种技术进步、提高效益、节约资源的集约发展模式， 这种模式与传统的高消耗、高投入的掠夺式外延发展模式乃根本对立脚】。然而，目前我国 多数小城镇传统的生产方式( 企业规模偏小、类型层次偏低、生产技术水平较落后、设备 陈旧) 依然占据主导地位，不仅限制了小城镇的发展规模，而且对生态环境造成巨大压力。 2 2 2 小城镇的社会特点 一般来说，小城镇镇区的人口多数为1 0 0 0 - - 5 0 0 0 人，某些大镇或重镇可达1 3 万人， 但一般也不超过5 0 0 0 0 人。近几年，小城镇基础设施建设，随着小城镇的蓬勃发展，有了 一定的发展，据统计【4 】，1 9 9 0 1 9 9 7 年全国小城镇累计新建水厂2 3 5 万个，日供水能力 2 7 1 4 万吨，至1 9 9 7 年底建有供水设施2 7 7 万个，也即5 5 左右小城镇( 含集镇) 建有供 水设施，8 2 7 6 建制镇和5 0 8 3 的集镇用上了自来水。虽然全国小城镇给水工程设施发展 较快，有一定基础，但发展不平衡，集镇供水设施普及率较低，小城镇给水工程设施整体 现状水平不高。目前，小城镇排水和污水处理设施也处于相当落后的水平，排水设施投资 普遍很小，也从一个侧面反映小城镇基础设施的整体水平普遍不高【2 9 1 。 2 2 3 小城镇的环境特点 小城镇可持续发展的目标应是经济、社会、环境，方面同步协调发展。但在现央中往 行是基于跟的利益或短期目标，将绎济发展詈于优先地位，而埘环境的改善力不从心。目 日u ，水资源严重污染等生念环境问题已成为小城镇可f j 续发展的主要障碍因素【3 0 1 。具体表 现为工业却局小合理，污染遍地月花，现有污水处理发施少，污水处理 低，i 自l 崩t 行 染i 叫韪| | 益严重，环境质量扮红f 降和堪化，一些城包i 的整体质量已明显低j 人中城i i j ， 个别城铛甚至l 二尢环境容量可， 1 0 山东建筑大掌硕- 士掌位论文 总体来讲，小城镇规模小、分布散、经济实力薄弱、基础设施建设整体水平不是很高， 因此在小城镇给水排水系统建设中应区别于大、中城市，不能一刀切，应根据不同地域、 不同经济发展水平采取具有针对性的对策，探索经济合理的建设模式。 2 3 小城镇给水系统的特点 2 3 1 小城镇给水系统现状 ( 1 ) 无供水工程设施或供水工程设施建设不足 随着中国小城镇建设进程度加快，小城镇的供水工程建设已取得较快发展，有了一定 的基础，但发展不平衡，供水工程设施整体现状水平不高。部分建制镇，主要是经济欠发 达地区和缺水地区一些建制镇以及大部分集镇，尚未建有供水工程设施，或者供水设施数 量少，规模小【3 1 l ，加上乡镇企业迅速发展，己不适应乡镇经济迅速发展的需要，水的供需 矛盾日益突出。统计资料表明( 4 】：截至1 9 9 9 年，中国仅有6 4 1 2 的小城镇建有供水设施， 自来水用水普及率也仅有7 2 7 8 。详细情况见表2 1 。 表2 1 中国小城镇给水设施建设概况统计 ( 2 ) 小城镇水源短缺问题普遍存在，表现为资源型、水质型缺水等 多数小城镇不靠近江河，给水水源以地下水为主，然而可取水量毕竟是有限的，不少 地方因超采严重已限制继续开采地下水；另外，由于部分小城镇采用粗放型模式高速发展， 一些小城镇企业的污水处理设施建设还不完善，污水未经处理就近排入河流，使得小城镇 企业的排污水平远远高于城市企业，而且固体废弃物随意堆放、侵占水体，加陕了水源污 染速度，造成取水水源严重污染。山东省东营、德川等地的小城镇还面临苦成水、高氟水 等i 口j 题，如东营地区的地下水为成水，且位于黄河最p 廊，地表水污染段广蓖。同时， 在小城镇阍边的农村，农药和化吧的大量使用等造成的农业面源污染也是加队小城镇水源 污染的义一原因。 r3 ) 用水量预删不合胛 f 以小城镇给水系统建改，面，中国现在还未f j 克全适用_ 小城镇给水建设的标准 山东建筑大学硕士掌位论文 规范，无论采用室外给水设计规范g b j l 3 8 6 ( 1 9 9 7 版) 、城市给水工程规划规范 ( g b 5 0 2 8 2 9 8 ) 还是采用农村给水设计规范( c e c s 8 2 ：9 6 ) 所有的生活用水量指标值 均有一定的幅度范围，上下限值相差3 0 - - 1 0 0 ，如果不结合各地实际情况，做好调查分 析研究而取值，就会有较大偏差。目前，许多小城镇给水系统的建设都直接套用或照搬城 市给水系统建设。对于用水量标准，大多数小城镇也是直接套用大、中城市标准( 个别选 用农村标准) ，缺乏针对性，调查研究不够，造成处理设施建设投资大、运行费用高、不 适用和难管理等一些局面。 资料显示p 1 ，重庆、四川的一些小城镇的部分新建水厂的供水能力过剩，造成一部分 处理设施处于不饱和运行或闲置停产状态，导致资源浪费、增加制水成本；江苏、四川、 重庆等省市2 0 多个小城镇综合生活用水量调查，发现小城镇实际综合生活用水量明显低 于室外给水设计规范( g b j l 3 - - s 6 ) ( 1 9 9 7 年版冲提供的小城镇“综合生活用水定额”。 由于小城镇用水人口少，居民住房条件、给水排水卫生设备完善程度、生活水平、产 业结构等方面与大中城市存在较多差距，因而小城镇的用水标准与大中城市也有所区别， 用水定额应相对降低，如果照搬城市用水量指标预测小城镇用水量，显然是不合理。 ( 4 ) 小城镇供水模式不合理 缺乏较集中分布小城镇给水工程的区域统筹协调规划，多数具备建设条件的小城镇各 自建设水厂，导致资金不足、技术力量薄弱、水源保护困难、设施简陋、水质水压不合理、 管网漏失率高等情况。另外，由于缺乏统一规划，造成布局无序、重复建设、难以发挥规 模效益，运行成本高，不利于区域或流域水资源的统筹开发和合理利用，无法形成技术合 理、设备先进的现代化给水系统。例如，1 9 9 9 年对苏锡常地区的调查显示【3 2 】，苏锡常地区 有乡镇水厂2 7 5 座，日生产能力8 4 万i n 3 ，平均算来每座水厂的日生产能力仅有3 0 0 0 m 3 ： 2 0 0 2 - - 2 0 0 3 年根据对重庆市部分建制镇的供水工程进行抽样调查【9 1 ，重庆市6 8 3 个建制镇 中，除重庆市水务集团供水区域建制镇和区县级自来水公司供水区域建制镇外，5 5 5 个建 制镇现有水厂5 6 3 个、日供水能力7 4 万m 3 ，水厂综合平均日供水能力1 3 0 0 m 3 ，低于国家 城市居民生后用水量杯准和室外给水设计规范规定的现阶段中小城镇r 人均综合 用水量应不低于1 8 0 0 m 3 ( 重庆市为一类地区) ；另外，有磐镇水厂的i 殳计规模远大于实际 用水量，而与其邻】丘的镇却还在不断建设给水【程，造成严重展费。 综上所述，目l 拍我田小城镇供水模式不合f f i 的现状是造成我叫小城镇给水建设普遍滞 后的主要原i j 之。返种给水模式，一般不能满足当地社会纤济发胜。求，造成水厂运行 成本偏高，叭碍小城镇供水系统的良忖运行。 山东建筑大掌硕士学位论文 ( 5 ) 小城镇给水处理设施缺乏或没有、供水水质难以保障 通过对平阴县孔村镇、东阿镇，沂源县中庄镇等镇的实地调查发现，多数小城镇只有 一个简陋的高位水池作为蓄水池，没有给水处理设施和消毒系统( 有时仅在夏季加些消毒 药片) ，供水水质难以保障。从水质、水量、方便程度和保证率四项指标来进行评价，四 项指标中只要有一项指标低于安全或基本安全最低值，就不能定为饮水安全或基本安全。 从目前的小城镇供水来看，水量、方便程度基本能满足要求，但是水质和保证率不高，因 此，小城镇现状给水属于基本安全，还需做进一步改善、提高。 2 3 2 小城镇给水系统的特点 ( 1 ) 发展不平衡 由于小城镇经济发展水平及人力、物力等条件的差异，小城镇供水事业的发展很不平 衡。一些经济发达的小城镇，已建有现代化的自来水厂，如东营市河口区孤岛镇；而经济 欠发达的小城镇，受经济条件限制，只能建设简易的供水设施，缺少给水处理设施，如济 南市平阴县孔村镇、东阿镇；还有一些较贫困的小城镇，至今还没有供水设施，多数以自 备井形式取水，如聊城市高唐县梁村镇。 ( 2 ) 供水规模以中小型为主 小城镇供水的规模，主要按水厂的生产能力划分。我国小城镇数量多，分布广。差异大。 据统计( 1 9 9 6 年数据) ，全国现有乡镇供水工程日供水能力在1 0 0 0 m 3 以下的占总数的7 7 ， 日供水能力在o 1 1 0 万m 3 的占总数的2 0 ，日供水能力在1 0 万m 3 以上的只占总数的 3 。因此，就目前隋况而言，我国