（水文学及水资源专业论文）城市排水工程专项规划若干问题的研究.pdf

城市舅 水工程专项规划若- t - - j i j i 题的研究 摘要 科学地编制城市排水工程专项规划是防治和解决水污染、保护水环境免遭破 坏，有序地指导城市排水工程基础设施建设的重要措施。由于城市排水工程专项规 划不属于国家法定规划系列，我国目前尚无相应的规划编制办法来指导其规划编制 工作，从而导致各地编制的城市排水工程专项规划普遍存在“技术定位模糊，设计 内容深浅、多寡不一，技术衔接不到位”等诸多问题。要在短时间内制定一部适用 于全国的城市排水工程专项规划编制办法来规范城市排水工程专项规划的编制 工作，却不太现实。因此，现阶段对城市排水工程专项规划的技术定位、编制思路 与方法、工作程序、编制的内容与技术要求、编制成果的形式和深度要求等方面进 行系统地研究，具有重要的理论和现实意义。 通过本人参与广州市及其周边地区一些城市排水工程专项规划的编制和评审 工作的实践，在广泛调查研究的基础上，分析了城市排水工程专项规划在编制中存 在的问题，针对现阶段城市排水工程专项规划编制工作的现实需要，对城市排水工 程专项规划的技术定位、编制思路与方法进行了明确；提出了城市排水工程专项规 划的工作程序、编制内容和相应的技术要求：明确了城市排水工程专项规划成果形 式、内容和深度要求。 本文以广州市番禺区沙湾镇排水工程专项规划( 2 0 0 3 2 0 2 0 ) 为实例，利用对 城市排水工程专项规划的“技术定位、编制思路与方法、工作程序、编制内容与技 术要求、编制成果的形式和深度要求”等方面研究的成果，对该实例进行了修f 。 该专项规划实例在修正以后具有一定的代表性，期望能为业内同行编制具有类似条 件城市的排水工程专项规划提供参考与借鉴。 关键词：城市排水工程 专项规划 若干问题研究 城市舅 水工程专项规划若干问题的研究 a b s t r a c t i ti sa ni m p o r t a n tw a yt op r o t e c tt h ee n v i r o n m e n t sa n dc o n t r o lw a t e rp o l l u t i o nt o c o m p i l es p e c i f i cu r b a nd r a i n a g ew o r k sp l a ni nas c i e n t i f i cw a y h o w e v e r ，t h eu r b a n d r a i n a g ew o r k sp l a nc o m p i l e di nt h em a s t e rp l a na n dd e t a i l e dp l a n n i n gw h i c hc o m p i l e d a c c o r d i n gt ot h ec u r r e n tu r b a np l a n n i n gm e t h o d sc a n n o tg u i d et h ec o n s t r u c t i o no ft h e u r b a nd r a i n a g ew o r k se f f e c t i v e l yf o rs o m er e a s o n s t os o l v et h ea b o v ep r o b l e m s ，t h e s p e c i f i cu r b a nd r a i n a g ew o r k sp l m l m e r g e & i ti san e wp l a n n i n gt y p e ，n o tb e l o n gt ot h e s e r i e so fn a t i o n a lr e g u l a t i o n t h e r ea r es o m ec o n l l t l o np r o b l e m sf o rt h es p e c i f i cu r b a n d r a i n a g ew o r k sp l a ni nc h i n a s u c ha st h et e c h n i q u ep o s i t i o n i n gi sn o tc l e a r , t h ec o n t e n t o ft h ep l a n n i n gi sd i f f e r e n ta n di nd i f f e r e n td e p t h ，t h et e c h n i q u e sl a c k sl i n kt oo t h e rp a r t s a n ds oo i l i tbn o tp r a c t i c a lt os e ta r t u r b a nd r a i n a g ew o r k sp l a n n i n gm e t h o d s w h i c hc a n a d a p tt ot h ew h o l ec o u n t r y s ot h i sp a p e rh a sd i s c u s s e dt h et e c h n i q u el o c a t i o nf o rt h e s p e c i f i cu r b a nd r a i n a g ew o r k sp l a na n dc o m p i l i n gm e t h o d s a n dt h e nt h es p e c i f i cu r b a n d r a i n a g ew o r k sp l a n sc o n t e n tf r a m ea n dr e q u i r e m e n t so nt h et e c h n o l o g ya r ep u tf o n v a r d t h ef o r m ，c o n t e n ta n dd e p t ho f t h er e s u l t sf o rt h es p e c i f i cu r b a nd r a i n a g ew o r k sp l a r ma r e c l e a r l yd e f i n e d ，t h o s er e s e a r c h e sd o n ei n t h i sp a p e rm a k es e n s eb o t hi nt h e o r ya n d p r a c t i c e s t h es p e c i f i cu r b a nd r a i n a g ew o r k sp l a nf o rs h a w a nt o w np a n y ad i s t r i c ta r e d i s c u s s e di nt h i sp a p e ra sar e a le n g i n e e r i n gc a s ei nt h ee n do ft h i sp a p e r t h et h e o r yp u t f o r w a r di nt h i sp a p e rb x ei n t r o d u c e di nt h i sc a s et om a k es o m en e c e s s a r ym o d i f i c a t i o n s ， t h em o d i f i e ds p e c i f i cu r b a nd r a i n a g ew o r k sp l a nf o rs h a w a nt o w np a n y ud i s t r i c ti so fa r e p r e s e n t a t i v e ，w h i c hc a np r v i d er e f e r e n c e sa n ge x a m p l e sf o r c i t i e sw i t hs i m i l a r c o n d i t i o n s k e y w o r d s ：u r b a nd r a i n a g ew o r k s ，s p e c i f i cp l a n n , s o m ep r o b l e m s ，r e s e a r c h 第1i t 绪论 第1 章绪论 科学地编制城市排水工程专项规划是防治和解决水污染、保护水环境免遭破 坏，有序地指导城市排水工程基础设施建设的重要措施。本章从多角度阐述了本课 题的研究背景、研究目的和研究意义。最后指明本文的主要研究内容和采用的研究 方法。 1 1 选题背景及研究目的和意义 水是人类的生命之源，是人类生存的物质基础，是经济发展和人类进步的生命 线。水在某种程度上限制和决定了城市的性质、规模、产业结构、布局形状、发展 方向等，因此城市对水有很高的依存度。水资源是基础性自然资源，是生态环境的 控制性因素之一，同时，又是战略性经济资源，是一个国家综合国力的有机组成部 分。水资源正日益影响全球的环境与发展，甚至可能导致国家间的冲突“1 。快速大 规模的城市化使全球围绕以城市为中心的水资源供需矛盾、水污染防治和水环境改 善、城市防洪排水等方面的问题日益突出0 1 。 1 1 1 我国水资源及水环境状况 我国水资源先天不足，人均水资源量仅占世界人均水资源量的1 4 ，且在时空 分布上极不平衡，存在南多北少，东多西少的状况，年际变化也很大，丰枯年水量 相差几十倍”1 。目前，在全国6 7 0 多个城市中，一半以上的城市存在缺水问题，特 别是位于黄河、淮河、滦河、辽河下游地区，西北地区及沿海某些淡水资源缺乏地 区的城市，水的供需矛盾越来越突出。供水不足不仅使城市损失上亿元的收入，且 由于原水水质的下降和水处理工艺的落后，严重影响了居民的生活和健康。地表水 的不足，使许多地区强行超采地下水。全国已形成多个超过1 万k m 2 的地下水位大 幅度下降的地下漏斗区，造成城市地面沉降、海水入侵、水质超标、机井报废、城 市排水困难等o ，。 我国的江、河、湖、水库和近岸海域普遍受到不同程度的污染，除个别支流和 内陆河流外，总体呈加重趋势。城市和工业发达的城镇附近的水域污染尤其突出。 第1 章绪论 水污染的日益加剧，使得不少位于大河大湖旁的城市，出现水质型缺水的情况。据 调查，目前的缺水情况6 0 7 0 是由污染造成的“3 。我国许多城市排水能力不强， 洪涝灾害严重。暴雨季节，市区常受淹没浸泡之害。有1 0 0 多个城市雨季受江河洪 水顶托倒灌威胁，雨量较大时，城市排水不畅，造成较大损失”3 。 我国过去长期以来在增加城市供水能力的同时，未能注意防治水污染，导致至 今全国城市污水处理率仅为1 3 6 5 左右，许多城市没有污水处理厂，使我国在城市 水污染控制方面背上了沉重的包袱。据报告，工业废水处理率为8 7 4 ，但实际情 况远远低于此数，许多处理设施没有正常运行，甚至基本不运行，达标排放很多流 于形式。大量废水、污水的排放造成了城市水体的严重污染，直接影响人民健康和 工农业生产。经预测，如果要在2 0 1 0 年以前基本遏制城市水污染的蔓延趋势，保 护城市供水水源，并在2 0 3 0 年以前使水环境有明显改善，2 0 1 0 年和2 0 3 0 年我国 城市污水的有效处理率必须达到5 0 和8 0 以上。否则，我国的水污染不仅不能得 到控制，甚至还要继续扩展。这是一个十分严重的问题，也是一项非常艰巨的任务。1 。 综上所述，由于我国经济的快速发展和城市化进程的加快，城市人口急剧膨胀， 我国许多地区已出现了水资源短缺、城市水环境、生态环境日趋恶化的现象。我国 的水环境和水资源已面临严峻的挑战，水已成为制约我国城市发展的主要因素，而 且日益明显。如何有效地防止和解决水污染，保护水环境免遭破坏，就成为我们城 市建设工作者面临的一个重要问题。 1 1 2 城市排水工程专项规划产生的背景及存在的主要问题 在我国城市化的进程加快，城市人口急剧膨胀，城市水污染、城市水环境和生 态环境日趋恶化的情况下，各级政府和排水工程规划设计人员迫切地认识到城市排 水排水工程是一项系统工程，科学地编制城市排水工程规划对有效控制城市水污染， 保护城市水环境免遭破坏，有效指导城市排水工程的有序建设，具有重要的作用。 按照传统的分类法，城市排水工程规划可分为城市总体规划阶段的排水工程规 划和城市地区详细规划阶段的排水工程规划两类，大城市在上两者间还有一个分区 规划阶段的排水工程规划，这些排水工程规划统称为“城市排水工程专业规划”。城 市排水工程专业规划之后就是排水工程设计。由于受设计条件等因素的制约，城市 排水工程专业规划难以适应对下一级规划或设计的控制和指导，造成设计序列上的 第1 章绪论 脱节和真空，于是“城市排水工程专项规划”这一新的规划设计类型就应需而生了。 城市排水工程专项规划的对象是需要新建、改建或扩建的城市、工业企业和工 业区，它的主要任务是规划设计收集、输送、处理、利用各种污废水及城市雨水的 一整套设籀和构筑物，即排水管网系统和污水处理厂等设施的规划与设计。它对城 市排水工程建设在系统性和整体性上的直接指导作用强于各规划阶段的城市排水工 程专业规划。然而，由于城市排水工程专项规划不属于国家法定的规划，国家或行 业尚未对其法律地位进行权威、明确的界定，城市排水工程专项规划的编制也是编 制工程技术人员根据专业的技术特征、编制时的设计边界条件来掌握，没有一个统 一、规范的法规来加以指导，导致各地编制的城市排水工程专项规划存在“技术定 位模糊，设计内容深浅、多寡不一，技术衔接不到位”等问题。因此，现阶段对城市 排水工程专项规划的技术定位、编制思路与方法、编制的内容框架与技术要求、编 制成果的形式和深度要求等方面进行研究，具有重要的理论和现实意义。 i 1 3 本课题的研究目和意义 本课题针对城市排水专项规划编制过程中现状普遍存在“技术定位模糊，设计 内容深浅、多寡不一，技术衔接不到位”等问题，对城市排水工程专项规划的“技 术定位、编制思路与方法、工作程序、编制的内容与技术要求、编制成果的形式和 深度要求”等方面进行了研究，拟从理论和规划编制的实际操作上提出有效的解决 办法。目的是希望能理顺城市排水工程专项规划编制中存在的不规范问题。 现阶段在城市排水工程专项规划尚未成为国家法定规划，国家或行业尚未对其 法律地位进行权威、明确界定的条件下，研究城市排水工程专项规划的“技术定位、 编制思路与方法、编制的内容与技术要求、编制成果的形式和深度要求”等内容， 对有效控制城市水污染，保护城市水环境免遭破坏，规范城市排水工程专项规划的 编制工作以及有效地指导城市排水工程的有序建设，具有重要的理论和现实意义。 l2 。国内外研究现状 在国外，十九世纪中叶以后，随着产业革命后工业的发展和人口的集中，一些 资本主义国家的城市开始重视城市排水工程规划对水污染控制的指导作用，同时建 第1 章绪论 造了大量现代化的城市排水管道系统和污水处理设施，其污水处理率远远高于我国。 经过上百年的建设，目前英国的排水管道普及率已达1 0 0 ，德国的合流制和分流制 并存的排水管道系统已经进行了又一轮的改造完善，且早在1 9 1 1 年德国就已建成7 0 个污水厂，1 9 8 7 年前西德污水的入网率已达9 5 ，处理率达8 6 5 ，城市居民人均污 水管长达4 m 。莫斯科采用完全分流制排水管道系统，经过上1 0 0 年的建设，莫 斯科已建成长达7 0 0 0 k m 的排水管道、1 4 0 多个污水泵站和相应规模的污水处理厂 5 1 。国外经济发达国家不仅普及了排水管道系统，建设了大量的污水处理厂，而且还 在此基础上进行了大量卓有成效的改善措施和新技术的研究。 国外发达国家很早就开始了对城市排水工程规划设计和编制工作的研究，尤其 是在区域排水工程的规划设计与实践的研究方面，日本和欧美一些经济发达国家取 得了长足的进展。这些国家的排水工程规划虽在名称上与我国所称的“城市排水工 程专项规划”不太一致，但在内容实质上却基本相似。我国学者对于国外城市排水 工程规划设计与建设方面的介绍，多是停留在对水污染控制的先进技术、设备和经 验方面，很少有涉及对国外城市排水工程专项规划设计和规划编制方面的报道。 在国内，我国比较完善的现代化排水系统直n - t 一世纪初才在个别城市开始建 设。解放后，随着城市和工业建设的发展，城市排水系统才有了较大发展。从八十 年代中后期开始，随着经济的复苏，分流制城市排水管道系统的建设突飞猛进，我 国许多大城市已形成了较为完善的现代化排水管道系统，排水管道的普及率和污水 处理率已跃上了一个新台阶，但与国外经济发达国家相比仍然有很大差距。 近年来，我国各级城市政府逐步意识到城市排水工程专项规划的重要性，并组 织编制了大量的城市排水工程专项规划。现已有大批专家、学者和业内同行对城市 排水工程专业规划及专项规划的规划设计和规划编制工作进行了研究。太原市市政 工程设计研究院的王晓晋对城市排水管网的规划与实施进行了有益的探讨，明确了 规划与建设之间应如何进行有机衔接的问题；北京市水利科学研究院的廖日红归纳 了北京市小城镇排水管网规划设计的特点和应注意的问题，提出了北京市小城镇排 水管网规划设计不能照搬大城市的方法，而应结合小城市的特点进行的建议”1 ；湖南 省城乡规划设计研究院的罗惠云梳理了编制城市给排水专业规划从接受任务到成果 整理等方面的要点，提出了编制规划时应从区域的角度考虑与相关规划的协调，以 及规划好配套设旌的建议m ；长沙市规划设计院的唐生誉对长沙市河西主体部分的排 4 第1 章绪论 水专项规划进行了研究，针对城市建设中遇到的发展与环境保护问题提出了需要严 格按照规划要求进行管理和实施的建议；浙江省城乡规划设计研究院的王杉对城 市给排水工程规划中所涉及到的规划设计深度以及污水排放地点、给水水源和供水 系统模式的选择等方面的问题进行了剖析，但并未提出相应的解决办法9 3 ；太原市城 市规划设计研究院的裴军阐述了制订城市给排水规划时必须正确把握和处理好的三 大问题，即“科学规划，合理调控，解决水资源问题：严格控制，综合治理，改善 水环境问题；合理布局，减灾避害，防治水灾害问题”，指出应通过科学规划、合理 布局、综合治理等手段，系统而全面的统筹、协调各项水问题，达到合理调控水资 源，改善水环境，防治水灾害的目的“；太原市节约用水办公室的关鸿滨和张晋峰 等，结合工程规划实例阐述了城市给排水专项规划的编制要点，并对其编制方法和 深度作了一些探索，但未形成一个完整的体系“；中国城市规划设计研究院的杨明 松对平原水网地区城市排水规划问题进行了研究，研究表明：平原水网地区城市排 水规划受多种因素的影响，当前编制的平原水网地区城市排水专业规划中普遍存在 内容过于简单，各层次规划在深度方面不能衔接，难以指导工程设计的问题，指出 在城市总体规划编制完成后应及时组编制道路排水专项规划，平原水网地区城市排 水专项规划重点是在深入细致地分析研究当地与排水有关的自然条件和资源条件基 础上，通过多方案的技术经济比较合理确定排水方式、排水标准和排水系统布局形 式，并进行必要的排水管渠水力计算“。齐齐哈尔市排水管理处崔玉孝、汪莉等， 对城市给排水规划的各个阶段如何确定给排水工程规模进行了研究，提出了预测给 排水工程规模的依据和相应的方法“”；蚌埠市城市规划设计研究院黄康对城市新区 排水规划与建设两者间存在的若干问题进行了研究，认为城市新区排水工程建设与 排水规划之间近、远期应当结合，排水工程建设既要以规划为依据，又要主动适应 城市建设发展需要，发挥其最大经济效益与环境效益“”；大连理工大学的陈有川i 、 李健等，从城市建设实践中存在的问题入手，论述了城市专项规划所包含的内容， 分析了它在城市建设中的作用，指出专项规划编制期限应与总体规划同步、编制深 度应控制在分区规划与控制性详细规划之间“；哈尔滨市排水工程规划设计研究院 的朱达力指出当前城市排水工程规划在理念和编制方法等方面存在不足，通过研究， 明确了规划编制原则、内容和深度要求，提出了加强城市排水工程规划与城市总体 规划相衔接，应从区域和全局考虑排水工程规划的编制等方面的建议“；安徽省芜 第1 章绪论 湖市规划设计院的李廷对城镇给排水工程规划进行了研究，提出：城镇给排水工程 规划应贯彻可持续发展战略，立足于城镇发展现状，着眼于未来；应合理确定城镇 规划中用水量、污水量及排水体制的选择的建议“：天津市市政工程设计研究院的 王洪云、陈金荣等，用多种方法对广州市排涝规划设计流量进行了分析，提出了适 于广州市的排涝规划设计计算方法，即：( 1 ) 河涌所在流域为规划建成区的地区， 宜采用城市水文学的推理公式( 瓯= o 2 7 81 l r i 。a ) 模型来计算河涌的洪峰流量；( 2 ) 河涌所在流域位于规划空白区( 山区或高丘区) 的地区，宜采用推理公式修正法 ( 如= o 2 7 8 ( s t ”一f ) f ) 来计算河涌的设计流量；( 3 ) 河涌所在流域上游为规划空 白区( 山区或高丘区) ，下游为规划建成区的地区，应结合实际需要对上述两个公式 适当修正后选取“；浦东新区城建局市政处的田赛男、刘朴等，结合上海浦东新区 污水规划，对开发区居民生活污水量标准、三产系数、工业废水比流量、地下水渗 入量标准等进行了分析，提出了开发区污水规划必须强调动态性的观点“；中国市 政工程西北设计研究院浙江分院的蔡之涛，对沿海老城区污水管网系统的规划与设 计进行了研究，分析和研究了东南沿海地区类似老城区排水管网系统规划与设计需 要注意排水体制的选择、污水水量预测、系统管网布置与已建排水管道的利用、泵 站规模计算等问题，对今后进行类似规划需要改进的方面提出了如下意见：在老 城区采用截流式合流制有一定的合理性，但对于外部环境的制约，无法根本解决水 污染的前提下，老城区还是应该远期采用分流制。污水系统的设置要兼顾泵站的 设置数量、管网建设的经济合理性及具有可操作性等。；深圳市环保局的曾贤桂、 张智良等，对深圳市分流制排水系统进行了研究，研究表明：完全理想的分流制排 水体系事实上并不存在，深圳市原来按分流制规划和建设的雨水系统现在实际上已 变成了混流制合流系统，即既有分流制，也有合流制，这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及建设情况的不同，因地制宜地在各区域采 用不同的排水体制是合理的。“；同济大学戴慎志、陈践等，对编制城市给排水工程 规划的思路进行了研究，提出了适应与当前城市建设和可持续发展的城市给排水工 程规划的新思路，即：应当树立可持续发展和区域观念，因地制宜地制定城市给排 水工程规划的建设目标，应用新技术、新方法，科学布局给排水工程设施，提高规 划的合理性、经济性和可行性”“：厦门集美建设发展公司高文通对沿海开发区排水 工程规划及设计的特点进行了研究，研究表明：对沿海开发区进行排水规划设计时， 第1 章绪论 既要考虑到其存在的“背山面水”的范例性，同时也要考虑到实际存在的特性；在 排水规划设计时，应坚持用最经济的手段，满足城市设防标准，充分利用地形，综 合解决城市景观、排水工程、竖向规划问题的原则；应协调同总体规划设计中竖向 设计的统一关系，因地制宜的对当地现有资源、地形地貌等加以充分利用，对方案 进行优选，同时有针对性的采取一些切实可行的措旋，以弥补不足，使得开发区排 水规划设计更趋合理，既保证建设投资的有效利用，又利于开发区发展的可持续性 。“；重庆大学张莉在硕士学位论文城市排水管道系统规划设计的研究中，以成 都市排水管道系统的规划设计为例，研究了城市排水管道系统在新时期规划设计的 方法和主要问题、老城区合流制排水管道系统的改造和注意问题、污水资源化和雨 水的利用等三个问题1 。湖北省城市规划设计研究院李红对城市排水工程专项规划 编制进行了研究，系统地阐述了城市排水工程专项规划存在技术定位不清楚、设讨 内容深浅不一、技术衔接不到位等诸多问题，并针对这些问题提出了一系列解决问 题的办法“”；重庆大学邓竟成在硕士学位论文城市市政工程规划编制办法的研究 中，提出了适合四川省实际的城市市政工程规划编制办法，该办法适用于详细规 划阶段的市政工程规划编制要求。1 ；成都市人民政府颁布的第1 0 6 号令“成都市城 市规划编制审批管理暂行办法”第七章提到专项规划的编制与审批，但内容比较简 单且不够系统。”。 综上所述，国内的这些研究和相应的管理办法一般都是停留在城市排水工程专 项规划或专业规划的某一个或几个问题上，仅提出城市排水工程专项规划设计中存 在的部分问题和对这些阅题的解决办法，不够全面和系统，在内容上也多是泛泛而 谈。而城市排水工程专项规划编制研究方面的文章不多，一般都是对针对几个规划 编制中存在的问题提出简单的看法，并未通过系统的研究起到规范城市排水工程专 项规划编制工作的作用。 1 3 本论文的主要内容和研究方法 1 本论文的主要内容 本论文主要研究了以下几个方面的内容： ( 1 ) 城市排水系统和城市排水量的预测与计算方法( 详见本论文第2 章) 。 介绍了城市排水系统的组成、布置方式、城市排水系统的体制分类与选择等内 第1 章绪论 容。重点对旧合流制排水系统改造的途径及城市排水量的预测与计算方法进行了研 究和介绍。 ( 2 ) 城市排水工程专项规划的技术定位、编制思路与方法研究( 详见本论文第3 毒) 。 研究了城市排水工程专项规划和城市总体规划阶段的排水工程专业规划的区 别，对城市排水工程专项规划的技术定位进行了详细的界定，同时对城市排水工程 专项规划的编制思路与方法进行了深入的探讨。 ( 3 ) 城市排水工程专项规划的工作程序、编制内容与技术要求研究( 详见本论 文第4 章) 。 提出了编制城市排水工程专项规划的工作程序和编制城市排水工程专项规划的 内容框架体系，并对各项内容的技术要求进行了详细的论述。 ( 4 ) 城市排水工程专项规划的成果形式和深度要求( 详见本论文第5 章) 。 在本文第3 、第4 章对城市排水工程专项规划的“技术定位、编制思路与方法、 工作程序、编制内容与技术要求”进行研究的基础上，提出了城市排水工程专项规 划的成果形式和深度要求。 ( 5 ) 广州市番禺区沙湾镇排水工程专项规划( 2 0 0 3 2 0 2 0 ) 实例( 详见本论文 第6 煮) 。 利用对城市排水工程专项规划的“技术定位、编制思路与方法、工作程序、编 制内容与技术要求、编制成果的形式和深度要求”等方面研究的成果，对该专项规 划进行了修正。该专项规划在修正以后具有一定的代表性，期望能为业内同行编制 具有类似条件城市的排水工程专项规划提供参考与借鉴。 2 本论文的研究方法 通过本人亲自参与广州市及其周边地区一些城市排水工程专项规划的编制和评 审工作，经查阅文献资料和实地走访调查研究，分析城市排水工程专项规划在编制 中存在的问题，针对现阶段城市排水工程专项规划编制工作的现实需要，提出解决 问题的方法和措施。以广州市番禺区沙湾镇排水工程专项规划( 2 0 0 3 2 0 2 0 ) 为实 例，对本文提出的理论与方法加以应用，同时修正了该专项规划工程实例的部分内 容。该专项规划在修正后具有一定的代表性，期望能为业内同行编制具有类似条件 城市的排水工程专项规划提供参考与借鉴。 第2 孽城市舅# 水系统和城市舅 水量预缦4 与计算方法 本章简要地介绍了城市排水系统的组成、布置方式、城市排水系统的体制分类 与合理选择等内容。重点对旧合流制排水系统改造的途径及城市雨污水水量的预测 与计算方法进行了研究与介绍。介绍了城市总体规划阶段预测和计算城市污水量的 三种计算方法，以及详细规划阶段污水量的计算方法。明确指出：城市排水工程专 项规划的污水量计算中，城市污水总量的计算需要达到总体规划的计算精度，具体 到各个管段，需达到详细规划的计算精度。 2 1 城市排水系统及其组成乜3 人们在日常生活和工业生产中，会产生大量与用水量相应的受到污染的生活污 水和工业废水，这些污废水含有大量的污染物质，不仅使水体质量降低，影响水体 正常功能的发挥，更会危害人体健康，阻碍社会经济的发展。城市降水水质相对较 清洁，但初期雨水也可能受大气污染物质的污染，而含有较多的污染物。雨、雪水 需要即时排出，否则会集水为害。城市排水按照来源和性质可以分为生活污水、工 业废水和降水( 主要指雨水) 三类，其中排入城市排水管网系统的生活污水和工业 废水统称“城市污水”。 城市排水系统是用来收集、输送、处理、利用城市污水和降水并将城市污水和 降水排入水体的全部工程设施。“。其规划的主要任务是：选择城市污水和降水的出 路；收集并输送城市污水和降水至适当地点；合理处理后排放或再利用；保护城市 水环境免受污染，保持城市水的良性循环。1 。城市排水系统按照排水性质可分为： 城市生活污水排水系统、工业废水排水系统和雨水排水系统三类。 1 城市生活污水排水系统。城市生活污水排水系统的任务是收集居住区和公 共建筑的污水并送至污水处理厂，经处理后排放或再利用。3 。主要由以下几个部分 组成：室内污水排水管道系统；室外污水排水管道系统；污水泵站及压力管道；污 水处理与利用构筑物：排入水体的出水口。另外，在管道系统的中途，某些易于发 生故障的部位，需设辅助性出水目( 事故出水口) ，在必要时使污水从该出水口排 入水体( 见图2 1 ) 。 第2 章城市排水系统和城市捌e 水量预测与计算方法 2 工业废水排水系统。工业废水排水系统是将车间及其它排水对象所排出的不 同性质的废水收集起来，送至废水回收利用和处理构筑物或排放。经回收、处理后 的水，可再利用，也可排入水体或排入城市排水系统，若水质比较干净可以不经处 理直接排入水体。工业废水排水系统主要由以下几个部分组成：车间内部管道系统 和设备；厂区管道系统：废水泵站和压力管道；废水处理站；出水口( 渠) 。 3 雨水排水系统。雨水排水系统是用来收集径流的雨水，并将其排入水体的排 水系统。主要由以下几个部分组成；房屋雨水管道系统和设备；+ 街坊或厂区雨水管 渠系统；道路雨水管渠系统：雨水泵站及压力管；排洪沟：出水口( 渠) 。 1 城市遗界：2 排水鼍壤分界垃：3 悖水童蕾：4 污水干蕾：5 待水主干蕾：6 滑枣摹坫： 1 墨力蕾：8 嚣奉蔑襄厂：9 出乖o ：l 。事故出毒o ：l l 工厂： iki 一埠水盘斌 2 2 城市排水系统的布置瞳3 城市排水系统的布置就是确定城市排水系统各组成部分的平面位置。城市排水 系统的平面布置，是随地形、竖向规划、雨污水主干管和污水处理厂的位置、泵站 的数量和位置、土壤条件、周围水体情况、污水的种类和污染程度、大区域水污染 控制规划、以及原有排水设施的现状及分期建设等因素而定。依照地形为主要因素， 城市排水系统的主要布置形式有：正交式布置、截流式布最、平行式布置、分区式 布置、分散式布置、环绕式布置、区域性布置等七种阱。在实际情况下，一个城市 的排水系统采用单一的布置形式极少，通常是根据当地条件，因地制宣地采用多种 布置形式。 1 - 正交式布置。在地势向水体适当倾斜的地区，各排水系统的于管可以最短距 离沿水体垂直相交的方向布置，这种布置称为“正交式布置”。其优点是干管长度短， 第2 章城市舅 水系统和城市捌# 水量预测阜计算方法 口径小，造价较低。但污水未经处理直接排入水体，使水体污染严重。这种布置形 式在现代城市排水中仅用于排出雨水( 见图2 2 a ) 。 2 截流式布置。对正交式布置，若在河岸再敷设总干管，将各干管的污水截流 送至污水处理厂，这种布置称为“截流式布嚣”。截流式布置对减轻水体污染、改善 和保护环境有重要作用。它适用于分流制排水系统，将生活污水和工业废水经处理 后排入水体。也适用于区域排水系统，区域总干管截流各城镇的污水送至区域污水 处理厂进行处理。尤其适用于截流式合流制排水系统，但应注意雨天有部分混合污 水排入水体( 见图2 2 b ) 。 3 平行式布置。在地势向河流方向有较大倾斜的地区，为了避免因干管坡度及 管内流速过大，使管道严重冲刷或跌水井过多，可使干管与等高线及河道基本平行， 主干管与等高线及河道成一倾斜角敷设，称为“平行式布置”( 见图2 2 c ) 。 4 分区式布置。在地势高低相差较大的地区，当污水不能靠重力流流至污水处 理厂时，可采用分区形式分别在高、低区敷设独立的管道系统，即“高水高排，低 水低排”。高区污水以重力流直接排入污水处理厂，低区污水利用水泵抽送至高区干 管或污水处理厂。这种布置形式只能用于个别阶梯地形或起伏很大的地区，其优点 是能分别利用地形排水、节省电力。若将高区污水排至低区，然后再利用水泵抽送 至污水处理厂则是不经济的( 见图2 2 d ) 。 5 分散式布置。当城市周围有河流，或城市中央部分地势较高，地势向周围倾 斜的地区，各排水流域的干管常采用辐射状“分散式布置”，各排水流域具有独立的 排水系统。这种布置具有干管长度短、口径小、管道埋深浅、便于污水灌溉等优点， 但污水处理厂和泵站的数量将增多。在地形平坦的大城市，采用辐射状分散式布置 可能是比较有利的( 见图2 2 e ) 。 6 环绕式布置。为便于发挥规模效益，减少污水处理设花的占地，节省基建投 资和运行费用，应对污水进行集中治理。故不希望建造数量多且规模较小的污水处 理厂，而倾向于建造规模较大的污水处理厂，所以城市排水系统的分散式布置发展 成为“环绕式布置”，即在城市规划区四周布置总干管，将干管的污水截流送往污水 处理厂( 见图2 - - 2 f ) 。 7 区域式布置。把两个以上城镇地区的污水统一排除和处理的排水系统形式， 称为“区域布置形式”。这种方式使污水处理设施集中化大型化，有利于水资源的统 第2 章城市排水系统和城市捌 水量预湖g 与计算方法 一管理，节省投资，运行稳定，占地少，是水污染控制和环境保护的新发展。但也 存在管理复杂，工程效益慢等缺点。这种布置形式适用于城镇密集区及进行区域水 污染控制的地区，需要考虑与区域规划相协调( 见图2 3 ) 。 ( a ) 图2 2 捌e 水系统的平面布置形式 ( a ) 正交式( b ) 式( c ) 平行式( d ) # e 式( e ) 口式( f ) * 式 i 城市4 界；2 排水* 城2 界鳗；3 主管；4 十蕾；5 水。：6 对水r ：7 * * 目；8 氯口。 第2 章城市排水系统和城市爿 水量预钡9 与计算方法 p 糠 圈2 3 区域捧水系统平面示意田 e 蝇主干- ：2 盅力置3 贽 - 帝竹丰干瞢4i 站5t 蕾的- t 圬水厂 6 叵壤牯拳广 道路是管线的载体，排水管道应尽量沿道路敷设。一般而言，排水管道应尽量 布置在道路两侧的人行道或绿化带内，而不宜安排在车行道下，尤其是不宜安排在 快车道下。其理由是因为排水管道的检查井较多，检查井在车行道下不美观，且疏 浚对行车影响较大。但因城市市政管线( 包括：给水、雨水、污水、电力、通信、 燃气等管线) 较多，道路两侧的人行道往往无法满足按规范要求的净距敷设所有的 市政管线，因此，排水管道在道路两侧的具体位置应综合考虑各因素后灵活选择。 2 3 城市排水系统体制分类及其合理选择乜3 2 3 1 城市排水体制的分类 对城市生活污水、工业废水和降水所采用的不同排除方式所形成的排水系统， 称为城市排水体制( 又称排水制度) 嘲3 ，从理论上讲，城市排水体铕t j u 分为合漉制 和分流制两类。实际上，一个城市的排水体制往往不是单一的合流制或单一的分流 制，而是一种混合体制，即“既有分流制，又有合流制”。 1 合流制排水体制。将生活污水、工业废水和降水混合在一个管道( 渠) 内的 排水体制称为合流制排水体制“”。合流制排水体制主要有以下几种形式： ( 1 ) 直排式合流制。管道( 渠) 系统的布置一般就近坡向水体，分若干个排水口， 混合的污水不经处理和利用就近排入水体。这种排水系统对水体的污染严重，但管 渠造价较低，又不进污水厂，所以投资省。这种体制在城市建设早期较多使用，不 少老城区都采用这种方式。因其所造成的污染危害很大，目前一般不宜采用( 见图 2 - 4 ) 。 第2 章城市排水系统弄【，城市捌# 水量预钡u 与 - i - 算方法 0 一- i ；? 、 古璃主蕾：2 古毫午蕾 ( 2 ) 截流式合流制。在早期直排式合流制的基础上临河岸边建造一条截流干管， 同时在截流干管处设置溢流井，并设污水处理厂。晴天和初雨时，上游污水都排入 污水处理厂，经处理后排入水体。当雨量增加时，混合污水的流量超过截留于管的 输水能力后，将有部分混合污水经溢流井溢出直接排入水体。这种排水系统比直排 式有了较大的改进。但在雨天，仍有部分混合污水不经处理直接排入水体，对水体 污染较为严重。为了进一步改善和解决污水处理厂蜻、雨天水量变化较大引起的管 理问题，可在溢流井处设贮水库，待雨停之后，把积蓄的混合污水送进污水处理厂 处理，但投资较大。截留式合流制常常在旧城排水管网改造中使用( 见图2 5 ) 。 2 分流制排水体制。将生活污水、工业废水和降水( 主要是雨水) 分别在两个 或两个以上各自独立的管道( 渠) 内排除的系统称为分流制排水系统。分流制排水 系统主要有以下几种形式： ( 1 ) 完全分流制。分设污水和雨水两个管道( 渠) 系统，前者汇集生活污水、 工业废水，送至污水处理厂，经处理后排放和利用；后者汇集雨水和部分较清洁的 1 4 第2 章城市制# 水系统和城市搁 水- l - 预测与计算方法 工业废水，就近排入水体。该体制卫生条件较好，但仍有初期雨水污染问题，其投 资较大。新建的城市、工业区和开发区，一般应采用该形式。工厂的排水系统，一 般应采用完全分流制，并要清浊分流，分质分流。有时，需考虑采用几种系统来分 别排除不同的工业废水( 见图2 - 6 ) 。 1 嚣水干雷：2 灯乖生干蕾j 野水厂： 4 出水口：5 膏水千蕾。 ( 2 ) 不完全分流制。只有污水管道系统而没有完整的雨水排水系统。污废水通过 一污水排水系统滤到污水处理厂，经过处理后排入水体或再利用；雨水通过地面漫流 进入不成系统的明沟或小河，然后进入较大的水体。该种体制投资省，主要用于有 合适的地形，有比较健全的明渠水系的地方，以便顺利排泄雨水。对于新建城市和 发展中的地区，为了节省投资或急于排出污水，可先采用明渠排水，待有条件后再 改建雨水暗管系统，变成完全分流制系统。对于地势平坦，多雨易造成积水的地区， 不宜采用不完全分流制( 见图2 7 ) 。 图2 7 不完全分流制排水系统示意圈 1 泞水干蕾：2 坩水主干蕾3 好水厂： 4 出水日： 5 明暴或小何。 第2 章城市舅e 水系统和城市搁e 水量预钡g 与计算方法 ( 3 ) 半分流制( 截流式分流制) 。既有污废水排水系统又有雨水排水系统。与完 全分流制的不同之处是在于它具有把初期雨水引入污水管道的特殊设施，称雨水跳 越井。在小雨时，雨水经初期雨水截留干渠与污水一起进入污水处理厂处理；大雨 时，雨水跳越截流干管经雨水出流干管排入水体。这种体制卫生条件好，但投资大， 在经济条件好，生活水平高，对环境卫生有特殊要求的地区可采用。对我国现阶段 而言，这种排水体制大多停留在研究阶段，我国大多数地区的城市排水系统尚无条 件采用这种排水体制( 见图2 8 ) 。 515l 00l0 66 叫 e1 0e 孙z 既滋 一- e ：翟 。 t 2 3 2 城市排水体制的合理选择 合理地选择城市排水体制是城市排水工程规划的重要问题。它不仅从根本上影 响排水系统的设计、施工、维护和管理，而且对城市规划和环境保护也将产生深远 的影响，同时也影响排水工程的总投资、初期投资和维护管理费用等。在城市的 不同发展阶段和经济条件下，同一城市的不同地区，可采用不同的排水体制。一个 城市究经是采用什么排水体制比较合理，应从环境保护、基建投资、维护管理、工 程实施等几个方面进行综合比较： 1 合流制排水系统中的雨污水合流，在降雨较大时一部分合流污水要溢入河流 造成污染，这种污染一般要大于分流制初期雨水的污染。 2 合流制排水管道的造价比完全分流制排水管道的造价低2 0 4 0 ，然而这 种排水体制必然会造成污水处理厂容量过大，使得工程投资及日常运行、管理费用 增加，同时分流制在分期上可先建污水管，再建雨水管，初期基建投资费用可以降 低，投资灵活。 第2 章城市排水系统和城市舅 水。量预钡u 与计算方法 3 在维护管理方面分流制要比合流制简单。 德国、荷兰等国家根据实际情况对合流制和分流制的污染问题进行了较为细致 的研究。研究结果表明，对于亚热带或温带气候地区，由于管网的在线贮水能力和 污水处理厂的水力负荷的可变性，合流制在瞬间污染、年度污染总量、某一类污染 物等方面都不一定比分流制高，在特定条件下，合流制的污染效应还低一些m 1 。对 于流速在0 i m s 以上的河流，两种系统的间歇式污染大体相当，对于c o d 等指 标，合流制高于分流制，而对于重金属元素，合流制要低于分流制。若管网的在线 贮水能力为2 r a m ( 2 0 m 3 h a 不透水面积) 5 唧( 5 0 m 3 h a 不透水面积) ，合流制溢流所 产生的年度污染负荷可以减半。对于荷兰，由于地形平垣，管网的在线贮水能力达 7 m m ，污水厂的水力负荷约为l m m h ，合流制的年度污染大大小于分流制1 。 k a r l i m h o f f 也认为两种体制的有机污染总负荷大致相当”。 排水体制的选择是一项很复杂的很重要的工作。应根据城市总体规划、环境保 护要求、污水利用情况、原有排水设施、水质、水量、地形、气候和污废水受纳水 体等条件，从全局出发，在满足环境保护的前提下，通过技术经济比较，综合考虑 确定。结合我国规范的规定，经综合考虑，在选择城市排水体制时，有如下几点供 参考：新建城市、扩建新区、新开发区或旧城改造地区的排水体制一般应采用分流 制。但在附近有水量充沛的河流或近海，发展又受限制的小城镇地区；在街道较窄 地下设施较多，修建污水和雨水两条管道有困难的地区；或在雨水稀少。废水全部 处理的地区等，采用合流制排水系统可能是有利和合理的。“。 2 4 城市旧合流制排水管渠系统改造的途径 我国大多数城市旧排水管渠系统都采用直排式的合流制排水体制( 简称“旧合 流制”) ，然而随着城市社会经济的发展和城市水环境污染的加剧，在进行旧城改建 规划时，对原有排水管渠进行改建，