如今,城區建設面積不斷擴大,城市人口激增,用地日趨緊張,水資源緊迫,污水產(chǎn)生量增加,這些問(wèn)題的存在使市政給排水設計面對更大的困難,進(jìn)而在實(shí)際的設計規劃中產(chǎn)生一系列問(wèn)題,如果這些問(wèn)題得不到有效的解決,將直接影響城市生產(chǎn)生活。 因此,現圍繞貴州某城區,對其給排水設計規劃中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析,并探討有效的優(yōu)化解決方案。
1 給水設計規劃問(wèn)題與優(yōu)化解決方案
1.1 問(wèn)題分析
1）新建水廠(chǎng)不合理。 伴隨新城不斷建設,新建水廠(chǎng)將在一段時(shí)間后被城市包圍,因地面正加速硬化,雨水為地下水提供的補給將被徹底切斷,同時(shí)新城地下水位目前已成漏斗型,從其他方向進(jìn)來(lái)的補給無(wú)法發(fā)揮作用,加之現有流域水質(zhì)情況極差,所以新建水廠(chǎng)區域地下水幾乎全部來(lái)自現有流域,導致供水水質(zhì)難以保證。
2）清水輸水管（從清水池到配水管網(wǎng)）設計水量計算不合理。 規劃中清水輸水管流量為最高日最高時(shí)供水量加上輸水管漏損水量,導致計算管徑偏大。
3）配水干管布局不合理。 設計將南北向最大管徑干管布置于城區東側邊緣處,這與干管路徑應達到最短的要求不符。
4）輸水干管布置不合理。
從水源到水廠(chǎng)的原水輸水管為一條,且沒(méi)有安全貯水池,亦沒(méi)有其他安全供水措施,導致供水安全性得不到保障。
5）管材選用沒(méi)有足夠依據。 規劃中提出所有給水管道應選用 ＰＥ 管。
現階段在市政給水管道中較常用的管材有以下三種：
①球墨鑄鐵管,具有良好的機械強度與適用性,且出廠(chǎng)前已做防腐處理,抗腐蝕效果明顯,管道接口為橡膠圈,配專(zhuān)用標準件,但球墨鑄鐵管以小口徑為主,實(shí)際應用的不超過(guò) ＤＮ１２００,因為大口徑不僅生產(chǎn)工期較長(cháng),而且運輸難度大,提高了造價(jià)；
②鋼管,是最常用管材,具有與球墨鑄鐵管基本相同的優(yōu)勢,但接口形式主要為焊接或法蘭,發(fā)生事故后便于快速展開(kāi)搶修,運輸與施工都十分方便,但防腐要求高,在特殊路段應用較多；
③ＰＥ 管,自重輕,抗腐蝕,減小水流阻力,熱熔接口,便于施工,管徑在 ＤＮ３００ 以?xún)鹊?ＰＥ 管成本低于其他所有管材,正得到日益普及的應用。
1.2 優(yōu)化解決方案
1）針對新建水廠(chǎng)方面的問(wèn)題。 因當前新城管網(wǎng)仍有待完善,所以同意新建水廠(chǎng)規劃,但要在其建設過(guò)程中逐步構建并使用以 ＧＩＳ 平臺為基礎的監測系統,用于實(shí)時(shí)監測、掌握地下水位情況,當地下水位降至最低限度,或水質(zhì)嚴重惡化時(shí),即刻停止該廠(chǎng)供水。
2）針對清水輸水管設計水量計算的問(wèn)題,只有原水輸水管才要考慮管道漏損水量,而清水輸水管在計算最高日最高時(shí)供水量時(shí),已考慮了配水管網(wǎng)的漏損水量,固不能重復計算,應取消這部分漏損水量,保證管徑計算有理有據。
3）針對配水干管布局方面的問(wèn)題,考慮縮短干管路徑,對原路徑實(shí)施修改,力求路徑與城市的主干道一致。
4）針對輸水干管布置方面的問(wèn)題,考慮到在輸水工程中,安全供水非常重要,設置兩根輸水干管,且兩根輸水干管間至少設置三處連通管,保證輸水干管任何一段發(fā)生故障時(shí)仍能通過(guò)事故用水量,城鎮事故用水量為設計水量的 ７０％。
5）通過(guò)以上分析可知,對于管徑在 ＤＮ３００ 以?xún)鹊慕o水管道,應采用 ＰＥ 管,以此在滿(mǎn)足輸水要求的同時(shí),降低造價(jià)；球墨鑄鐵管具有良好的機械強度與適用性,適用于管徑 ＞ＤＮ３００ 的給水管；特殊路段選用鋼管。
2 雨洪管理設計規劃問(wèn)題與優(yōu)化解決方案
2.1 問(wèn)題分析
1）規劃編制所遵循的理念較為陳舊,未能引入 LＩＤ 等全新理念,在規劃計算過(guò)程中也沒(méi)有采用數字排水平臺,致使規劃設計成果無(wú)法達到預期。
2）因規劃編制工作開(kāi)展較早,所以將重現期確定為 Ｐ =２ 年,從目前來(lái)看,這一設計重現期往往偏低 。
3）該新城由于地處貴州,地形坡度較陡,而規劃中雨水干管的布置與等高線(xiàn)垂直,導致干管內坡度及管內流速過(guò)大,使管道受到嚴重沖刷。
4）雨水泵站數量過(guò)多,且用地面積未能提供,導致相關(guān)部門(mén)難以據此預留用地。
5）雨水管道專(zhuān)項計算書(shū)缺失,沒(méi)有確定管道的設計埋深,使后續設計施工受阻。
6）在任務(wù)繁重且資金緊張的情況下,整體采用高密度聚乙烯纏繞結構壁管的做法并不合理。
2.2 優(yōu)化解決方案
1）在規劃設計當中合理引入新理念,并與園區內的雨水綜合利用模式充分結合,鼓勵各園區積極建設雨水收集、處理和回用系統,繼而從源頭上提高雨水綜合利用率,在節水的同時(shí)有效削減雨洪源頭。 強化與雨洪流量的控制,采用流量控制器進(jìn)行滯洪,利用現階段工程設計領(lǐng)域的科研成果,如先進(jìn)的優(yōu)化設計軟件,采用數據模擬的方法對設計成果進(jìn)行綜合評價(jià),從而提高規劃的可靠性與可行性。
2）現行設計規范指出,面對差異化的城市防澇需求,規劃編制過(guò)程中的設計重現期選擇也應具有差異化。 基于此,需要對原規劃作出相應調整,如中等城市中心城區為 Ｐ = ２～３ａ,中心城區的重要地區為 Ｐ =３ ～５ａ,中心城區地下通道和下沉式廣場(chǎng)等為 Ｐ =１０ ～２０ａ。
3）針對在地勢向河流方向有較大傾斜的地區,應使干管與等高線(xiàn)及河道基本平行敷設,主干管與等高線(xiàn)及河道成一定傾角敷設,從而避免設置過(guò)多的跌水井,降低造價(jià)。
4）針對雨水泵站數量過(guò)多的問(wèn)題,一方面要做適當縮減,另一方面要在規劃編制中給出明確用地要求,以便相關(guān)部門(mén)能夠順利開(kāi)展后續工作 。
5）補充對該城區雨水管道的專(zhuān)項分析計算,在 １∶１００００地形圖上勾出匯水面積,利用面積疊加法計算雨水設計流量,形成完善嚴謹的計算書(shū),從而為設計施工提供可靠指導。
6）考慮到項目任務(wù)十分繁重,同時(shí)資金投入往往不足,故只在部分區域采用高密度聚乙烯纏繞結構壁管,舍棄原規劃“一刀切” 的做法,從而在滿(mǎn)足設計要求的基礎上降低造價(jià)。
3 污水處理設計規劃問(wèn)題與優(yōu)化解決方案
3.1 問(wèn)題分析
1） 污水管全部采用單側敷設,且道路交叉口位置埋深過(guò)淺。 全部采用單側敷設致使橫跨道路收集支管數目較多,當雨水管徑較大時(shí),污水管道埋深增大；交叉口埋深過(guò)淺導致支線(xiàn)排入較困難。
2）排水體制選擇不符合實(shí)際。 整個(gè)片區采用一種排水體制,且新建城區對雨污分流制的執行往往不夠徹底,溢流污水在接入了雨水管道之后,嚴重污染河道水體；合流污水排入城市污水管道不僅增大了現有處理廠(chǎng)工作量,而且還會(huì )使進(jìn)廠(chǎng)污水水質(zhì)不滿(mǎn)足要求,處理難度增大,出水水質(zhì)不達標,污染河道水質(zhì)。 因此,必須嚴格按照實(shí)際情況進(jìn)行設計規劃。
3）對于管道建設時(shí)序,沒(méi)有認識到污水管道系統占據的重要地位,致使后續建設單純與市政道路建設一同進(jìn)行,未對此段管道上游銜接、下游出路做必要的分析考慮,導致污水很難快速排除,而且管內污水長(cháng)時(shí)間滯留產(chǎn)生堵塞,嚴重時(shí)還會(huì )對水源造成污染。
4）在新區的污水處理設計規劃中,缺少相關(guān)計算書(shū)和高程數據,導致后續設計與施工都無(wú)法得到正確的指導,造成不必要的困難。
5）污水管道材料仍以鋼筋混凝土為主,這樣不僅增加能耗,而且還會(huì )造成環(huán)境或水質(zhì)污染,不重視對環(huán)保材料的應用,尤其是那些靠近流域的位置,采用環(huán)保材料既能防控污染,還可以加快施工進(jìn)度。
6）目前社會(huì )普遍不重視排水管道,表現為隨意開(kāi)挖破壞和亂扔雜物,導致管道破裂漏水、堵塞等問(wèn)題時(shí)常發(fā)生。 因此,規劃編制必須對此引起重視,并提出有針對性的建議。
3.2 優(yōu)化解決方案
1）污水管在道路下單雙側敷設主要由道路寬度、雨水管管徑、兩側地塊開(kāi)發(fā)情況等決定的,若道路寬度大于4０ ｍ,且兩側地塊都開(kāi)發(fā)時(shí),為了減少連接支管的數目和減少與其他地下管線(xiàn)交叉,采用雙側布置；雨水管徑大于 ＤＮ８００ 時(shí),為避免污水埋設過(guò)深采用雙側敷設,其余情況采用單側敷設；對于貴州省這種山區城市,道路坡度較大,甚至達到８％ ～ ９％,有些交叉口豎向高差非常大,對于這種情況往往交叉口處污水管要深埋,過(guò)交叉口后再把標高抬起來(lái),避免支管接入困難造成不必要的麻煩。
2）排水體制的選定應根據城市實(shí)際情況進(jìn)行選擇確定,比如老城片區現狀為合流制,由于將合流制改為分流制往往因投資大、施工困難等原因而較難在短期內做到,這時(shí)通常采用截流式合流制,為了保護水體,可對溢流的混合污水進(jìn)行適當的處理；新建城區采用半分流制,同時(shí)具有污水排水系統和雨水排水系統,并且將初期雨水截流進(jìn)污水系統,在雨水排放口位置,截污管附近設置截流井, 將初期雨水截流至截污干管中,有效控制污染。
3）在規劃中必須確定正確的建設時(shí)序,尤其是下游系統。 以城市現狀為依據,結合污水產(chǎn)生狀況,可提出新城中人口密集區的管道建設特殊規劃,以此避免管道建設對居民日常生產(chǎn)生活造成較大影響 。
4）補充對污水管道的專(zhuān)項分析計算,形成完善嚴謹的計算書(shū),合理確定控制點(diǎn)標高,從而為設計施工提供可靠指導。
5）在選擇污水管道材料時(shí)優(yōu)先考慮環(huán)保材料,同時(shí)將這些環(huán)保材料的優(yōu)勢特點(diǎn)充分和當地水文地質(zhì)條件相結合,從而對管道布置、埋設等進(jìn)行有效優(yōu)化。
6）為全面強化社會(huì )宣傳教育的目標積極嘗試,比如,在干管所在位置的地面增設標志牌,用于向居民介紹管道作用、重要性,避免開(kāi)挖破壞,以及做好其周?chē)男l生保持工作,避免管道系統受損。 此外,在條件允許的情況下,還要提出針對于實(shí)際情況的可行性方案。

本新城在及時(shí)發(fā)現并有效優(yōu)化整改給排水設計規劃問(wèn)題后,順利完成了城區給排水系統建設,基本滿(mǎn)足城區生活、生產(chǎn)對供水、排水提出的要求,具體的思路、做法都有良好的參考借鑒價(jià)值。 另外,通過(guò)上述分析還能看出,隨著(zhù)城市與社會(huì )的高速發(fā)展,市政建設正向環(huán)保節能的方向快速轉變,如給排水系統對新型環(huán)保材料的使用就是一個(gè)十分典型的體現,因此,在實(shí)際的設計規劃中應對此引起足夠重視,從而打造符合新時(shí)代發(fā)展需要的給排水系統。