張勝軍

保定市規劃設計研究院

1、工程概況

    保定市現建成區面積77.2km²，人口78萬(wàn)人。據用水統計資料分析，市區現狀日污水量為25.9萬(wàn)m³。作為保定市污水處理廠(chǎng)一期工程，l994年就已經(jīng)建成了2座設計規模為8萬(wàn)m³/d的城市污水處理廠(chǎng)，并對市區排水管網(wǎng)進(jìn)行了適當改造。一期工程投入運營(yíng)后，取得了顯著(zhù)的環(huán)境效益和社會(huì )效益。

    隨著(zhù)城市建設的迅速發(fā)展，污水排放量也隨之增大?，F狀污水管網(wǎng)普及率較低，管網(wǎng)系統不完善，大量污水直接排入市區內的河道，對市區環(huán)境造成了嚴重污染。面對日益嚴重的水污染，市政府及有關(guān)部門(mén)早在2000年年初就提出，在t994年已建成的污水處理廠(chǎng)一期工程的基礎上繼續投資建設污水處理廠(chǎng)二期工程及廠(chǎng)外污水收集系統，并于2004年5月份完成了施工圖設計及招投標工作。工程具體目標是：①擴建銀定莊污水處理廠(chǎng)，建設規模為l6萬(wàn)m³/d：⑦，建設、完善市區排水管網(wǎng)系統，建成覆蓋整個(gè)城區的排水管網(wǎng)，收集全部污水進(jìn)入污水處理廠(chǎng)處理。該工程廠(chǎng)外污水配套管網(wǎng)部分總投資2．1億元，新建及改造污水管道92Km，新建污水中途提升泵站2座。

2、城市排水設施現狀及存在的問(wèn)題

    (1)排水設施現狀。保定市的現狀排水設施基本以京廣鐵路為界分為鐵東和鐵西兩個(gè)排水系統。鐵西區的排水管網(wǎng)是在19世紀50年代后期隨著(zhù)大型部屬企業(yè)的建立而建設的，主要包括樂(lè )凱大街和陽(yáng)光大街排水系統。由于歷史原因，排水平管均為由南向北逆地形坡度敷設，埋深較大。鐵西區的魯崗污水處理廠(chǎng)(設計規模為8萬(wàn)m³/d)位于市區西北部，保定市的較高點(diǎn)，污水需分別經(jīng)兩級中途泵站提升進(jìn)人污水處理廠(chǎng)，年運行費用較高。鐵東區的銀定莊污水處理廠(chǎng)(設計規模為8萬(wàn)m³/d)位于市區東郊，地勢較低。主要排水系統為東風(fēng)路排水系統，排水干管基本為順地形坡度敷設，僅在三豐路污水支干管中設有l座中途泵站，排水系統整體布局較合理。

    (2)存在的問(wèn)題。①隨著(zhù)城市排污量的逐年增加，現有的2座污水處理廠(chǎng)已基本達到滿(mǎn)負荷運行，難以滿(mǎn)足持續增加的污水處理量要求。②現狀污水收集系統不完善，大量污水未能進(jìn)人污水處理廠(chǎng)處理，直接排人市區河道，造成了河道沿岸環(huán)境質(zhì)量惡化。③現狀老城區的排水管道大部分仍為雨、污合流管道。這些管道管徑及埋深較小，使用年限較長(cháng)，部分管道淤積堵塞嚴重，需進(jìn)行雨、污分流改造。④排水設施建設滯后于城市的發(fā)展，在市區北部及東北部表現得尤為突出。這些區域的污水只能暫時(shí)排入雨水管道人防洪溝，污染了環(huán)境。⑤因歷史的原因導致鐵西區污水干管走向不合理，不得不設置多座中途提升泵站，增加了常年運行維護費用。

3、廠(chǎng)外污水配套管網(wǎng)設計概述

    (1)排水系統的規劃布局

    依據城市總體規劃，采用雨、污分流制排水體制。

    ①針對上述的鐵西區污水干管走向不合理及魯崗污水處理廠(chǎng)地勢較高的現狀，污水處理廠(chǎng)二期工程選址規劃中確定：控制魯崗污水處理廠(chǎng)處理規模，擴建銀定莊污水處理廠(chǎng)。結合城市總體規劃中確定的城市近期發(fā)展方向和市區地形條件，對鐵西區排水管網(wǎng)布局進(jìn)行調整，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定：在城區中部和北部的東西向主干路七一路和復興路分別敷設污水平管，向東、向南為順地形坡度敷設，走向合理。復興路污水干管位于規劃建城區北部，該干管在設計中適當超前，管道埋深及排水能力均為其北側城市建設用地以外區域的發(fā)展留有一定余地。近兩年的城市發(fā)展情況證明，上述考慮是正確、必要的。②為保證污水處理廠(chǎng)處理能力的有效利用，對老城區現狀排水管道進(jìn)行雨、污分流改造，規劃建設污水管道。在老城區南部敷設天威路污水支干管，向東、向北接人東風(fēng)路污水干管；③以城區南部鐵路專(zhuān)運線(xiàn)和城區南部、東部防洪堤為排水分區，分別布置排水干管，向東接入銀定莊污水處理廠(chǎng)二期工程。廠(chǎng)外污水系統干管布置均充分利用地形，靠重力流排水，減少能耗，降低了工程造價(jià)。

    (2)污水設計流量的確定

    ①用水量預測。根據保定市城市總體規劃(1998--2020年)，主城區近、遠期規劃年限及發(fā)展規模為：近期為2005年，主城區建設用地79.6km²，人口80萬(wàn)人；中期為2010年，主城區建設用地88.2km²，人口90萬(wàn)人；遠期為2020年，主城區建設用地110.4km²，人口115萬(wàn)人。在該工程可行性研究報告中，采用二種方法對城市用水量進(jìn)行預測，一是以城市總體規劃及分區規劃確定的人口、用地規模及工業(yè)用地用水量標準進(jìn)行預測(分項預測法)：二是參考1 995～2000年現狀用水量數據變化規律，按一定增長(cháng)率進(jìn)行預測。用水增長(cháng)率參考我國一般大城市、特大城市及保定市用水人口及工業(yè)用地增長(cháng)率確定，生活及工業(yè)用水綜合增長(cháng)率取2.5％。預測結果表明，按規劃指標預測的用水量稍大于按增長(cháng)率預測的用水量。依據中國國際咨詢(xún)公司專(zhuān)家組評估意見(jiàn)，保定市近、遠期用水量按增長(cháng)率預測的用水量結果確定，即2005年預測用水量為39.4m³/d，2010年為44.6萬(wàn)m³/d，2020年為57.1萬(wàn)m³/d。

    ②污水量預測。污水量預測以上述的按用水增長(cháng)率預測的用水量結果為依據，按污水折減系數0.8，污水收集率2005年為85％，2010年為92％，2020年為98％進(jìn)行計算。結果為：2005年預測污水量為26.8萬(wàn)m³/d，2010年為32．8萬(wàn)m³/d，生活和工業(yè)污水量約各占50％。污水處理二期工程廠(chǎng)區設計年限為20 10年，廠(chǎng)外污水配套管網(wǎng)設計年限為2020年，并適當超前。

    ③污水比流量的確定。根據預測的2020年生活、工業(yè)污水量及城市總體規劃確定的規劃期末各類(lèi)用地規模，分別計算生活污水比流量及工業(yè)污水比流量?？紤]各規劃分區人口密度相差很大，若采用統一的生活污水比流量勢必會(huì )造成較大的誤差。在充分考慮管網(wǎng)系統的安全性，并結合遠期規劃，經(jīng)過(guò)綜合測算，城市中心區生活污水比流量為0.5IL/(km²·S)，規劃建成區邊緣區域生活污水比流量為0.38L/(km²·s)，工業(yè)污水經(jīng)流量為O.84L/(km²·s)。

    (3)管材選擇。保定市區地勢較為平坦，管道埋深隨管段長(cháng)度的增加會(huì )迅速增大，為有效降低管道埋深，減少工程造價(jià)，采取了如下措施：

    ①結合城市遠景規劃，適當放大起始管段的管徑。城市道路下起始管段最小敷設管徑取400mm，并盡量減少400mm管徑的管段，以減小整個(gè)污水管網(wǎng)系統的埋深。在滿(mǎn)足充滿(mǎn)度和設計流速的前提下，增大管徑不易淤積且清通方便，能夠滿(mǎn)足遠期規劃要求。

    ②適當選擇新型管材。該工程中管徑大于600mm的，采用地產(chǎn)管材——承插口鋼筋混凝土排水管：管徑600mm以下的，采用高密度聚乙烯雙壁波紋管(PE管)，可以有效地降低管道埋深。

    (4)中速提升泵站的設計。當管道埋深較大(管底埋深接近8.Om)時(shí)，施工難度加大，造價(jià)提高，需設中途提升泵站以提高下游管道標高。在本工程中共設2座中速提升泵站，采用地下式、自灌式泵房。水泵選用潛水排污泵，采用自動(dòng)耦合式安裝，安裝檢修方便。

4、結論及建議

    筆者經(jīng)過(guò)近幾年的工作實(shí)踐感到：設計對于工程建設是至關(guān)重要的，設計方案是否合理、完善，對工程建設影響重大，因此在項目前期的方案設計階段必須進(jìn)行多方案的技術(shù)經(jīng)濟比選，從中選出技術(shù)可行、經(jīng)濟合理的方案，據此做出的設計才能作為工程建設的依據。

    (1)城市的排水規劃設計應以城市總體規劃為依據，與城市總體規劃相協(xié)調并適當超前。就保定市的目前情況來(lái)看，近幾年城市建設發(fā)展較快，城市總體規劃已滯后于城市的發(fā)展，部分建設用地已突破總體規劃的用地范圍，因此排水規劃設計應比城市總體規劃年限更長(cháng)些，污水量預測應采用多種方法進(jìn)行并互相驗證，留有發(fā)展余地。由于城市發(fā)展的不均衡性，在不同區域采用不同的排水標準是合理、可行的。

    (2)排水系統的規劃布局在充分利用現有排水設施的基礎上，應充分利用城市的地形，合理劃分排水區域。在本設計中，就充分考慮了東郊銀定莊污水處理廠(chǎng)地理位置的優(yōu)勢，在城區中、北部順地形坡度敷設了復興路和七一路污水干管，對鐵西區陽(yáng)光大街污水干管的走向進(jìn)行了調整，從而使城區整個(gè)排水管網(wǎng)的布局趨于合理。

    (3)在新材料、新技術(shù)應用方面，選用先進(jìn)的技術(shù)和設備，有利于施工和維護管理。在本設計中小口徑管材選用PE管，相對于鋼筋混凝土排水管來(lái)說(shuō)，它水力條件較好，可有效的減小坡度和埋深，抗腐蝕性能好，雖價(jià)格相對較高，但使用壽命長(cháng)，施工安裝方便。另如泵站設計中選用潛污泵，效率高，節省能耗，安裝檢修方便，泵房可設計為地下式，節省了土建費用。