市政給排水設計
市政給排水設計理念及案例分析
摘要:文章主要結合筆者多年的工作實(shí)踐,闡述了現代城市市政給排水設計的理念及存在的主要針對性問(wèn)題,并通過(guò)某工程案例,針對市政給排水設計中的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行詳細分析與探討,旨在不斷地堅持現代城市未來(lái)的可持續發(fā)展,提高市政工程的總體質(zhì)量及要求。
關(guān)鍵詞:市政給排水,設計理念,案例,問(wèn)題
市政給排水設施是城市基礎設施重要組成部分,關(guān)系著(zhù)城市地面水的排除,城市污水的處理,使水資源得以良性循環(huán)的基礎設施,對居民居住環(huán)境有十分重要的意義。隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展,城市化進(jìn)程加快,市政給排水設施建設得到較快發(fā)展,城市建設必須走可持續發(fā)展道路。本文分析了市政給排水設計理念,并通過(guò)工程案例針對市政給排水設計案例進(jìn)行了詳細地論述。
1 市政給排水設計的理念
市政給排水工程是城市基礎設施的重要組成部分,做好城市市政給排水規劃設計,對建設一個(gè)良好城市人居環(huán)境具有重大意義。特別是在新的歷史條件下,提倡省地節能的理念,這要求市政給排水規劃設計必須從宏觀(guān)、中觀(guān)、微觀(guān)三個(gè)層面進(jìn)行認真思考與研究,以尋求城市水資源的合理利用,實(shí)現現代化城市的可持續發(fā)展。
?。?)提高水資源使用效率。全面提高水資源的使用效率,作為非工程措施,投資小、見(jiàn)效快,與社會(huì )進(jìn)步的趨勢相吻合。在美國的“水利規劃編制規程”中被作為優(yōu)先措施予以規定。
?。?)開(kāi)發(fā)利用水資源。單純從天然徑流提取水源,取水利用率很低,大量的過(guò)境水量未被有效利用。在實(shí)際應用中,應根據當地的情況,在雨水充沛的季節,儲存剩余的水資源,把用水的項目放在用水的季節,在比較干旱的季節從事非用水行業(yè),對于鄰大型水庫的城鎮,由于水量豐沛而浪費現象嚴重,節水意識淡薄,使城市供水系統不堪重負,高峰時(shí)甚至出現明顯缺水情況,使得水資源短缺與浪費并存。要改變城市供水的被動(dòng)局面,必須行動(dòng)起來(lái),充分開(kāi)發(fā)利用身邊白白流失的資源。水資源開(kāi)發(fā)的原則應是興修水利,攔河筑壩,調節徑流,蓄豐補枯。
?。?)嚴格加強水資源的保護。水污染不僅造成水環(huán)境的破壞,同時(shí)還可能使符合水質(zhì)標準可供飲用的水源減少,間接加劇水資源的短缺。
2 市政給排水設計問(wèn)題及措施分析
給排水規劃設計宏觀(guān)層面所面對是大范圍的思考,涉及到規劃區范圍以外甚至跨地區的區域性問(wèn)題,影響深遠,對城市可持續發(fā)展有著(zhù)舉足輕重的作用。在給水方面,主要體現在水源及其保護,區域水資源平衡及區域供水規劃;在排水方面主要是防洪排澇規劃設計以及河網(wǎng)區域污染控制,它要求我們必須有寬闊眼界與系統創(chuàng )新的思維。
(1) 排洪與排水標準銜接問(wèn)題。城市排水是解決較小匯流面積上短歷暴雨產(chǎn)生的排水問(wèn)題,采用的是暴雨公式,暴雨時(shí)段控制在5min~120min,選用暴雨樣本是年超大值法;而排洪考慮的匯水面積大,目前采用都是水文公式(也是暴雨推理公式),使用某重現期(如十年一遇) 24h暴雨量為基本數據,其選用暴雨樣本是年最大值法。因此進(jìn)行防洪排洪規劃時(shí),應充分考慮排洪與排水重現期標準銜接問(wèn)題。排洪規劃重現期應根據城市重要性以及排洪流域面積的大小因素綜合考量后確定。排洪匯水面積越大,重現期標準越高,大中城市排洪標準不宜小于10年一遇(水利標準)。
排洪措施主要有:排洪措施主要有地面全抬高方案和雨水泵加滯洪區方案 (地面不抬高或部分抬高 )。對于山區,考慮到內洪來(lái)得快,退得快,設置雨水泵站效益不大,宜采用全抬高方案,但同時(shí)也要考慮現狀村莊過(guò)渡,可設置局部的抽排設施。
?。?)污水處理集中與分散問(wèn)題。一段時(shí)期以來(lái),我國污水處理業(yè)界比較推崇污水集中處理,理由是污水廠(chǎng)規模經(jīng)營(yíng),效率高,污水廠(chǎng)運營(yíng)成本低,處理出水水質(zhì)有保證等。但隨著(zhù)時(shí)間的推移,其缺點(diǎn)也逐步暴露出來(lái),過(guò)度集中污水處理主要存在如下問(wèn)題:
一是巨額管網(wǎng)投資(越下游管徑越大,投資巨增);二是運營(yíng)的高能耗(中途提升泵站多,能耗大);三是無(wú)法進(jìn)行中水就近利用。對此,很多污水采用 BOT形式營(yíng)建,這對污水適度分散處理提供了方便,污水適當分散處理是區域污水處理發(fā)展的方向。
3工程案例分析
某城沿海城市新開(kāi)發(fā)城北區,規劃面積16平方公里,規劃排放水量46000m3%/d在規劃區內污水主干管末端設置了一座規模41000m3%/d的污水提升泵站,即規劃區內的大部分污水需經(jīng)泵站提升后才能排至污水處理廠(chǎng)。
當地政府為了加快新城區開(kāi)發(fā),進(jìn)行城北區最主要的南北走向的主干道施工時(shí),同時(shí)開(kāi)展了10 多條與主干道交叉的東西走向的道路設計,在設計過(guò)程中,幾個(gè)項目從不同的程度上發(fā)現了城南區規劃污水提升泵站位置的不合理性而引起污水管網(wǎng)豎向高程規劃不合理,本文以其中一個(gè)項目的設計進(jìn)行論述。
該工程為城南區的一條東西走向的城市次干道,紅線(xiàn)b為28m,路線(xiàn) L為1.9km,設計路面標高為124.516—127.372m,設計污水管單側布置,按原規劃污水提升泵站在路線(xiàn)中部的西北角,泵站所在位置地面標高129-132.5m,由于有其他道路的污水管接人,污水提升泵站進(jìn)水管的管底高程為112.llm。
3.1 污水管埋深不合理存在的問(wèn)題
按原污水提升泵站設置的位置進(jìn)行本工程設計污水管道埋深 11—15m,的長(cháng)度約為路線(xiàn)長(cháng)的50%,且排水坡度與道路坡度相反,出現了如下不利于工程建設的問(wèn)題:
?。?)根據國家鋼筋混凝土管的使用標準,一般III級管可達到最大覆土為9m,塑料排水管超過(guò)8m覆土后也不能選用,因此,需采用暗渠形式排水,與采用管道相比,由于埋深太大,暗渠施工周期長(cháng),增加了施工的不安全因素。
?。?)工程造價(jià)較高:根據本工程的地質(zhì)報告,此路段上除局部為d 約lm的殘積土外,從高程100—130m的范圍均為灰巖,管渠埋深太大,造開(kāi)挖回填土石方量大。
?。?)泵站原選址位置現狀地面標高 129—132.5m 則泵站的進(jìn)水池開(kāi)挖d為17—20m,泵站的建設投資相對較高。
?。?)管渠埋深太大,不僅施工及其困難,今后的維護將是十分困難的。
3.2污水管埋深不合理的原因分析
由于原污水提升泵站設置的位置不合理,造成了污水管埋深太大,即導致了規劃區污水管網(wǎng)豎向高程的不合理。
據了解,原污水提升泵站規劃位置的確定主要考慮的因素是設在某綠化區的附近,以減少對周?chē)幼^的污染,在排水工程設計中,對單項的設計通過(guò)管材、基礎、施工方法等的合理選用以降低市政排水管網(wǎng)的投資是較有效的,確定合理的排水管設計高程也是節約投資的重要一方面,而合理的高程,需依據合理的排水規劃。
3.3規劃調整污水提升泵站后的設計效果
從造價(jià),維護,施工等角度綜合考慮,設計提出了調整規劃污水提升泵站的建議,調整至路線(xiàn)設計終點(diǎn)東南角,現狀地面標高較低(約124m),靠近在建的南北走向的主干道污水管擬接人污水提升泵站的一側。后在有關(guān)規劃部門(mén)的充分論證和協(xié)調后,城南區的污水提升泵站的位置作了合理的調整,使原存在問(wèn)題的幾個(gè)項目問(wèn)題均得到解決。
污水提升泵站調整后,比原規劃位置現狀地面標高降低5—8m,由于污水泵站位置的改變,相應改變了部分設計污水管的流向,本工程原污水管道埋深為11—15m的管段,管道埋深改為3—6m,本工程的排水工程造價(jià)降低了29%。
4 結束語(yǔ)
城市發(fā)展中,水可以促進(jìn)城市的發(fā)展,也可以損害人的生命和財產(chǎn)妨礙社會(huì )的進(jìn)步。編制城市給排水規劃時(shí)要善于處理好城市發(fā)展中可能面臨的水資源、水環(huán)境、水災害問(wèn)題,綠色環(huán)保節能已成為未來(lái)城市發(fā)展的方向,充分利用有利地形合理地布置管網(wǎng)。充分做好系統安排,遠近結合,使管道設計具有現實(shí)性和超前性,實(shí)現可持續發(fā)展策略。
參考文獻
[1]趙中樞,市政給排水分析[J].城市規劃,2010(10).
[2]王景慧,市政給排水設計與施工[J].城市規劃匯刊,2010(4).
關(guān)鍵詞:市政給排水,設計理念,案例,問(wèn)題
市政給排水設施是城市基礎設施重要組成部分,關(guān)系著(zhù)城市地面水的排除,城市污水的處理,使水資源得以良性循環(huán)的基礎設施,對居民居住環(huán)境有十分重要的意義。隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展,城市化進(jìn)程加快,市政給排水設施建設得到較快發(fā)展,城市建設必須走可持續發(fā)展道路。本文分析了市政給排水設計理念,并通過(guò)工程案例針對市政給排水設計案例進(jìn)行了詳細地論述。
1 市政給排水設計的理念
市政給排水工程是城市基礎設施的重要組成部分,做好城市市政給排水規劃設計,對建設一個(gè)良好城市人居環(huán)境具有重大意義。特別是在新的歷史條件下,提倡省地節能的理念,這要求市政給排水規劃設計必須從宏觀(guān)、中觀(guān)、微觀(guān)三個(gè)層面進(jìn)行認真思考與研究,以尋求城市水資源的合理利用,實(shí)現現代化城市的可持續發(fā)展。
?。?)提高水資源使用效率。全面提高水資源的使用效率,作為非工程措施,投資小、見(jiàn)效快,與社會(huì )進(jìn)步的趨勢相吻合。在美國的“水利規劃編制規程”中被作為優(yōu)先措施予以規定。
?。?)開(kāi)發(fā)利用水資源。單純從天然徑流提取水源,取水利用率很低,大量的過(guò)境水量未被有效利用。在實(shí)際應用中,應根據當地的情況,在雨水充沛的季節,儲存剩余的水資源,把用水的項目放在用水的季節,在比較干旱的季節從事非用水行業(yè),對于鄰大型水庫的城鎮,由于水量豐沛而浪費現象嚴重,節水意識淡薄,使城市供水系統不堪重負,高峰時(shí)甚至出現明顯缺水情況,使得水資源短缺與浪費并存。要改變城市供水的被動(dòng)局面,必須行動(dòng)起來(lái),充分開(kāi)發(fā)利用身邊白白流失的資源。水資源開(kāi)發(fā)的原則應是興修水利,攔河筑壩,調節徑流,蓄豐補枯。
?。?)嚴格加強水資源的保護。水污染不僅造成水環(huán)境的破壞,同時(shí)還可能使符合水質(zhì)標準可供飲用的水源減少,間接加劇水資源的短缺。
2 市政給排水設計問(wèn)題及措施分析
給排水規劃設計宏觀(guān)層面所面對是大范圍的思考,涉及到規劃區范圍以外甚至跨地區的區域性問(wèn)題,影響深遠,對城市可持續發(fā)展有著(zhù)舉足輕重的作用。在給水方面,主要體現在水源及其保護,區域水資源平衡及區域供水規劃;在排水方面主要是防洪排澇規劃設計以及河網(wǎng)區域污染控制,它要求我們必須有寬闊眼界與系統創(chuàng )新的思維。
(1) 排洪與排水標準銜接問(wèn)題。城市排水是解決較小匯流面積上短歷暴雨產(chǎn)生的排水問(wèn)題,采用的是暴雨公式,暴雨時(shí)段控制在5min~120min,選用暴雨樣本是年超大值法;而排洪考慮的匯水面積大,目前采用都是水文公式(也是暴雨推理公式),使用某重現期(如十年一遇) 24h暴雨量為基本數據,其選用暴雨樣本是年最大值法。因此進(jìn)行防洪排洪規劃時(shí),應充分考慮排洪與排水重現期標準銜接問(wèn)題。排洪規劃重現期應根據城市重要性以及排洪流域面積的大小因素綜合考量后確定。排洪匯水面積越大,重現期標準越高,大中城市排洪標準不宜小于10年一遇(水利標準)。
排洪措施主要有:排洪措施主要有地面全抬高方案和雨水泵加滯洪區方案 (地面不抬高或部分抬高 )。對于山區,考慮到內洪來(lái)得快,退得快,設置雨水泵站效益不大,宜采用全抬高方案,但同時(shí)也要考慮現狀村莊過(guò)渡,可設置局部的抽排設施。
?。?)污水處理集中與分散問(wèn)題。一段時(shí)期以來(lái),我國污水處理業(yè)界比較推崇污水集中處理,理由是污水廠(chǎng)規模經(jīng)營(yíng),效率高,污水廠(chǎng)運營(yíng)成本低,處理出水水質(zhì)有保證等。但隨著(zhù)時(shí)間的推移,其缺點(diǎn)也逐步暴露出來(lái),過(guò)度集中污水處理主要存在如下問(wèn)題:
一是巨額管網(wǎng)投資(越下游管徑越大,投資巨增);二是運營(yíng)的高能耗(中途提升泵站多,能耗大);三是無(wú)法進(jìn)行中水就近利用。對此,很多污水采用 BOT形式營(yíng)建,這對污水適度分散處理提供了方便,污水適當分散處理是區域污水處理發(fā)展的方向。
3工程案例分析
某城沿海城市新開(kāi)發(fā)城北區,規劃面積16平方公里,規劃排放水量46000m3%/d在規劃區內污水主干管末端設置了一座規模41000m3%/d的污水提升泵站,即規劃區內的大部分污水需經(jīng)泵站提升后才能排至污水處理廠(chǎng)。
當地政府為了加快新城區開(kāi)發(fā),進(jìn)行城北區最主要的南北走向的主干道施工時(shí),同時(shí)開(kāi)展了10 多條與主干道交叉的東西走向的道路設計,在設計過(guò)程中,幾個(gè)項目從不同的程度上發(fā)現了城南區規劃污水提升泵站位置的不合理性而引起污水管網(wǎng)豎向高程規劃不合理,本文以其中一個(gè)項目的設計進(jìn)行論述。
該工程為城南區的一條東西走向的城市次干道,紅線(xiàn)b為28m,路線(xiàn) L為1.9km,設計路面標高為124.516—127.372m,設計污水管單側布置,按原規劃污水提升泵站在路線(xiàn)中部的西北角,泵站所在位置地面標高129-132.5m,由于有其他道路的污水管接人,污水提升泵站進(jìn)水管的管底高程為112.llm。
3.1 污水管埋深不合理存在的問(wèn)題
按原污水提升泵站設置的位置進(jìn)行本工程設計污水管道埋深 11—15m,的長(cháng)度約為路線(xiàn)長(cháng)的50%,且排水坡度與道路坡度相反,出現了如下不利于工程建設的問(wèn)題:
?。?)根據國家鋼筋混凝土管的使用標準,一般III級管可達到最大覆土為9m,塑料排水管超過(guò)8m覆土后也不能選用,因此,需采用暗渠形式排水,與采用管道相比,由于埋深太大,暗渠施工周期長(cháng),增加了施工的不安全因素。
?。?)工程造價(jià)較高:根據本工程的地質(zhì)報告,此路段上除局部為d 約lm的殘積土外,從高程100—130m的范圍均為灰巖,管渠埋深太大,造開(kāi)挖回填土石方量大。
?。?)泵站原選址位置現狀地面標高 129—132.5m 則泵站的進(jìn)水池開(kāi)挖d為17—20m,泵站的建設投資相對較高。
?。?)管渠埋深太大,不僅施工及其困難,今后的維護將是十分困難的。
3.2污水管埋深不合理的原因分析
由于原污水提升泵站設置的位置不合理,造成了污水管埋深太大,即導致了規劃區污水管網(wǎng)豎向高程的不合理。
據了解,原污水提升泵站規劃位置的確定主要考慮的因素是設在某綠化區的附近,以減少對周?chē)幼^的污染,在排水工程設計中,對單項的設計通過(guò)管材、基礎、施工方法等的合理選用以降低市政排水管網(wǎng)的投資是較有效的,確定合理的排水管設計高程也是節約投資的重要一方面,而合理的高程,需依據合理的排水規劃。
3.3規劃調整污水提升泵站后的設計效果
從造價(jià),維護,施工等角度綜合考慮,設計提出了調整規劃污水提升泵站的建議,調整至路線(xiàn)設計終點(diǎn)東南角,現狀地面標高較低(約124m),靠近在建的南北走向的主干道污水管擬接人污水提升泵站的一側。后在有關(guān)規劃部門(mén)的充分論證和協(xié)調后,城南區的污水提升泵站的位置作了合理的調整,使原存在問(wèn)題的幾個(gè)項目問(wèn)題均得到解決。
污水提升泵站調整后,比原規劃位置現狀地面標高降低5—8m,由于污水泵站位置的改變,相應改變了部分設計污水管的流向,本工程原污水管道埋深為11—15m的管段,管道埋深改為3—6m,本工程的排水工程造價(jià)降低了29%。
4 結束語(yǔ)
城市發(fā)展中,水可以促進(jìn)城市的發(fā)展,也可以損害人的生命和財產(chǎn)妨礙社會(huì )的進(jìn)步。編制城市給排水規劃時(shí)要善于處理好城市發(fā)展中可能面臨的水資源、水環(huán)境、水災害問(wèn)題,綠色環(huán)保節能已成為未來(lái)城市發(fā)展的方向,充分利用有利地形合理地布置管網(wǎng)。充分做好系統安排,遠近結合,使管道設計具有現實(shí)性和超前性,實(shí)現可持續發(fā)展策略。
參考文獻
[1]趙中樞,市政給排水分析[J].城市規劃,2010(10).
[2]王景慧,市政給排水設計與施工[J].城市規劃匯刊,2010(4).
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