探讨中小城市污水管网工程设计

【摘 要】城市污水处理系统是城市重要基础设施之一，对改善城市投资环境和社会经济的可持续发展都有重要的意义。本文介绍了中小城市污水管网排水体制的选择，着重介绍了在设计过程中存在的一些关键问题及相应的处理措施。

【关键词】污水管网；管网设计；排水体制；问题及对策

随着我国社会经济的迅猛发展，人们生活水平不断得到提高，环境保护和人们的身体健康越来越得到大家的关注，同时大家更多地把目光于城市污水处理厂及配套的污水管网建设。我国城市污水处理事业与先进国家相比总体上起步较晚，发展水平较低，且一直受城市地形地质条件、城市布局及新建、改建等诸多因素影响，以致我国很多中小城市的污水管网建设滞后于污水处理厂建设，造成污水处理系统运作不正常。

1 我国中小城市污水管网排水体制的选择

1.1 排水体制的类型

中小城市污水排水系统的体制一般分为分流制排水系统和合流制排水系统两种。分流制排水系统是指在两个或两个以上各自独立的管渠内分别排出雨水、生活污水和工业废水，其中雨水的排除系统称为雨水排水系统，而生活污水和工业废水的排除系统则称为污水排水系统；合流制排水系统是指在同一个管渠内混合排除雨水、生活污水和工业废水。合流制排水系统是目前国内外很多旧城采用最多的排水系统，但经该系统处理过的污水并未经过无害化处理，会受纳水体遭受严重污染。

1.2 排水体制的选择

目前，在新建城区、新开发工业区为保护环境都较多地采用分流制排水体制，以实现建筑物、工业区内的雨污分流，并分别接入市政的雨污系统。在城市旧城的排水系统中采用的多为合流制排水系统，其使受纳水体遭受严重污染，若现在要直接将老城区的排水体制改为分流制，则须重新建一套水管网系统，且需要改造每户污水排出点，然而这样的工程量比较大，投资较高，难度也大。因此，根据国家排水规范中“允许同一城镇可采取不同的排水体制”的规定，近期一般都采用了截流式合流制形式过渡，远期再结合城区建设逐步用雨水管代替原有合流管，不接入截流干管而排入水体；同时封闭截流干管上的溢流井溢流口，用于排水干管，并重新铺设污水支管，接入污水干管，进而实现完全的雨污分流制。

2 我国中小城市污水管网工程设计存在的一些问题及相应措施

2.1 规划设计问题及对策

污水系统规划的缺乏是我国中小城市污水管网设计的规划设计问题。随着社会经济的迅猛发展和城市建设的进步，我国中小城市当前的排水规划已不能适应时代的发展。管网建设具有建设后难以更改、使用年限较长（一般在四五十年以上）等特点，较难根据规定以建筑物总体规划中为依据，因而较难使用城市发展的需要。同时，很多城市由于缺乏超前、可操作性强的排水专项规划具体指导其建设，使得相关部门较难敷设系统的污水管网，比如说不能衔接区与区之间、大管与小管之间的排水管标高及上下游之间污水管标高等。

改善污水系统规划的缺乏笔者认为首先应结合城镇污水工程较强系统性和整体性来加强规划管理，即在进行研究和初步设计前先做好城市排水工程专项规划，在改造老城区和大街小巷时，应重新规划、改造地下管线，使其达到相关要求。

2.2 排污体制管理问题及其对策

排污体制管理问题的主要表现是排污管理力度不够，污水管网缺乏维护，未能及时疏通，也会造成污水管输水不畅，无法满足原设计的输水能力。

为了确保城镇污水管网设施的完好和正常运行，我们必须结合当地具体情况选择合理的排水体制，加强和规范城市污水管网的管理和建设，充分发挥城市污水管网设施的功能：①对于一些老城区的污水管网改造，可以采用截流式合流制与分流制相结合的排水体制，远期则采用完全分流制，使其在投资最节省的前提下发挥最大的功能作用及经济效益；②设立专门的职能部门负责城市的雨、污分流主管网的配套建设和用户管道接人工作，监督污水管网设施建设改造工程的实施，维护城市污水管网的正常运行；③排水设施建设完工后，建设、规划、市政管理、质监等部门要对建设情况进行严格验收，竣工资料移交城市建设技术档案馆管理，加强城市排水管网运行管理水平，加快排水管网地理信息系统工程系统完善和开发，使用高科技手段实现对管网的动态管理；④积极为污水管网工程拓宽集资渠道，节约资金。

2.3 现行设计问题及其对策

主要有现行溢流式截流井的问题和排洪沟口截污问题。前者主要表现于有很多老城区由于历史原因都还在使用合流制排水系统。大部分污水管网改造必然向着合流制系统方向，但难度较大，因此多采用溢流式截流井方法。但是，现行的溢流式截流法还存在很多问题，如污水截流干管溢流井的溢流口没达到城市防洪要求，汛期洪水通过沿江设置的溢流口倒灌进城市污水管道系统和城区，致使污水处理厂运行受阻和城市防洪堤失效。后者主要表现于排洪沟口截污问题。在很多城市，为了尽快实施水污染治理工程，使日益严重的水污染状况得到缓解，基本就是在现有形势和条件下采取权宜之计，即沿河设一根截污管，在各合流排放口处设溢流式截流井将旱流污水收集至污水处理厂进行处理，下雨时大量溢流。同时，因为市政排水和建筑室外排水的管材很长时间以来大多采用质量较重的混凝土管、钢筋混凝土管和铸铁管等，接口较多，而且水泥接口在使用较长时间后管道漏问题严重，从而造成地下水的污染。

针对上述设计问题，要优化现行污水管网设计，减少其工程量，保证排水顺畅。首先，我们要采用直线布局对干管支管进行设计，充分利用地势定线，尽可能使污水在重力作用下流入污水厂，并且设计时要尽量减少管道埋深，在管道中途尽量减少提升泵站的设置。然后通过算法逐步调整排水线的设计，用动态规法将排水区域内与最终出水口节点相距同样可行管数的节点用一根最短的排水连接起来。最后，将各管段地面坡度的倒数、各管段的管长、各管段在满足最小条件下，按最小坡度设计时的挖方量进行最优设计。对溢流式截流井进行优化设计，克服现行溢流式截流井问题，要实行截流式合流制系统，即将溢流式截流井的流口方式改为截流口方式，将截流井设在合流管接入污水截流管之前，截流口和截流管按远期规划污水量计算。这种系统很大程度地克服了现行溢流式截流井的弊端。

3 结论

总之，我国是一个水资源紧缺的国家，虽然随着人们对污水处理行业认识的不断深入，提高污水处理程度已成为一种必然的发展趋势，但我国在国内普遍实现污水资源化还需要更进一步的努力。同时，在老城区污水管网工程改造时，要结合实际选择合适的排水系统，优化现行污水管网设计，减少其工程量，保证排水顺畅。

参考文献：

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[4]王秀允，杨建青. 排水管网设计在城市污水处理工程中的运用[J].城市建设. 2011;2(5):411-416.

作者简介：

吴绮桃（1978-），女，广东顺德人，职称：工程师，学历：硕士，主要研究方向：环境工程、给排水工程。