生態(tài)城市理念下給排水規(guī)劃設(shè)計(jì)研究

劉洋

【摘 要】給水排水設(shè)施在城市的可持續(xù)發(fā)展及水資源管理中具有重要作用。給排水設(shè)施不僅為人口稠密地區(qū)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展提供必要的服務(wù)，而且反映出社會(huì)對(duì)水資源的重視程度。目前，中國(guó)許多地區(qū)沒(méi)有完善的給排水設(shè)施，尤其是排水系統(tǒng)和污水處理設(shè)施方面比較落后，一些經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)的排水管道密度和污水處理率較低。在生態(tài)城市建設(shè)理念下，文章對(duì)案例城市給水專項(xiàng)規(guī)劃、雨水專項(xiàng)規(guī)劃、污水專項(xiàng)規(guī)劃工程存在的問(wèn)題及優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，以提高城市給排水管網(wǎng)和排水泵站設(shè)施的運(yùn)維水平。

【關(guān)鍵詞】城市給排水;生態(tài)城市;規(guī)劃設(shè)計(jì)

1 案例城市基本情況

案例城市規(guī)劃以建設(shè)生態(tài)城市為遠(yuǎn)景，確立建設(shè)目標(biāo)。案例城市在建設(shè)初期就已經(jīng)將“生態(tài)城市”建設(shè)理念貫徹其中，在規(guī)劃和設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了優(yōu)化。比如，建設(shè)初期就已經(jīng)設(shè)置生態(tài)走廊作為商業(yè)區(qū)和生態(tài)區(qū)的天然隔離帶，限制了城市建設(shè)活動(dòng)的生態(tài)控制線和當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的發(fā)展，有效控制了商業(yè)區(qū)毫無(wú)規(guī)劃的外擴(kuò)和建設(shè)，最大限度地對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了維護(hù)和隔離，對(duì)城市的景觀塑造起到很好的作用[1]。同時(shí)，為了保證保護(hù)區(qū)的整體建設(shè)實(shí)力達(dá)到生態(tài)城市建設(shè)的基本要求，禁止開(kāi)發(fā)大型保護(hù)區(qū)。城鎮(zhèn)供水主要來(lái)自當(dāng)?shù)氐牡叵滤?，城市污水回用和景觀用水是市政用水的主要來(lái)源。積極利用城市污水再生水源，避免大規(guī)模跨流域調(diào)水，低碳環(huán)保，更符合生態(tài)城市建設(shè)的理念。

2 案例城市雨水專項(xiàng)規(guī)劃存在問(wèn)題及優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 雨水專項(xiàng)規(guī)劃優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1.1 案例城市暴雨強(qiáng)度公式

2.1.2 雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式

2.2 案例城市雨洪管治現(xiàn)存問(wèn)題

案例城市的地形平坦，雨水管道的出口大多靠重力排放，在雨水管道出口設(shè)置雨水提升泵站，保障雨季可以正常進(jìn)行排水工作。對(duì)于雨水提升泵站有兩個(gè)問(wèn)題需要考慮，一是泵站的最大流量，二是泵站的規(guī)模問(wèn)題。為減小泵站最大流量和規(guī)模，考慮在泵站的前段設(shè)置材質(zhì)較為堅(jiān)固的地下鋼筋混凝土蓄水池。

案例城市規(guī)劃區(qū)總體呈狹長(zhǎng)狀，平均坡度下降對(duì)排水、行洪不利。城鎮(zhèn)雨水資源的利用一般堅(jiān)持以下3個(gè)基本原則：①屋頂雨水的收集、處理和回收;②綠地雨水的暗滲性;③雨洪排放的優(yōu)化措施很多，只有真正意識(shí)到這些問(wèn)題時(shí)，才能把流量調(diào)節(jié)理論應(yīng)用到特殊工程中，使所有水庫(kù)都設(shè)在雨水管道的末端調(diào)節(jié)和儲(chǔ)存雨水[2]。文章從理論和實(shí)踐兩個(gè)方面對(duì)其防洪減災(zāi)進(jìn)行分析。在城市方面，規(guī)劃單元與雨水管道設(shè)計(jì)為一體;建設(shè)方多次要求采用先進(jìn)的雨水管道設(shè)計(jì)理念，但一直沒(méi)有落實(shí)到施工圖設(shè)計(jì)階段。

2.3 設(shè)計(jì)解決方案

把最新的雨洪管治理念納入?yún)^(qū)域雨洪管治規(guī)劃，將雨洪管治規(guī)劃與園區(qū)雨洪管治政策相結(jié)合，明確現(xiàn)有雨洪管治規(guī)劃與政策，倡導(dǎo)“源頭控制”原則，比如鼓勵(lì)各個(gè)住宅小區(qū)開(kāi)展建設(shè)防洪系統(tǒng)工作，從源頭上減少并控制雨水對(duì)防洪問(wèn)題的影響。將構(gòu)建生態(tài)排水系統(tǒng)的思想引入雨水專項(xiàng)規(guī)劃編制過(guò)程。綜合應(yīng)用生態(tài)技術(shù)和治理城市面源污染和修復(fù)的經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建生態(tài)化城市排水系統(tǒng)[3]。

本案例工程以西繞城高速東輔道的路面雨水收集為例，在西路寬達(dá)70 m的綠化帶內(nèi)設(shè)有開(kāi)放式防滲池，大量種植蘆葦類(lèi)水草，并設(shè)有溢流管，這樣當(dāng)雨季來(lái)臨時(shí)，就可以將較潔凈的雨水排入市政雨水管中。

本文在總結(jié)了目前我國(guó)工程技術(shù)使用情況的前提下，選擇先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行模擬，建立數(shù)據(jù)模型等[4]?？梢允共煌瑢I(yè)的人員更加直觀地了解項(xiàng)目設(shè)計(jì)情況，同時(shí)對(duì)優(yōu)化后的特種雨水系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，使其成為技術(shù)可靠、可操作性強(qiáng)的詳細(xì)規(guī)劃。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，生態(tài)排水系統(tǒng)的應(yīng)用可使城區(qū)雨污分流減少70%～95%，并將雨污分流高峰延緩5～20 min，從根本上消除或減少雨水轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的污染問(wèn)題，使城市雨水回收成本降低，進(jìn)而改善生活環(huán)境，減少因城市建設(shè)產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題，降低市政建設(shè)成本（如圖1所示）。

將構(gòu)建生態(tài)排水系統(tǒng)的思想引入雨水專項(xiàng)規(guī)劃編制過(guò)程。綜合應(yīng)用生態(tài)技術(shù)和治理城市面源污染和修復(fù)的經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建生態(tài)化城市排水系統(tǒng)。筆者所在規(guī)劃區(qū)按此施工理念施工的項(xiàng)目為西繞城高速東輔道雨水工程。本工程將西繞城高速東輔道的路面雨水收集到西路70 m寬的綠地內(nèi)開(kāi)放的可滲灌調(diào)蓄池中，池塘中已預(yù)先安裝好溢流管，并在其中種植了與環(huán)境相適應(yīng)的植物，如蘆葦?shù)?。遭遇大雨或暴雨時(shí)，相對(duì)干凈的雨水會(huì)經(jīng)過(guò)池塘溢流管進(jìn)入市政雨水管道（如圖2所示）。

3 案例城市污水專項(xiàng)規(guī)劃存在的問(wèn)題及優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 案例城市污水專項(xiàng)規(guī)劃存在的問(wèn)題

雨水、污水分流系統(tǒng)實(shí)施不到位，一方面會(huì)增加污水處理廠的處理水量，另一方面隨意接入雨水、污水管道會(huì)造成對(duì)水系的嚴(yán)重污染。管線施工時(shí)沒(méi)有研究污水管道系統(tǒng)施工次序，導(dǎo)致今后只能在同一條管道上施工，沒(méi)有對(duì)下游管道進(jìn)行考慮[5]。如果日常生活污水不能及時(shí)排出，就會(huì)造成管道水儲(chǔ)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而堵塞管道，甚至管道水滲入地基，容易造成地下水污染。民眾對(duì)地下排水管網(wǎng)的重要性認(rèn)知不足，無(wú)法切身體會(huì)排水管網(wǎng)在日常生活中的作用。因此，社會(huì)上常見(jiàn)任意損壞排水管道、隨意向排水管道拋撒雜物的情況，導(dǎo)致排水管道堵塞的現(xiàn)象普遍存在。該規(guī)劃未就此問(wèn)題提出建設(shè)性意見(jiàn)。

3.2 案例城市污水專項(xiàng)規(guī)劃優(yōu)化設(shè)計(jì)

一是劃定規(guī)劃區(qū)污水收集范圍，對(duì)污水收集量進(jìn)行預(yù)測(cè)，并進(jìn)行排水系統(tǒng)規(guī)劃。

二是完善已建成區(qū)的污水管網(wǎng)。在實(shí)踐中，通過(guò)計(jì)算污水管網(wǎng)流量，合理劃分區(qū)域，根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H情況調(diào)整管網(wǎng)。

三是當(dāng)設(shè)計(jì)方案滿足規(guī)劃條件時(shí)，應(yīng)將目前匯合的管道轉(zhuǎn)換并連接到污水管道系統(tǒng)，避免當(dāng)前用戶從上游排放的廢水直接排放到雨水管道系統(tǒng)而造成污染，使下游地表水系統(tǒng)受到雨水侵蝕。

四是污水廠的規(guī)模、選址、占地面積及污水工程的投資估算等。與此同時(shí)，在污水專項(xiàng)規(guī)劃中，應(yīng)對(duì)下水道建設(shè)的宣傳工作進(jìn)行更多的探索和嘗試。

4 案例城市給水專項(xiàng)規(guī)劃存在的問(wèn)題及優(yōu)化設(shè)計(jì)

4.1 給水專項(xiàng)規(guī)劃存在問(wèn)題

城區(qū)供水管網(wǎng)局部布局不合理，周邊公路位于城區(qū)東西方向的中線，供水規(guī)劃卻把管徑最大的供水管道設(shè)置在城市東、南兩個(gè)方向的東邊，不符合輸水干管最短的原則。此外，案例城市由于地面硬化加劇，地面雨水補(bǔ)給基本被切斷，而西北部地下水位已經(jīng)形成漏斗形，地下水補(bǔ)給難以發(fā)揮作用，水源地和地下水水質(zhì)難以保證，因此需加強(qiáng)地下水源地?cái)U(kuò)建。

4.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果

在西南郊供水廠該區(qū)域的遠(yuǎn)期主水管道設(shè)置上，干管輸水工程的施工單位選擇了一條比西繞城高速有更好連通能力的線路。目前，基本實(shí)現(xiàn)了西南郊供水廠向該地區(qū)供水。后來(lái)設(shè)計(jì)院就把這一修改意見(jiàn)納入優(yōu)化方案中的城市供水專項(xiàng)規(guī)劃實(shí)例。經(jīng)過(guò)溝通后，將DN1 200 mm輸水管道納入管網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整。實(shí)現(xiàn)與沿線主干管和次干管的連接，優(yōu)化了鄰近供水管網(wǎng)的水力條件。

至于擴(kuò)大地下水源，供水管網(wǎng)的建設(shè)在這一領(lǐng)域相對(duì)落后，地下水資源的開(kāi)發(fā)利用應(yīng)作為規(guī)劃分區(qū)。同時(shí)，該專項(xiàng)規(guī)劃還規(guī)定，今后將逐步建立基于GIS平臺(tái)的地下水位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并在該城市供水企業(yè)間建立反饋機(jī)制。在城市地下水位過(guò)低時(shí)，必須減少或停止供水。

5 結(jié)語(yǔ)

城市的發(fā)展離不開(kāi)對(duì)生態(tài)環(huán)境的構(gòu)建，同時(shí)要保證城市的水循環(huán)系統(tǒng)處于正常運(yùn)行的狀態(tài)。為了構(gòu)建城市生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)建設(shè)生態(tài)城市的目標(biāo)，本文對(duì)城市給水排水網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出如下建議。

（1）特殊供水方案應(yīng)明確，北部水源地供水方案應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐叵滤|(zhì)量和水位進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。不要過(guò)度開(kāi)采地下水，避免污染地下水。

（2）為實(shí)現(xiàn)雨水的綜合利用，應(yīng)結(jié)合城市土地規(guī)劃等參數(shù)，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，進(jìn)行生態(tài)排水系統(tǒng)的規(guī)劃和再生循環(huán)設(shè)計(jì)。

（3）在進(jìn)行污水處理規(guī)劃時(shí)，必須對(duì)未達(dá)標(biāo)區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃，包括排水系統(tǒng)水壓的計(jì)算、設(shè)計(jì)參數(shù)的確定、排水管道的布置、排水材料的選擇等。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]王思雯.生態(tài)城市背景下市政給排水規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要性及要點(diǎn)探析[J].工程技術(shù)研究，2019（10）：184-185.

[2]施溯帆.基于水環(huán)境容量控制綠色生態(tài)城區(qū)水資源利用規(guī)劃研究[D].南京：南京工業(yè)大學(xué)，2015.

[3]周思益，王翀.市政排水規(guī)劃設(shè)計(jì)的問(wèn)題及解決方案研析[J].工程技術(shù)研究，2019（23）：194-195.

[4]顏琳娜.海綿城市理念下的市政工程給排水規(guī)劃設(shè)計(jì)研究[J].建材發(fā)展導(dǎo)向（上），2019，17（11）：393.

[5]張麗霞.生態(tài)城市背景下市政給排水規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要性及要點(diǎn)探析[J].當(dāng)代旅游，2018（24）：184.