城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)設(shè)計、運行及管理經(jīng)驗探討

張勝軍

（保定市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院，河北保定 071000）

0 前言

近些年來，保定市城區(qū)排水系統(tǒng)建設(shè)力度逐步加大，排水系統(tǒng)日趨完善，尤其是近3 a城市面貌“三年大變樣”建設(shè)中，對城區(qū)排水系統(tǒng)進行了較大規(guī)模的改造和建設(shè)。作為主要設(shè)計者，針對排水系統(tǒng)設(shè)計及運行管理中存在的問題，有以下一些考慮。

1 雨水系統(tǒng)

1.1 改進雨水口設(shè)置方式

雨水口的收水效果直接影響到雨水管道的排水能力，因此雨水口布設(shè)至關(guān)重要。建議雨水口的布置遵循以下原則：

（1）優(yōu)先選用聯(lián)合式雨水口。雨水口的形式，主要有平箅式、立箅式、聯(lián)合式三類。平箅式水流通暢，但暴雨時易被樹枝、垃圾等雜物堵塞，影響收水能力；立箅式不易堵塞，邊溝需保持一定水深，但因道路維修、路面補強，使立箅斷面減小，影響收水能力；聯(lián)合式雨水口兼具平立箅優(yōu)點，應(yīng)優(yōu)先采用。在近幾年的城市道路改造和建設(shè)中，隨著機動車交通壓力的逐年增大，現(xiàn)狀多數(shù)三幅路道路被改造成一幅路，車行道寬度大大增加，雨水徑流增大，在這些道路設(shè)置聯(lián)合式雨水口為宜。

（2）根據(jù)地形及匯水面積，結(jié)合道路縱斷面設(shè)計，將雨水口布置在匯水點處。尤其在道路交叉口四周、街坊單位出入口，以及港灣式?？空咎?，需認真核算路面標高，確保將雨水口布置在路面低洼處。

（3）對于低洼和易積水地段，雨水徑流面積大，徑流速度快，徑流量較大，為提高收水速度，需根據(jù)實際情況適當增設(shè)雨水口。

（4）在道路縱坡較大路段，尤其是下穿式立交橋的引道處，應(yīng)采用聯(lián)合式雨水口收水，并在引道上游段就開始布設(shè)雨水口（引道較長，一般大于300 m時），在下游段設(shè)連續(xù)多箅雨水口，或在引道低點設(shè)道路橫截溝，使雨水徑流從上游開始就收入管道，避免全部雨水匯流到低點，造成積水。多箅雨水口連接管管徑應(yīng)適當放大，并考慮一定的管道堵塞系數(shù)，保證雨水及時排入雨水干管。

（5）雨水口下面應(yīng)設(shè)30～50 cm的沉泥槽，盡量避免泥沙雜物等進入管道，影響雨水口連接管的過水能力。

（6）雨水口應(yīng)嚴格按規(guī)范要求施工，保證雨水口井圈表面標高比該處道路路面低3 cm（立箅式雨水口立箅下沿標高應(yīng)比該處道路路面低5 cm），并與附近路面接順，以保證收水效果。在實際運行中，路面積水與雨水口施工不規(guī)范有很大關(guān)系。

1.2 雨水管道之間設(shè)置連通管

由于雨水管道系統(tǒng)的匯水面積、集水時間均不相同，高峰流量不會同時發(fā)生，在各系統(tǒng)的排水能力不相同時，為充分發(fā)揮各個排水系統(tǒng)的排水能力，減少地面積水時間，可在兩個系統(tǒng)間的適當?shù)攸c設(shè)置連通管，互相調(diào)劑水量，可有效地改善排水狀況。例如在保定市城區(qū)積水點改造中，對于軍校廣場北側(cè)五四路段積水點，通過在東苑街敷設(shè)d1400雨水管道使五四路與七一路雨水管道連通，有效地緩解了五四路段積水狀況。

連通管設(shè)置同樣適用于污水系統(tǒng)。在各污水處理廠的進水干管之間設(shè)置連通管，便于各污水處理廠合理分配水量，或在事故時互相調(diào)劑水量，靈活調(diào)度。

1.3 改善雨水管道出水口

保定市老城區(qū)的雨水大多通過管道就近排入護城河及府河，受河底標高的影響，大部分管道出水口接至河底，暴雨時河道水位上漲，出水口為淹沒出流，受水體水位頂托，管道內(nèi)水流速度降低，管道排水能力減小，導致汛期老城區(qū)低洼地段長時間積水。結(jié)合老城區(qū)道路改造，雨水管道設(shè)計采取以下措施：

（1）通過增大雨水管道斷面、降低管道坡度，在保證管道排水能力的前提下使管道入河口盡量抬高，減小河道水位頂托的影響。通過最大限度提高路面低洼點的豎向標高，可適當降低低洼路段道路縱坡，減小雨水徑流速度，減小積水點的影響范圍。

（2）若出水口不具備抬高的條件，設(shè)計上應(yīng)考慮水位頂托的影響，在出水口處加設(shè)鴨嘴閥（止回閥），防止河水倒灌，必要的話可在出水口前設(shè)提升泵站。

（3）立交地道排水應(yīng)設(shè)獨立的排水系統(tǒng)，其出水口必須可靠。該條為強制性條文，設(shè)計中必須嚴格執(zhí)行。例如在百花路地道橋泵站改造項目中，原泵站出水管道沿百花路向東排入護城河，該管道兼收集百花路東段區(qū)域的雨水，改造前降雨時受河道水位頂托，排水不暢，管道返水，地道橋下經(jīng)常大面積積水。2003年該泵站改造，設(shè)獨立的排水系統(tǒng)，在泵站內(nèi)設(shè)高位出水池，出水管道為壓力出流，直接排入護城河，系統(tǒng)運行良好。

1.4 居住小區(qū)內(nèi)應(yīng)建設(shè)雨水管道

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，多數(shù)庭院和居住小區(qū)為節(jié)省建設(shè)資金，不敷設(shè)雨水管道系統(tǒng)，院內(nèi)雨水經(jīng)地面徑流至城市道路上后，經(jīng)雨水口進入市政雨水管道。由于小區(qū)徑流雨水的匯入，增加了道路上雨水口的額外收水量，延長了泄水時間，易導致路面積水。為解決該問題，應(yīng)在庭院或居住小區(qū)內(nèi)建設(shè)雨水管道系統(tǒng)，使雨水盡早收進雨水管道。

2 污水系統(tǒng)

2.1 在檢查井井底設(shè)置沉泥坑

污水中含有大量的沉積物，在管道內(nèi)水流量小、流速低時會發(fā)生沉淀，造成管道淤積堵塞，流水不暢，尤其是倒虹管更容易堵塞。為方便排水管理人員對管道進行清掏，設(shè)計中常在檢查井井底設(shè)沉泥坑，坑深50～60 cm。建議對于管徑d800以下的管道每座檢查井均設(shè)沉泥坑，管徑d1000以上的污水干管每隔一定距離設(shè)置沉泥坑。污水中的沉積物大部分會在檢查井中沉積，較少流入下游管段，管道維護作業(yè)時只要定期清掏檢查井內(nèi)的沉積物就可以了，減少了對管道的維護作業(yè)工作量。該做法同樣適用于雨水檢查井。

2.2 在檢查井內(nèi)設(shè)置閘槽

污水干管中的流量和流速都較大，部分檢查井內(nèi)的水位較高，管道維護作業(yè)或用戶污水支管接入時，需要將管道內(nèi)的水位降低或斷流。為了維護作業(yè)方便，建議設(shè)計時，在污水干管的管道交匯處檢查井或直線段的每隔一定距離的檢查井內(nèi)根據(jù)需要設(shè)置閘槽，通過閘槽的開閉可以控制水流，便于維護作業(yè)。

2.3 污水管道的充滿度問題

污水管道是按非滿流設(shè)計的，保證管道內(nèi)設(shè)計水深的方法就是靠泵站的提升，污水泵站的最高控制水位也應(yīng)該是管道設(shè)計充滿度水位，因此泵站按最高控制水位工作是保證管道內(nèi)設(shè)計水深的關(guān)鍵。但現(xiàn)實中多數(shù)污水泵站的運行管理考慮到節(jié)約電費、減少水泵的啟動次數(shù)或人為因素等原因，不開啟足夠數(shù)量的水泵，不按最高控制水位工作，使整個污水管網(wǎng)系統(tǒng)處于滿水狀態(tài)，超過了設(shè)計充滿度，甚至有的檢查井內(nèi)的水位接近路面。

污水泵站的這種運行狀況會產(chǎn)生以下幾方面的弊端：一方面使管道內(nèi)的流速減小，管道內(nèi)容易淤積堵塞，管道維護作業(yè)量增加；另一方面由于集水池內(nèi)水位超過設(shè)計最高水位，使格柵起不到攔污作用，大量漂浮物進入泵房，使水泵葉輪堵塞、磨損；由于檢查井內(nèi)水位較高，使得污水支管接入施工無法進行；使污水管道按非滿流設(shè)計失去了實際意義，導致了實際上的投資浪費；管道內(nèi)長期處于高水位、壓力流狀態(tài)，必然導致滲漏量增加，對路基造成不良影響。因此，各級污水提升泵站必須按設(shè)計水位工作，保證管網(wǎng)系統(tǒng)正常運行。

2.4 污水集中處理與分散處理相結(jié)合

城市污水集中處理，便于管理，運行成本低，便于發(fā)揮規(guī)模效益，但是城市污水處理廠一般位于城區(qū)外圍，中水回用時，所需鋪設(shè)的中水管線線路長，加壓泵站的揚程高，投入及運行費用高，不便于中水回用。建議城市污水以集中處理為主、以分散處理為輔，在規(guī)模較大的居住小區(qū)或用水量大的工礦企業(yè)可建設(shè)小型污水處理站，處理后的中水可方便地實現(xiàn)就地回用，用于景觀、澆灑、綠化用水等，可有效地節(jié)約水資源；在遠離中心城區(qū)的地域進行開發(fā)建設(shè)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后，也可考慮建設(shè)分散式污水處理設(shè)施。

2.5 管線位置的確定

按照城市管線綜合規(guī)劃規(guī)范的要求，雨污水管道盡量遠離道路紅線（兩側(cè)建筑），但應(yīng)盡量避免布置在車行道下，因排水管道檢查井相對較多，布置在車道下維護檢修不便，易損壞，且給行車帶來較大影響。若不得已必須布置在機動車道下時，應(yīng)結(jié)合道路車道數(shù)的劃分，使井蓋位于所劃機動車道的中間位置，減少機動車碾壓和井蓋損壞的幾率。

3 結(jié)語

在工程設(shè)計及維護管理工作中，若能對上述幾個方面的問題認真對待并加以改進，對于緩解汛期城市路面積水，保障排水系統(tǒng)安全運行，減輕維護管理工作量將起到明顯效果。