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摘要:水利工程師職稱評審需要在水利相關(guān)期刊雜志上發(fā)表論文。本文發(fā)表在《中國給水排水》上,是水利工程師職稱論文發(fā)表范文,文章分析了市政給排水設(shè)計問題。
關(guān)鍵詞:市政給排水; 設(shè)計
市政給排水設(shè)施是城市基礎(chǔ)設(shè)施重要組成部分,關(guān)系著城市地面水的排除,城市污水的處理,使水資源得以良性循環(huán)的基礎(chǔ)設(shè)施,對居民居住環(huán)境有十分重要的意義。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,城市化進程加快,市政給排水設(shè)施建設(shè)得到較快發(fā)展,城市建設(shè)必須走可持續(xù)發(fā)展道路,但市政道路排水設(shè)施普遍存在各種問題。排水系統(tǒng)是水循環(huán)中水質(zhì)與水量的連接點,再生水利用是良好水循環(huán)中質(zhì)與量的橋梁。污水的資源化、污水的再生和利用既提高了水的利用率,又有效地保護了水環(huán)境,有利于實現(xiàn)城市水系統(tǒng)的健康、良性循環(huán)。從長遠來看,這將是有效地解決我國水資源短缺和水環(huán)境惡化問題的優(yōu)化途徑。
一、目前我國市政給排水的現(xiàn)狀
我國是世界上最大的發(fā)展中國家,也是水資源最短缺的國家之一,人均水資源占有量僅為世界平均水平的l/4。據(jù)報道,目前全國城市水源只有3 0% 符臺衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),全國七大水系有5 0% 以上江段被污染,流經(jīng)42個大中城市的44條河流中有9 3%被污染。城市將面臨水資源短缺、水環(huán)境惡化、提高供水質(zhì)量的多重挑戰(zhàn),這是擺在我們面前的重大研究課題,開展對市政給排水系統(tǒng)的設(shè)計研究顯得尤為重要。但由于市政給排水設(shè)施運行的長期性、投資高沉淀性、技術(shù)上的繼承性以及水在自然屬性上的易流性和隨機性,市政給排水系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)考慮工程本身的長期性、綜合性、協(xié)調(diào)性和社會性問題。現(xiàn)階段市政給排水設(shè)計缺乏科學(xué)性,設(shè)計不能因地制宜,缺乏功能多樣化和設(shè)計的多目標(biāo)化。設(shè)計管道走向雜亂,缺乏實地勘察;部分次干路、支路輻射的管道埋深較大,無法接入主干道敷設(shè)的管道;個別路段的雨水管直接排入外河等等一系列矛盾和問題凸現(xiàn)了出來。由于缺乏系統(tǒng)的整體設(shè)計,市政給排水出現(xiàn)的這些矛盾已嚴(yán)重威脅到城市的水系統(tǒng)以及城市的可持續(xù)發(fā)展。
二、市政給水系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃
2.1給水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計:
隨著新型變頻供水設(shè)備大量使用,利用城市給水管網(wǎng)壓力智能直接供水裝置的推廣應(yīng)用(取消屋面水箱),但現(xiàn)實的問題是城市供水日變化系數(shù)變大,高峰供水量增大,水廠必須加大供水規(guī)模。因此在城市供水時考慮城市供水系數(shù),設(shè)置對置水塔或高位水池的方式來降低日變化系數(shù),同時也提升供水安全度,以滿足城市在高峰供水要求。同時給水系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)充分考慮未來的發(fā)展需要,為未來留下發(fā)展空間,如道路管線綜合時給水管位的預(yù)留,給水管徑合理確定等等,避免重復(fù)投資,爭取效益最大化。
2.2雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計
雨水系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)與城市防洪排澇和城市豎向規(guī)劃相結(jié)合,特別是地處平原、盆地的城區(qū),這三者有機配合顯得更為重要。例如市區(qū)內(nèi)河設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)采用五年一遇不漫溢(水利標(biāo)準(zhǔn),相當(dāng)于城建一年一遇標(biāo)準(zhǔn)),而相應(yīng)道路排水重現(xiàn)期,兩者洪峰相遇是經(jīng)常性的,雨水管道出口經(jīng)常是壓力出流。因此雨水系統(tǒng)設(shè)計要進行必要的壓力流校核,同時與豎向標(biāo)高相協(xié)調(diào),避免在重現(xiàn)期P=1情況下,雨水溢水路面造成城市內(nèi)澇,給城市居民的生命財產(chǎn)造成重大損失。
2.3城市污水系統(tǒng)設(shè)計
2.3.1對于城市污水處理排放的合流制與分流制討論
在新城區(qū)規(guī)劃設(shè)計上一般采用分流制,舊城區(qū)采用截流式合流制。但真正意義上分流制在實踐中很難做到。例如雨污系統(tǒng)中管道設(shè)計上有一根接錯.兩個系統(tǒng)就相通,可能就成了合流制。根據(jù)污水處理排放工程實踐證明,完全分流制必須從化糞池出口分流開始。并且采用專業(yè)監(jiān)督和專業(yè)隊伍施工。但初期雨水污染比較嚴(yán)重,截流式合流制有利于初期雨水的截流,因此對于中小城市或是二三線城市建議以截流式合流制為宜。日本東京區(qū)部地區(qū)大部分采用合流制系統(tǒng),他們認(rèn)為盡管合流制會增加污水處理量,但合流制下水道系統(tǒng)可充分與利用原下水道系統(tǒng)進行改造、重建與完善,而且建設(shè)費用、技術(shù)要求低于分流制,故廣泛使用。
2.3.2污水廠尾水去路
目前國家強調(diào)水循環(huán)再用,要從“污染控制” 向“水生態(tài)修復(fù)和恢復(fù)”轉(zhuǎn)變,因此污水廠尾水排放以就近向內(nèi)河排放做景觀用水為宜。而環(huán)境影響評價常以事故排放為由,建議尾水向外江江心排放,兩者矛盾如何協(xié)調(diào)值得進一步討論。
三、合理組織城市排水設(shè)計:
3.1景觀與工程相結(jié)合:
在一些水系比較少的城市,地勢較低并且平坦的區(qū)域,應(yīng)考慮把雨水主干管改造成人工景觀河道或者人工湖,人工河道既可以有效地縮小排水管渠的排水距離,減少干管管徑,同時合理的設(shè)置人工湖可以緩解暴雨強度大的降水對雨水管道的排水壓力,兩者及解決了排水問題,又有利于城市生態(tài)環(huán)境的改善,符合現(xiàn)代城市可持續(xù)發(fā)展的需要。
3.2重力自流與機械強排相結(jié)合:
城市排水方式有多樣,在排水較好的區(qū)域,排水方式一般都是重力自排。但在城市的某些區(qū)域,排水受自然條件的限制,就可以分為自排和強排。但城市地面高程比周邊河流一定頻率洪水位低很多并且高水位持續(xù)時間比較長、土方的來源比較困難幾價格偏高的地區(qū),排水方式我們就只能采取機械強排。但在城市的有些區(qū)域地面高程與周邊河流洪水位的高差相差不大或高水位持續(xù)時間比較短并有土方來源的地區(qū),應(yīng)該深入分析研究當(dāng)?shù)嘏c排水有關(guān)的自然條件和資源條件,進行必要的方案比較,確定排水方式是采取強排還是自排。以及通過什么措施來實現(xiàn)自排。有些城市區(qū)域排水,在非汛期時,雨水可以通過重力排入下游水體,到汛期,河水水位上漲引起頂托,是城市流水不暢,使市區(qū)路面出現(xiàn)大量積水,甚至出現(xiàn)河水倒灌城區(qū),出現(xiàn)城區(qū)內(nèi)澇。針對這種情況,在城市排水設(shè)計時,設(shè)計時應(yīng)采用下游河道常水位為設(shè)計依據(jù),并校對城市近20年排澇水位的排水情況,仔細(xì)調(diào)查、分析和計算,對可能出現(xiàn)倒灌的排水管網(wǎng)入河口處設(shè)置閘門,并同時設(shè)置排澇泵站,目的是在水位上漲時,及時排除城區(qū)雨水。
3.3加大雨水資源的利用。
在城市排水設(shè)計中,一味的加大雨水工程的施工,但卻不能完全解決城市排水不暢的問題,尤其是城市的老城區(qū),由于綜合管線多,道路窄及其他種種原因,老城區(qū)的管道大面積改造和價大管徑施工并不現(xiàn)實。可以通過加大雨水的利用,不僅可以減輕水資源的壓力,也能有效減輕城市排水壓力,降低工程投資,同時相應(yīng)的提高現(xiàn)有排水設(shè)施的利用率。
3.4排水管材的選擇
常規(guī)設(shè)計一般都采用鋼筋混凝土管道,由于鋼筋混凝土管的自身質(zhì)量大,管壁厚,溝槽開挖寬度也較大,增大了土方量,但隨著經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,化工技術(shù)的發(fā)展。塑料管道生產(chǎn)技術(shù)越來越成熟,價格越來越便宜。同時塑料管的內(nèi)壁光滑,粗糙系數(shù)小,過水能力比同等管徑的混凝土管大30%~50%,因而水力坡將小。在同等設(shè)計流量時,塑料管的管徑一般可以比鋼筋混凝土管小一級。因此在城市排水設(shè)計中,應(yīng)大力推廣塑料管材,以減少管徑和坡度,近而減少埋深。
四、結(jié)束語
總之,在追求城市發(fā)展中,水可以促進城市的發(fā)展,也可以損害人的生命和財產(chǎn)妨礙社會的進步。因此,在市政給排水設(shè)計中要將城市建設(shè)與生態(tài)環(huán)境建設(shè)相結(jié)合,如果能在市政給排水設(shè)計中將二者協(xié)調(diào)好,將是城市建設(shè)之福,有利地促進我國城市和社會經(jīng)濟的繁榮,早日實現(xiàn)社會主義和諧社會的理想,同時對提高城市居民的生活環(huán)境和居住條件。
參考文獻:
[1]《建筑給排水設(shè)計規(guī)范》,GBJI5—88;[S],北京,中國建筑工業(yè)出版社.
[2] 《給水排水設(shè)計手冊》,第五、七冊,北京,中國建筑工業(yè)出版社.