張勝軍

保定市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院

1、工程概況

    保定市現(xiàn)建成區(qū)面積77.2km²，人口78萬人。據(jù)用水統(tǒng)計(jì)資料分析，市區(qū)現(xiàn)狀日污水量為25.9萬m³。作為保定市污水處理廠一期工程，l994年就已經(jīng)建成了2座設(shè)計(jì)規(guī)模為8萬m³/d的城市污水處理廠，并對(duì)市區(qū)排水管網(wǎng)進(jìn)行了適當(dāng)改造。一期工程投入運(yùn)營(yíng)后，取得了顯著的環(huán)境效益和社會(huì)效益。

    隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展，污水排放量也隨之增大。現(xiàn)狀污水管網(wǎng)普及率較低，管網(wǎng)系統(tǒng)不完善，大量污水直接排入市區(qū)內(nèi)的河道，對(duì)市區(qū)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。面對(duì)日益嚴(yán)重的水污染，市政府及有關(guān)部門早在2000年年初就提出，在t994年已建成的污水處理廠一期工程的基礎(chǔ)上繼續(xù)投資建設(shè)污水處理廠二期工程及廠外污水收集系統(tǒng)，并于2004年5月份完成了施工圖設(shè)計(jì)及招投標(biāo)工作。工程具體目標(biāo)是：①擴(kuò)建銀定莊污水處理廠，建設(shè)規(guī)模為l6萬m³/d：⑦，建設(shè)、完善市區(qū)排水管網(wǎng)系統(tǒng)，建成覆蓋整個(gè)城區(qū)的排水管網(wǎng)，收集全部污水進(jìn)入污水處理廠處理。該工程廠外污水配套管網(wǎng)部分總投資2．1億元，新建及改造污水管道92Km，新建污水中途提升泵站2座。

2、城市排水設(shè)施現(xiàn)狀及存在的問題

    (1)排水設(shè)施現(xiàn)狀。保定市的現(xiàn)狀排水設(shè)施基本以京廣鐵路為界分為鐵東和鐵西兩個(gè)排水系統(tǒng)。鐵西區(qū)的排水管網(wǎng)是在19世紀(jì)50年代后期隨著大型部屬企業(yè)的建立而建設(shè)的，主要包括樂凱大街和陽(yáng)光大街排水系統(tǒng)。由于歷史原因，排水平管均為由南向北逆地形坡度敷設(shè)，埋深較大。鐵西區(qū)的魯崗污水處理廠(設(shè)計(jì)規(guī)模為8萬m³/d)位于市區(qū)西北部，保定市的較高點(diǎn)，污水需分別經(jīng)兩級(jí)中途泵站提升進(jìn)人污水處理廠，年運(yùn)行費(fèi)用較高。鐵東區(qū)的銀定莊污水處理廠(設(shè)計(jì)規(guī)模為8萬m³/d)位于市區(qū)東郊，地勢(shì)較低。主要排水系統(tǒng)為東風(fēng)路排水系統(tǒng)，排水干管基本為順地形坡度敷設(shè)，僅在三豐路污水支干管中設(shè)有l座中途泵站，排水系統(tǒng)整體布局較合理。

    (2)存在的問題。①隨著城市排污量的逐年增加，現(xiàn)有的2座污水處理廠已基本達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行，難以滿足持續(xù)增加的污水處理量要求。②現(xiàn)狀污水收集系統(tǒng)不完善，大量污水未能進(jìn)人污水處理廠處理，直接排人市區(qū)河道，造成了河道沿岸環(huán)境質(zhì)量惡化。③現(xiàn)狀老城區(qū)的排水管道大部分仍為雨、污合流管道。這些管道管徑及埋深較小，使用年限較長(zhǎng)，部分管道淤積堵塞嚴(yán)重，需進(jìn)行雨、污分流改造。④排水設(shè)施建設(shè)滯后于城市的發(fā)展，在市區(qū)北部及東北部表現(xiàn)得尤為突出。這些區(qū)域的污水只能暫時(shí)排入雨水管道人防洪溝，污染了環(huán)境。⑤因歷史的原因?qū)е妈F西區(qū)污水干管走向不合理，不得不設(shè)置多座中途提升泵站，增加了常年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

3、廠外污水配套管網(wǎng)設(shè)計(jì)概述

    (1)排水系統(tǒng)的規(guī)劃布局

    依據(jù)城市總體規(guī)劃，采用雨、污分流制排水體制。

    ①針對(duì)上述的鐵西區(qū)污水干管走向不合理及魯崗污水處理廠地勢(shì)較高的現(xiàn)狀，污水處理廠二期工程選址規(guī)劃中確定：控制魯崗污水處理廠處理規(guī)模，擴(kuò)建銀定莊污水處理廠。結(jié)合城市總體規(guī)劃中確定的城市近期發(fā)展方向和市區(qū)地形條件，對(duì)鐵西區(qū)排水管網(wǎng)布局進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定：在城區(qū)中部和北部的東西向主干路七一路和復(fù)興路分別敷設(shè)污水平管，向東、向南為順地形坡度敷設(shè)，走向合理。復(fù)興路污水干管位于規(guī)劃建城區(qū)北部，該干管在設(shè)計(jì)中適當(dāng)超前，管道埋深及排水能力均為其北側(cè)城市建設(shè)用地以外區(qū)域的發(fā)展留有一定余地。近兩年的城市發(fā)展情況證明，上述考慮是正確、必要的。②為保證污水處理廠處理能力的有效利用，對(duì)老城區(qū)現(xiàn)狀排水管道進(jìn)行雨、污分流改造，規(guī)劃建設(shè)污水管道。在老城區(qū)南部敷設(shè)天威路污水支干管，向東、向北接人東風(fēng)路污水干管；③以城區(qū)南部鐵路專運(yùn)線和城區(qū)南部、東部防洪堤為排水分區(qū)，分別布置排水干管，向東接入銀定莊污水處理廠二期工程。廠外污水系統(tǒng)干管布置均充分利用地形，靠重力流排水，減少能耗，降低了工程造價(jià)。

    (2)污水設(shè)計(jì)流量的確定

    ①用水量預(yù)測(cè)。根據(jù)保定市城市總體規(guī)劃(1998--2020年)，主城區(qū)近、遠(yuǎn)期規(guī)劃年限及發(fā)展規(guī)模為：近期為2005年，主城區(qū)建設(shè)用地79.6km²，人口80萬人；中期為2010年，主城區(qū)建設(shè)用地88.2km²，人口90萬人；遠(yuǎn)期為2020年，主城區(qū)建設(shè)用地110.4km²，人口115萬人。在該工程可行性研究報(bào)告中，采用二種方法對(duì)城市用水量進(jìn)行預(yù)測(cè)，一是以城市總體規(guī)劃及分區(qū)規(guī)劃確定的人口、用地規(guī)模及工業(yè)用地用水量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行預(yù)測(cè)(分項(xiàng)預(yù)測(cè)法)：二是參考1 995～2000年現(xiàn)狀用水量數(shù)據(jù)變化規(guī)律，按一定增長(zhǎng)率進(jìn)行預(yù)測(cè)。用水增長(zhǎng)率參考我國(guó)一般大城市、特大城市及保定市用水人口及工業(yè)用地增長(zhǎng)率確定，生活及工業(yè)用水綜合增長(zhǎng)率取2.5％。預(yù)測(cè)結(jié)果表明，按規(guī)劃指標(biāo)預(yù)測(cè)的用水量稍大于按增長(zhǎng)率預(yù)測(cè)的用水量。依據(jù)中國(guó)國(guó)際咨詢公司專家組評(píng)估意見，保定市近、遠(yuǎn)期用水量按增長(zhǎng)率預(yù)測(cè)的用水量結(jié)果確定，即2005年預(yù)測(cè)用水量為39.4m³/d，2010年為44.6萬m³/d，2020年為57.1萬m³/d。

    ②污水量預(yù)測(cè)。污水量預(yù)測(cè)以上述的按用水增長(zhǎng)率預(yù)測(cè)的用水量結(jié)果為依據(jù)，按污水折減系數(shù)0.8，污水收集率2005年為85％，2010年為92％，2020年為98％進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果為：2005年預(yù)測(cè)污水量為26.8萬m³/d，2010年為32．8萬m³/d，生活和工業(yè)污水量約各占50％。污水處理二期工程廠區(qū)設(shè)計(jì)年限為20 10年，廠外污水配套管網(wǎng)設(shè)計(jì)年限為2020年，并適當(dāng)超前。

    ③污水比流量的確定。根據(jù)預(yù)測(cè)的2020年生活、工業(yè)污水量及城市總體規(guī)劃確定的規(guī)劃期末各類用地規(guī)模，分別計(jì)算生活污水比流量及工業(yè)污水比流量。考慮各規(guī)劃分區(qū)人口密度相差很大，若采用統(tǒng)一的生活污水比流量勢(shì)必會(huì)造成較大的誤差。在充分考慮管網(wǎng)系統(tǒng)的安全性，并結(jié)合遠(yuǎn)期規(guī)劃，經(jīng)過綜合測(cè)算，城市中心區(qū)生活污水比流量為0.5IL/(km²·S)，規(guī)劃建成區(qū)邊緣區(qū)域生活污水比流量為0.38L/(km²·s)，工業(yè)污水經(jīng)流量為O.84L/(km²·s)。

    (3)管材選擇。保定市區(qū)地勢(shì)較為平坦，管道埋深隨管段長(zhǎng)度的增加會(huì)迅速增大，為有效降低管道埋深，減少工程造價(jià)，采取了如下措施：

    ①結(jié)合城市遠(yuǎn)景規(guī)劃，適當(dāng)放大起始管段的管徑。城市道路下起始管段最小敷設(shè)管徑取400mm，并盡量減少400mm管徑的管段，以減小整個(gè)污水管網(wǎng)系統(tǒng)的埋深。在滿足充滿度和設(shè)計(jì)流速的前提下，增大管徑不易淤積且清通方便，能夠滿足遠(yuǎn)期規(guī)劃要求。

    ②適當(dāng)選擇新型管材。該工程中管徑大于600mm的，采用地產(chǎn)管材——承插口鋼筋混凝土排水管：管徑600mm以下的，采用高密度聚乙烯雙壁波紋管(PE管)，可以有效地降低管道埋深。

    (4)中速提升泵站的設(shè)計(jì)。當(dāng)管道埋深較大(管底埋深接近8.Om)時(shí)，施工難度加大，造價(jià)提高，需設(shè)中途提升泵站以提高下游管道標(biāo)高。在本工程中共設(shè)2座中速提升泵站，采用地下式、自灌式泵房。水泵選用潛水排污泵，采用自動(dòng)耦合式安裝，安裝檢修方便。

4、結(jié)論及建議

    筆者經(jīng)過近幾年的工作實(shí)踐感到：設(shè)計(jì)對(duì)于工程建設(shè)是至關(guān)重要的，設(shè)計(jì)方案是否合理、完善，對(duì)工程建設(shè)影響重大，因此在項(xiàng)目前期的方案設(shè)計(jì)階段必須進(jìn)行多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，從中選出技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的方案，據(jù)此做出的設(shè)計(jì)才能作為工程建設(shè)的依據(jù)。

    (1)城市的排水規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)以城市總體規(guī)劃為依據(jù)，與城市總體規(guī)劃相協(xié)調(diào)并適當(dāng)超前。就保定市的目前情況來看，近幾年城市建設(shè)發(fā)展較快，城市總體規(guī)劃已滯后于城市的發(fā)展，部分建設(shè)用地已突破總體規(guī)劃的用地范圍，因此排水規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)比城市總體規(guī)劃年限更長(zhǎng)些，污水量預(yù)測(cè)應(yīng)采用多種方法進(jìn)行并互相驗(yàn)證，留有發(fā)展余地。由于城市發(fā)展的不均衡性，在不同區(qū)域采用不同的排水標(biāo)準(zhǔn)是合理、可行的。

    (2)排水系統(tǒng)的規(guī)劃布局在充分利用現(xiàn)有排水設(shè)施的基礎(chǔ)上，應(yīng)充分利用城市的地形，合理劃分排水區(qū)域。在本設(shè)計(jì)中，就充分考慮了東郊銀定莊污水處理廠地理位置的優(yōu)勢(shì)，在城區(qū)中、北部順地形坡度敷設(shè)了復(fù)興路和七一路污水干管，對(duì)鐵西區(qū)陽(yáng)光大街污水干管的走向進(jìn)行了調(diào)整，從而使城區(qū)整個(gè)排水管網(wǎng)的布局趨于合理。

    (3)在新材料、新技術(shù)應(yīng)用方面，選用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，有利于施工和維護(hù)管理。在本設(shè)計(jì)中小口徑管材選用PE管，相對(duì)于鋼筋混凝土排水管來說，它水力條件較好，可有效的減小坡度和埋深，抗腐蝕性能好，雖價(jià)格相對(duì)較高，但使用壽命長(zhǎng)，施工安裝方便。另如泵站設(shè)計(jì)中選用潛污泵，效率高，節(jié)省能耗，安裝檢修方便，泵房可設(shè)計(jì)為地下式，節(jié)省了土建費(fèi)用。