给排水管道规划布置型式

2.1.4.1　排水工程规划

1.排水工程规划依据

排水工程是城市和工业企业基本建设的一个重要组成部分，同时也是控制水污染、改善和保护环境的重要措施。在进行排水工程规划时，必须认真贯彻执行国家及地方政府颁布的《中华人民共和国城市规划法》《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国水污染防治法》《中华人民共和国海洋环境保护法》《中华人民共和国城市水法》《中华人民共和国水污染防治法实施细则》《城市排水工程规划规范》《室外排水设计规范》（GB50014—2013）等法律、法规及国家标准与设计规范。

排水工程设计应以批准的城镇的总体规划和排水工程专业规划为主要依据，从全局出发，根据规划年限、工程规模、经济效益、社会效益和环境效益，正确处理城镇中工业与农业、城镇化与非城镇化地区、近期与远期、集中与分散、排放与利用的关系。通过全面论证，做到确能保护环境、节约土地、技术先进、经济合理、安全可靠，适合当地实际情况。排水工程的设计对象是需要新建、改建或扩建排水工程的城市、工业企业和工业区，它的主要任务是规划设计、收集、输送、处理和利用各种污水的一整套工程设施和构筑物，即排水管道系统和污水处理厂的规划与设计。

村镇排水工程建设应以批准的村镇规划为主要依据，任何组织和个人不得擅自改变。村镇排水工程建设应从全局出发，根据规划年限、工程规模，综合考虑经济效益和环境效益；应正确处理近期与远期、集中与分散、排放与利用的关系；应充分利用现有条件和设施，因地制宜地选择安全可靠、运行稳定的排水技术。位于地震、湿陷性黄土、膨胀土、多年冻土以及其他特殊地区的村镇排水工程建设，应符合国家现行相关标准的规定。村镇排水工程建设的基本任务是根据建设工程的要求，对建设工程所需的技术、经济、资源、环境等条件进行综合分析、论证，因地制宜，充分利用现有条件和设施，凡是能利用的或经过改造能利用的设施都应加以利用，充分体现节地、节水、节能和节材的原则，选择安全可靠、运行稳定的排水技术。

2.排水工程规划内容和原则

城市排水工程规划的主要内容应包括：划定城市排水范围、预测城市排水量、确定排水体制、进行排水系统布局；原则确定处理后污水污泥出路和处理程度；确定排水枢纽工程的位置、建设规模和用地。

城市排水工程规划期限应与城市总体规划期限一致。在城市排水工程规划中应重视近期建设规划，且应考虑城市远景发展的需要。城市排水工程规划应贯彻“全面规划、合理布局、综合利用、保护环境、造福人民”的方针。排水工程设施用地应按规划期规模控制，节约用地，保护耕地。城市排水工程规划应与给水工程、环境保护、道路交通、竖向、水系、防洪以及其他专业规划相协调。

排水工程的规划主要应遵循下列原则：

（1）排水工程的规划应符合区域规划以及城市和工业企业的总体规划，并应与城市和工业企业中其他单项工程建设密切配合，互相协调。如总体规划中的设计规模、设计期限、建筑界限、功能分区布局等是排水工程规划设计的依据。又如城市和工业企业的道路规划、地下设施规划、竖向规划、人防工程规划等单项工程规划对排水工程的规划设计都有影响，要从全局观点出发，合理解决，构成有机的整体。

（2）排水工程的规划与设计，要与邻近区域内的污水和污泥的处理和处置协调。一个区域的污水系统，可能影响邻近区域，特别是影响下游区域的环境质量，故在确定规划区的处理水平的处置方案时，必须在较大区域范围内综合考虑。

根据排水规划，有几个区域同时或几乎同时修建时，应考虑合并起来处理和处置的可能性，即实现区域排水系统。因为它的经济效益可能更好，但施工期较长，实现较困难。

（3）排水工程规划与设计，应处理好污染源治理与集中处理的关系。城市污水应以点源治理与集中处理相结合，以城市集中处理为主的原则加以实施。

工业废水符合排入城市下水道标准的应直接排入城市污水排水系统，与城市污水一并处理。个别工厂或车间排放的含有有毒、有害物质的应进行局部除害处理，达到标准后排入城市污水排水系统。生产废水达到排放水体标准的可就近排入水体。

（4）城市污水是可贵的淡水资源，在规划中要考虑污水回用方案。城市污水回用于工业用水是缺水城市解决水资源短缺和水环境污染的可行之路。在条件允许情况下，可以考虑城市和小区中水工程设施。

（5）排水工程应全面规划，按近期设计，考虑远期发展有扩建的可能。并应根据使用要求和技术经济的合理性等因素，对近期工程做出分期建设的安排。排水工程的建设费用很大，分期建设可以更好地节省初期投资，并能更快地发挥工程建设的作用，分期建设应首先建设最急需的工程设施，使它能尽早地服务于最迫切需要的地区和建筑物。

（6）在规划与设计排水工程时，必须认真贯彻执行国家和地方有关部门制定的现有有关标准、规范或规定。同时，也必须执行国家关于新建、改建、扩建工程，实行把防治污染设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产的“三同时”规定，这是控制污染发展的重要政策。

3.排水工程建设的基本程序

排水工程基本建设程序可归纳为下列几个阶段：

（1）可行性研究阶段。论证基建项目在经济、技术等方面是否可行。

（2）计划任务书阶段。计划任务书是确定基建项目、编制设计文件的主要依据。

（3）设计阶段。设计单位根据上级有关部门批准的计划任务书进行设计工作，并编制概（预）算。

排水工程设计工作，可分为三阶段（初步设计、技术设计和施工图设计）设计和两阶段设计（初步设计或扩大初步设计和施工图设计）。中小型基建项目，一般采用两阶段设计，重大项目和特殊项目，根据需要，可增加技术设计阶段。

初步（扩大）设计：应明确工程规模、建设目的、投资效益、设计原则和标准、选定设计方案、拆迁、征地范围及数量、设计中存在的问题、注意事项及建议等。设计文件应包括设计说明书、图纸、主要工程数量、主要材料设备数量及工程概算。初步设计文件应能满足审批、控制工程投资和作为编制施工图设计、组织施工和生产准备的要求。对采用新工艺、新技术、新材料、新结构、引进国外新技术、新设备或采用国内科研新成果时，应在设计说明书中加以详细说明。

施工图设计：施工图应能满足施工、安装、加工及施工预算编制要求，设计文件应包括说明书、设计图纸、材料设备表、施工图预算。

（4）组织施工阶段。建设单位采用施工招标或其他形式落实施工工作。

（5）竣工验收交付使用阶段。建设项目建成后，竣工验收交付生产使用是工程施工的最后阶段。

排水工程设计应全面规划，按近期设计，考虑远期发展的可能性。并根据使用要求和技术经济的合理性等因素，对工程做出合理的安排。

2.1.4.2　排水管网系统布置原则及影响因素

1.排水管网系统布置原则

（1）按照城市总体规划和排水工程专业规划为主要依据，结合当地实际情况布置排水管网，要进行多方案技术经济比较。

（2）先确定排水区域和排水体制，然后布置排水管网，应按从干管到支管的顺序进行布置。

（3）充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水，并使管线最短、埋深最小。

（4）协调好与其他管道、电缆和道路等工程的关系，考虑好与企业内部管网的衔接。

（5）规划时要考虑到使管渠的施工、运行和维护方便。

（6）远近期规划相结合，考虑发展，尽可能安排分期实施。

2.排水管网布置的影响因素

（1）城市规划。一般城市的规划范围就是排水管网系统的服务范围；规划人口数影响污水管网的设计标准；城市的铺砌程度影响雨水径流量的大小；规划的道路是管网定线的可能路径。因此，城市规划是城市排水管网系统平面布置最重要的依据，排水管网规划必须与城市总体规划一致，并作为城市总体规划的一个重要组成部分。

（2）城市地形。在一定条件下，地形是影响管道定线的主要因素。定线时应充分利用地形，使管道的走向符合地形趋势，一般宜顺坡排水。在整个排水区域较低的地方，如积水线或河岸低处敷设主干管及干管，便于支管接入，而横支管的坡度尽可能与地面坡度一致。在地形平坦地区，应避免小流量的横支管长距离平行等高线敷设，注意让其尽早接入干管。要注意干管与等高线垂直，主干管与等高线平行。由于主干管管径较大，保持最小流速所需坡度小，因此与等高线平行较合理。当地形向河道的坡度很大时，主干管与等高线垂直，干管与等高线平行。

（3）污水处理厂及出水口位置。污水处理厂及出水口的位置决定了排水管网总的走向，所有管线都应朝出水口方向铺设并组成枝状管网。有一个出水口或一个污水处理厂就有一个独立的排水管网系统。

（4）水文地质条件。排水管网应尽量敷设在水文地质条件好的街道下面，最好敷设在地下水位以上。如果不能保证在地下水位以上铺管时，在施工时应注意地下水的影响和向管内渗水的问题。

（5）道路宽度。管道定线时还需要考虑街道宽度及交通情况。排水干管一般不宜敷设在交通繁忙而狭窄的街道下。如街道宽度超过40m时，为了减少连接支管的数目和减少与其他地下管线的交叉，可考虑设置两条平行的排水管道。

（6）地下管线及构筑物的位置。在现代化的城市和工厂的街道下，有各种地下设施：各种管道——给水管、污水管、雨水管、煤气管、供热管等；各种电缆电线-电话电缆、动力电缆、民用电缆、有线电视电缆、电车电缆等；各种隧道——人行横道、地下铁道、防空隧道、工业隧道等。设计排水管道在街道横断面上的位置（平面位置和垂直位置）时，应与各种地下设施的位置联系起来综合考虑，并应符合室外排水设计规范的有关规定要求。

由于排水管道是重力流，管道（尤其是干管）的埋设深度较其他种类的管道大，并且有很多连接支管。如果位置安排不当造成和其他管道交叉，就会增加排管上的困难，所以在管道综合时，通常是首先考虑排水管道在平面和垂直方向上的位置。(www.xing528.com)

2.1.4.3　排水系统的布置型式

排水管渠系统应根据城镇总体规划和建设情况统一布置，分期建设。排水管渠断面尺寸应按远期规划的最高日最高时设计流量设计，按现状水量复核，并考虑城镇远景发展的需要。排水管渠系统的设计，应以重力流为主，不设或少设提升泵站。当无法采用重力流或重力流不经济时，可采用压力流。雨水管渠系统设计可结合城镇总体规划，考虑利用水体调蓄雨水，必要时可建人工调蓄和初期雨水处理设施。

1.排水管网定线原则

在总体规划图上确定排水管网的位置和走向，称为排水管网系统的定线。正确的定线是合理、经济的设计排水管网的先决条件，是排水管网系统设计的重要环节。管网定线一般按主干管、干管、支管顺序依次进行。定线应遵循的主要原则是：尽可能地在管线较短和埋设较小的情况下，让最大区域的雨、污水能自流排出。为了实现这一原则，在定线时必须很好地研究各种条件，因地制宜地利用其有利因素而避免不利因素。定线时通常考虑的几个因素是：地形和竖向规划、排水体制和线路数目，污水处理厂和出水口位置、水文地质条件、道路宽度、地下管线及构筑物的位置、工业企业和产生大量污水的建筑物的分布情况等。

2.排水管网的布置型式

排水管网一般布置成树状网，根据地形、竖向规划、污水处理厂的位置、土壤条件、河流情况以及污水种类和污染程度等多种因素，以地形为主要考虑因素的布置形式主要有：正交式、截流式、平行式、分区式、分散式和环绕式6种，如图2.1.9所示。在实际情况下，单独采用一种布置型式较少，通常是根据当地条件，因地制宜地采用综合布置型式较多。

（1）正交式及截流式。在地势适当向水体倾斜的地区，各排水流域的干管以最短距离沿与水体垂直相交的方向布置，称正交式布置，如图2.1.9（a）所示。正交布置的特点是干管长度短，管径小，较经济，污水排出也迅速。由于污水未经处理就直接排放，会使水体遭受严重污染，影响环境。这种布置形式在现代城市中仅用于排除雨水。若沿河岸再敷设主干管，并将各干管的污水截流送至污水处理厂，这种布置形式称截流式布置，如图2.1.9（b）所示，所以截流式是正交式发展的结果。截留式布置对减轻水体污染，改善和保护环境有重大作用，它适用于分流制污水排水系统，将生活污水及工业废水经处理后排入水体；也适用于区域排水系统，区域主干管截流各城镇的污水到区域污水处理厂进行处理。

（2）平行式。在地势向河流方向有较大倾斜的地区，为避免因干管坡度及管内流速过大，使管道受到严重冲刷，可使干管与等高线及河道基本上平行、主干管与等高线及河道成一定角度敷设，称为平行式布置，如图2.1.9（c）所示。平行式布置特点是保证干管较好的水力条件，避免因干管坡度过大以至于管内流速过大，使管道受到严重冲刷或跌水井过多。平行式布置适用于地形坡度大的地区。

（3）分区式。在地势高低相差很大的地区，当污水不能靠重力流流至污水处理厂时，可采用分区布置形式，如图2.1.9（d）所示。这时，可分别在高区和低区敷设独立的排水管道系统。高区的污水靠重力流直接流入污水处理厂，而低区的污水用水泵抽送至高区干管或污水处理厂。这种布置只能用于个别阶梯地形或起伏很大的地区，它的优点是充分利用地形排水，节省电力，如果将高区的污水排至低区，然后再用水泵一起抽送至污水处理厂是不经济的。

（4）环绕式及分散式。当城市周围有河流，或城市中心部分地势高并向周围倾斜的地区，各排水流域的干管常采用辐射状分散布置，各排水流域具有独立的排水系统，如图2.1.9（e）所示。这种布置具有干管长度短、管径小、管道埋深可能浅、便于污水灌溉等优点，但污水处理厂和泵站（如需要设置时）的数量将增多。在地形平坦的大城市，采用辐射状分散布置可能是比较有利的。近年来，由于建造污水处理厂用地不足，建造大型污水处理厂的基建投资和运行费用比相应规模的小型污水处理厂经济，效益较小型污水处理厂好，管理起来比小型污水处理厂方便，污水回用的潜力较大，所以倾向于建造规模大的污水处理厂。因此，沿四周布置主干管，将各干管的污水截流送往污水处理厂集中处理，这样就由分散式发展成环绕式布置型式，如图2.1.9（f）所示。

3.区域排水系统

区域是按照地理位置、自然资源和社会经济发展情况划定的，可以在更大范围内统筹安排经济、社会和环境的发展关系。区域规划有利于对污水的所有污染源进行全面规划和综合整治，有利于建立区域（或流域）性排水系统。

将两个以上城镇地区的污水统一排除和处理的系统，称为区域（或流域）排水系统。这种系统是以一个大型区域污水处理厂代替许多分散的小型污水处理厂，可以降低污水处理厂的基本建设和运行管理费用，而且能有效地防止工业和人口稠密地区的地面水污染，改善和保护环境。实践证明，生活污水和工业废水的混合处理效果以及控制的可靠性，大型区域污水处理厂比分散的小型污水处理厂高。所以，区域排水系统是由局部单项治理发展至区域综合治理，是控制水污染、改善和保护环境的新发展。要解决好区域综合治理，应运用系统工程学的理论和方法以及现代计算技术，对复杂的各种因素进行系统分析，建立各种模拟试验和数学模拟方法，寻找污染控制的设计和管理的最优化方案。

图2.1.9　排水管网的基本布置型式

1—城市边界；2—排水流域分界线；3—干管；4—主干管；5—污水处理厂；6—泵站；7—出水口

图2.1.10　区域排水系统平面示意图

1—区域主干管；2—压力管道；3—新建城市污水干管；4—泵站；5—废除的城镇污水处理厂；6—区域污水处理厂

图2.1.10为某地区的区域排水系统的平面示意图。区域内有6座已建和新建的城镇，在已建的城镇中均分别建了污水处理厂。按区域排水系统的规划，废除了原建的各城镇污水处理厂，用一个区域污水处理厂处理全区域排出的污水，并根据需要设置泵站。区域排水系统的干管、主干管、泵站、污水处理厂等，分别称为区域干管、主干管、泵站、污水处理厂等。

区域排水系统在欧美、日本等一些国家，正在推广使用。它具有下列优点：

（1）污水处理厂数量少，处理设施大型化集中化，每单位水量的基建和运行管理费用低，因而比较经济。

（2）与相应规模的分散式污水处理厂占地面积小，节省土地。

（3）水质、水量变化小，比较稳定，有利于运行管理。

（4）河流等水资源利用与污水排放的体系合理化，而且可能形成统一的水资源管理体系。

区域排水系统的缺点有：

（1）当排入大量工业废水时，有可能使污水处理发生困难。

（2）工程设施规模大，组织与管理要求高，而且一旦污水处理厂运行管理不当，对整个河流影响较大。

（3）因工程设施规模大，产生效益慢。

在排水系统规划时，是否选择区域排水系统，应根据环境保护的要求，通过技术经济比较确定。

复习思考题

1.排水工程的任务是什么？对水环境保护的作用？

2.什么是污水？污水的分类？各类污水的主要特征是什么？

3.污水的最终出路有哪几种？

4.污水回用方式有哪些？污水回用对解决淡水资源短缺和保护水环境的意义是什么？

5.什么是排水体制？什么是排水体制分类？每种排水体制的特点是什么？如何选择排水体制？举例说明。

6.试述城市排水管网系统。

7.城市排水系统的组成有哪些？各部分的功能是什么？

8.排水工程规划的依据是什么？内容是什么？

9.排水管网系统规划应遵循的原则有哪些？

10.以地形为主要考虑因素，排水管网有哪些基本布置形式？各自的特点和适应范围是什么？

11.区域排水系统的特点有哪些？对水环境保护的意义是什么？

12.排水管网布置的影响因素有哪些？