城市排水系统现状分析及优化设计

李甘忠

摘 要：本文主要针对城市排水系统的现状及优化设计展开了分析，对我国城市排水系统的现状作了简要的概述，并分别就城市排水管网体制、排水系统建设方案以及水资源的回收利用等几方面对排水系统的优化设计作了系统探讨，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。

关键词：城市排水系统；现状分析；优化设计

0 引言

城市排水工程是城市基础设施的重要组成部分，并且城市排水规划设计对建设城市良好的人居环境、实现城市可持续发展有着举足轻重的作用。因此，对城市排水系统进行整合优化设计，优化城市排水管网的布置，已经成为城市建设的一项重要工作。基于此，本文就城市排水系统的现状及优化设计进行了分析，相信能给有关方面的需要带来一定的帮助。

1 我国城市排水系统现状分析

1.1 城市排水管网建设不完善

城市建设的迅速发展导致城区建设面积不断增加，然而当前多数的城市排水设施的建设远远落后于城市发展水平。城市的排水服务面积较小，覆盖范围不全，造成了城市水环境的不断恶化，各种城市污水渗入地下水的数量逐年增加。而且，城市内部一些雨水管以及污水管网设计标准偏低。部分旧城区甚至还没有完善的排水系统，整个排水系统一直处于超负荷使用的状态，对于雨水以及污水的截留能力严重不足。

1.2城市排水系统布局不合理

当前我国城市排水系统方面存在的普遍问题就是新城区排水系统建设水平较高，老城区排水系统建设水平滞后，而且排水系统建设方面重污水轻雨水，排水管网堵塞现象严重。此外，在污水处理厂的布局上，出于用地的考虑导致新区污水处理设施污水量少，运行负荷较低，而城市中心区污水处理量较大，处理能力有限，造成了城市污水分配的不合理。

1.3 水资源的利用率较低

由于对于污水处理能力不足以及雨水、中水回收利用设施建设的不完善，导致城市水资源的回收利用率较低，污水排放量过大，水质性缺水问题在很多城市日益严重。城市供水紧张问题已经成为城市建设管理亟待解决的问题。

2 城市排水体制的选择设计

对于城市排水体制的选择，应当根据城市建设的实际情况综合确定，重点是确保提高污水的收集率、处理率以及雨水中水的回收利用率，对城市排水系统体制的设计选择应当按照如下方式开展。

2.1 确定城市污水量

2.1.1 预测城市需水量

计算污水量是以需水量作为基础的，因此首先应该对城市的需水量进行准确的预测。需水量的预测方法主要包括年平均增长率预测法、比例法预测、供水拟合曲线模型预测、单位人口综合用水量预测以及用地指标法预测。对于预测方法应当根据城市居住人口、工业结构等进行选择。目前在设计中多选择用地指标法进行预测。

2.1.2 污水量预测

对于污水量的预测主要是对总需水量采取污水排放系数进行计算。生活污水一般按照0.9的折污率进行计算，工业污水则按照0.85的折污率进行计算。对于城市污水的收集率以及地下水渗入量，一般分别按照95%、15%进行计算分析。

2.2 城市雨水量的确定

城市雨水量的计算公式如下：

Q=qFψ

式中：Q为雨水量（L/S）；q为暴雨强度（L/S·ha）；ψ为径流系数；F为汇水面积。

通过对城市雨水量的计算分析，重点掌握清楚城市的防洪压力以及对于雨水的处理、收集工作要求。

3 排水体制的选择

在排水体制的选择上，主要是采用分流制的排水體制，具体形式需要综合考虑到城市空间、经济实力以及城市所属区域的雨水量实际情况。对于城市道路空间能够提供雨污分流管线布设、财政资金有保障以及雨水量季节特色不明显的城市，可以考虑采用完全的雨污分流排水体制，对于城市的新建小区以及改造小区也应当积极地采用完全雨污分流排水体制。对于排水水质要求较髙、道路空间狭窄的区域则应该考虑选择使用截流式分流排水系统，通过设置雨水截流井，将污水以及初期雨水经污水干管以及截留管输送至污水处理厂，降雨后期的雨水则应该直接排入水体。这对于防止污水溢出泻入水体以及降低污水泵站与污水处理厂的运行管理费用十分有利。

4 城市排水系统的建设方案设计

4.1 污水管网的规划建设

对于城市排水系统中的污水管网，应该按照城市的地形以及竖向规划进行建设，尽可能通过短的管线以及浅的埋深让污水自行排出。污水管线的布置应该充分利用地形以及城市道路布局，管道尽量采用重力流，埋深尽量不超过7m以便于进行维修养护。污水管网应该尽量沿城市道路布置，尽可能地设在污水量较大、地下管线较少的非机动车道下。在污水管网的建设上应该以污水处理厂为中心，向四周辖射，先行进行污水处理厂周边污水主管的规划建设，并根据污水收集情况由下游向上游延伸建设。

4.2 雨水管的规划建设

雨水管是城市防洪防汛的主要设施。对于城市雨水管的规划建设应该综合考虑城市的防洪、排涝体系要求。在雨水管网的整体规划建设上应该遵循集中与分散相结合的原则，尽可能的利用地形、地势以及周边水体状况，选择最短的路线将雨水排人水体，确保雨水收集、运输的快速。同时注意应该充分合理地利用城市的河道断面以及设施，尤其是在雨水管道的布置上，应按照分区经过适当的集中以后排人河道下游，确保河道流量分配的合理，以提高城市的防洪防汛能力。对于未实现雨污分流的区域，由于部分雨水管还承担着污水输送任务，因此在雨水管管径的选择上，除了满足雨水排放要求以外，还应当适当考虑污水量的需求。

4.3 河道的治理

河道是行洪、排涝的重要设施。在城市排水系统的规划建设上，也应当将河道治理作为城市排水系统优化设计的重要内容。在城市河道的治理设计上，应该转变传统的将河道做成顺治、平滑、断面单一、硬质铺底等治理方式，积极地引入生态河道的治理理念，通过种植各种生态植物，增加河道的曝气复氧设施，以便在河道内形成生态系统，在确保河道通畅的前提下提高水体的自净能力。在生态型河道的规划建设上，应该按照统一规划的原则，确保上下游、左右岸生物形态具有统一性，同时强化河道的截污导流以及治污能力。

5 水资源的回收利用

5.1 雨水资源的利用

雨水资源也是重要的水资源。对于雨水，不能简单的按照防洪防汛的要求进行雨水的排放，应当不断规划设计完善的城市雨水利用系统，重点从滞、蓄、渗等方面实现。滞，即通过规划设计滞洪池、调洪池阻滞雨水，以便于雨水的收集利用。蓄，即设置蓄洪隧洞、屋顶蓄水系统以及地下蓄水系统，存蓄雨水进行回收利用。渗，即通过设置透7JC性路面、渗渠、渗井系统等设施使雨水入渗，依靠地下水回灌实现对雨水资源的利用。需要注意的是，对于雨水资源的直接利用应严格控制雨水水质，因此雨水资源的利用应根据城市的空气污染情况，雨水截污设施建设情况综合规划设计。

5.2 中水回用

对于中水回用就是对污水进行深度处理，达到企业生产以及居民生活用水标准以后进行回用，主要是用于工业生产用水、城市绿化、城市生活冲厕、农田灌溉以及地下水补充等方面。由于水体用途不同，对于水质也有着不同的要求，应注意以水质作为回用控制标准。现阶段，城市排水系统中中水回用主要适用于对水质要求不高的工业用水以及城市杂用水。

6 结语

综上所述，城市排水系统是现代化城市的重要基础设施，随着我国城市化进程的加快，如何经济技术地优化设计和改扩建城市的排水系统成为了城市建设的一项重要挑战。为了做好城市排水系统的优化工作，需要相关的工作人员结合实际情况，制定相应的规划方案，以使优化工作得到质的保障。

参考文献

[1]段志华.城市排水系统的优化设计[J].科技情报开发与经济.2009（22）.

[2]董文平、李红卫、吕谋、王炜亮.城市排水系统的优化设计研究[J].青岛理工大学学报.2006（01）.