生态城市理念下给排水规划设计研究

刘洋

【摘 要】给水排水设施在城市的可持续发展及水资源管理中具有重要作用。给排水设施不仅为人口稠密地区的经济和社会发展提供必要的服务，而且反映出社会对水资源的重视程度。目前，中国许多地区没有完善的给排水设施，尤其是排水系统和污水处理设施方面比较落后，一些经济不发达地区的排水管道密度和污水处理率较低。在生态城市建设理念下，文章对案例城市给水专项规划、雨水专项规划、污水专项规划工程存在的问题及优化设计进行了研究，以提高城市给排水管网和排水泵站设施的运维水平。

【关键词】城市给排水;生态城市;规划设计

1 案例城市基本情况

案例城市规划以建设生态城市为远景，确立建设目标。案例城市在建设初期就已经将“生态城市”建设理念贯彻其中，在规划和设计方面进行了优化。比如，建设初期就已经设置生态走廊作为商业区和生态区的天然隔离带，限制了城市建设活动的生态控制线和当地社区的发展，有效控制了商业区毫无规划的外扩和建设，最大限度地对城市生态系统进行了维护和隔离，对城市的景观塑造起到很好的作用[1]。同时，为了保证保护区的整体建设实力达到生态城市建设的基本要求，禁止开发大型保护区。城镇供水主要来自当地的地下水，城市污水回用和景观用水是市政用水的主要来源。积极利用城市污水再生水源，避免大规模跨流域调水，低碳环保，更符合生态城市建设的理念。

2 案例城市雨水专项规划存在问题及优化设计

2.1 雨水专项规划优化设计

2.1.1 案例城市暴雨强度公式

2.1.2 雨水设计流量计算公式

2.2 案例城市雨洪管治现存问题

案例城市的地形平坦，雨水管道的出口大多靠重力排放，在雨水管道出口设置雨水提升泵站，保障雨季可以正常进行排水工作。对于雨水提升泵站有两个问题需要考虑，一是泵站的最大流量，二是泵站的规模问题。为减小泵站最大流量和规模，考虑在泵站的前段设置材质较为坚固的地下钢筋混凝土蓄水池。

案例城市规划区总体呈狭长状，平均坡度下降对排水、行洪不利。城镇雨水资源的利用一般坚持以下3个基本原则：①屋顶雨水的收集、处理和回收;②绿地雨水的暗渗性;③雨洪排放的优化措施很多，只有真正意识到这些问题时，才能把流量调节理论应用到特殊工程中，使所有水库都设在雨水管道的末端调节和储存雨水[2]。文章从理论和实践两个方面对其防洪减灾进行分析。在城市方面，规划单元与雨水管道设计为一体;建设方多次要求采用先进的雨水管道设计理念，但一直没有落实到施工图设计阶段。

2.3 设计解决方案

把最新的雨洪管治理念纳入区域雨洪管治规划，将雨洪管治规划与园区雨洪管治政策相结合，明确现有雨洪管治规划与政策，倡导“源头控制”原则，比如鼓励各个住宅小区开展建设防洪系统工作，从源头上减少并控制雨水对防洪问题的影响。将构建生态排水系统的思想引入雨水专项规划编制过程。综合应用生态技术和治理城市面源污染和修复的经验，构建生态化城市排水系统[3]。

本案例工程以西绕城高速东辅道的路面雨水收集为例，在西路宽达70 m的绿化带内设有开放式防渗池，大量种植芦苇类水草，并设有溢流管，这样当雨季来临时，就可以将较洁净的雨水排入市政雨水管中。

本文在总结了目前我国工程技术使用情况的前提下，选择先进的设计软件对项目进行模拟，建立数据模型等[4]。可以使不同专业的人员更加直观地了解项目设计情况，同时对优化后的特种雨水系统进行评价，使其成为技术可靠、可操作性强的详细规划。

根据统计，生态排水系统的应用可使城区雨污分流减少70%～95%，并将雨污分流高峰延缓5～20 min，从根本上消除或减少雨水转化产生的污染问题，使城市雨水回收成本降低，進而改善生活环境，减少因城市建设产生的环境问题，降低市政建设成本（如图1所示）。

将构建生态排水系统的思想引入雨水专项规划编制过程。综合应用生态技术和治理城市面源污染和修复的经验，构建生态化城市排水系统。笔者所在规划区按此施工理念施工的项目为西绕城高速东辅道雨水工程。本工程将西绕城高速东辅道的路面雨水收集到西路70 m宽的绿地内开放的可渗灌调蓄池中，池塘中已预先安装好溢流管，并在其中种植了与环境相适应的植物，如芦苇等。遭遇大雨或暴雨时，相对干净的雨水会经过池塘溢流管进入市政雨水管道（如图2所示）。

3 案例城市污水专项规划存在的问题及优化设计

3.1 案例城市污水专项规划存在的问题

雨水、污水分流系统实施不到位，一方面会增加污水处理厂的处理水量，另一方面随意接入雨水、污水管道会造成对水系的严重污染。管线施工时没有研究污水管道系统施工次序，导致今后只能在同一条管道上施工，没有对下游管道进行考虑[5]。如果日常生活污水不能及时排出，就会造成管道水储存时间过长而堵塞管道，甚至管道水渗入地基，容易造成地下水污染。民众对地下排水管网的重要性认知不足，无法切身体会排水管网在日常生活中的作用。因此，社会上常见任意损坏排水管道、随意向排水管道抛撒杂物的情况，导致排水管道堵塞的现象普遍存在。该规划未就此问题提出建设性意见。

3.2 案例城市污水专项规划优化设计

一是划定规划区污水收集范围，对污水收集量进行预测，并进行排水系统规划。

二是完善已建成区的污水管网。在实践中，通过计算污水管网流量，合理划分区域，根据区域实际情况调整管网。

三是当设计方案满足规划条件时，应将目前汇合的管道转换并连接到污水管道系统，避免当前用户从上游排放的废水直接排放到雨水管道系统而造成污染，使下游地表水系统受到雨水侵蚀。

四是污水厂的规模、选址、占地面积及污水工程的投资估算等。与此同时，在污水专项规划中，应对下水道建设的宣传工作进行更多的探索和尝试。

4 案例城市给水专项规划存在的问题及优化设计

4.1 给水专项规划存在问题

城区供水管网局部布局不合理，周边公路位于城区东西方向的中线，供水规划却把管径最大的供水管道设置在城市东、南两个方向的东边，不符合输水干管最短的原则。此外，案例城市由于地面硬化加剧，地面雨水补给基本被切断，而西北部地下水位已经形成漏斗形，地下水补给难以发挥作用，水源地和地下水水质难以保证，因此需加强地下水源地扩建。

4.2 优化设计结果

在西南郊供水厂该区域的远期主水管道设置上，干管输水工程的施工单位选择了一条比西绕城高速有更好连通能力的线路。目前，基本实现了西南郊供水厂向该地区供水。后来设计院就把这一修改意见纳入优化方案中的城市供水专项规划实例。经过沟通后，将DN1 200 mm输水管道纳入管网进行调整。实现与沿线主干管和次干管的连接，优化了邻近供水管网的水力条件。

至于扩大地下水源，供水管网的建设在这一领域相对落后，地下水资源的开发利用应作为规划分区。同时，该专项规划还规定，今后将逐步建立基于GIS平台的地下水位动态监测数据，并在该城市供水企业间建立反馈机制。在城市地下水位过低时，必须减少或停止供水。

5 结语

城市的发展离不开对生态环境的构建，同时要保证城市的水循环系统处于正常运行的状态。为了构建城市生态环境，实现建设生态城市的目标，本文对城市给水排水网络的优化设计提出如下建议。

（1）特殊供水方案应明确，北部水源地供水方案应根据当地地下水质量和水位进行动态监测。不要过度开采地下水，避免污染地下水。

（2）为实现雨水的综合利用，应结合城市土地规划等参数，结合当地实际情况，进行生态排水系統的规划和再生循环设计。

（3）在进行污水处理规划时，必须对未达标区域进行详细的规划，包括排水系统水压的计算、设计参数的确定、排水管道的布置、排水材料的选择等。

参 考 文 献

[1]王思雯.生态城市背景下市政给排水规划设计的重要性及要点探析[J].工程技术研究，2019（10）：184-185.

[2]施溯帆.基于水环境容量控制绿色生态城区水资源利用规划研究[D].南京：南京工业大学，2015.

[3]周思益，王翀.市政排水规划设计的问题及解决方案研析[J].工程技术研究，2019（23）：194-195.

[4]颜琳娜.海绵城市理念下的市政工程给排水规划设计研究[J].建材发展导向（上），2019，17（11）：393.

[5]张丽霞.生态城市背景下市政给排水规划设计的重要性及要点探析[J].当代旅游，2018（24）：184.