简述城市排水工程规划与设计
摘 要 城市基础设施是一个城市保持可持续发展态势的硬件条件，城市排水工程是城市基础设施建设的重要组成部分，科学、合理的城市排水工程规划和设计是城市发展的重要前提。
关键字 城市基础设施,排水工程规划,排水工程设计
排水工程规划与设计存在的问题以及改进措施
随着经济的高速发展和居民生活水平的不断提高，现阶段的社会需求已从解决温饱问题转变到改善生活环境和质量方面，对城市基础设施的建设也提出了更高的要求。随着高楼大厦不断拔地而起，新兴产业园区的落成，以及各种城市景观项目的启动，城市基础设施的完善程度已经突现出它的重要作用。基础设施是一个城市保持可持续发展态势的硬件条件，健全和完善市政公路、管网的建设是发展决策者首要考虑的方面。排水工程是城市基础设施建设的一个重要组成部分，数量大、分布区域广, 其规划和设计是否合理、学不仅影响城市功能的充分发挥，而且对道路完好、城市环保以及城市防洪排涝等都有直接的影响。
一、城市排水工程规划的内容及重要性
(一)排水工程规划的内容
城市排水工程规划的主要内容包括: 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、污泥的出路和处理程度;确定排水枢纽工程的位置、建设规模和用地。排水工程规划一般分为城市总体规划中的排水专项规划、某一规划区的总体规划中的排水专项规划和某一规划区的控制性详细规划。
(二)城市排水工程规划的重要性
排水工程规划是一项系统工程，目的之一是通过规划在排水收集、输送、净化、利用和排放几个环节上的统一协调, 使各环节的排水设施建设工程规模适宜、投资合理, 运行中合理利用能源和资源。因此，城市排水工程规划是当地的排水工程设计的重要依据。
二、城市排水工程设计的原则与任务
(一)排水工程设计的原则
排水工程设计要在分析城市排水管线系统现状的基础上, 结合城市排水规划的相关技术指标, 计算城市排水管线的容量并提出具体要求; 落实上一层排水工程规划在规划区的城市排水设施数量、位置、规模和用地范围; 布置排水管线走向并计算管径或断面。
(二)排水工程设计的任务
城市排水是指城市生活污水、工业废水、大气降水径流和其他弃水的收集、输送、净化、利用和排放。城市排水工程设计主要指建设在市政道路上, 用于收集、输送和排放城市雨水、污水的城市排水设施的设计。
三、城市排水工程规划存在的问题与改进方案
城市排水工程规划涵盖在城市总体规划、控制过程规划和修建规划中，其作用是要指导下一层次的排水专业规划或排水工程设计。排水工程规划的根本任务是：分析区域现有排水系统情况;确定排水体制和划分排水区域;确定排水量预测方法和指标;进行排水量预测;进行排水系统布局;确定排水处理设施种类、数量、位置和用地;布置排水管道及进行相关计算等。
(一)城市排水规划不以城市的可持续性发展为依据，缺乏前瞻性
城市排水管网修建完成后，短的要服务十几二十年，长则达到三四十年。在这个期限内，城市居民用水、城镇人口密度、工业用水量标准、土地服务范围等指标都是应该充分考虑和在规划中有所体现的。很多城镇排水工程规划中的排水量预测都缺乏“超前量”，在初步规划时，只考虑了当时的需要，但不久后便发现规划有其发展局限性。好的排水规划是指导排水工程设计的，应及时进行编制或修编，同时应注意其时效性。
(二)市政排水体制不能“与时俱进”
排水系统的体制一般分为合流制、分流制以及混合制。改革开放以来，城镇建设日异月新，但很多老城区的居民生活污水、工矿生产废水和雨水大部分还是直接排入附近江河，给生态环境造成严重污染。改进方法有： (1)城区采用截流式合流制系统， 在两河岸边建造一条截污管(截流干
管)，同时在截流干管处设置溢流井，并设置氧化沟和污水厂，污水经过处理后再排入江河;(2)城镇区域或开发区，一开始规划时就应采用完全分流制系统，将雨水、污水完全分开来设置管道，雨水排入邻近河流，污水则进入污水处理厂处理后再排入河流。但是在普遍提倡分流制排水系统的今天，也不能盲目规划、设计、施工，否则不但会导致工程造价攀高，也会给日后的维修和养护工作带来难度。必须要结合当地实际情况，灵活选择最经济可行、同时也满足城市发展需要的排水体制。
(三)城市排水管网规划未做到统筹兼顾
排水工程规划是动态的，在排水体制、排水量标准、排水主干管的定线工作完成以后，可以根据实际情况进行局部调整，以便工程的具体实施。应做到使排水管网规划同城镇发展总体规划相一致和协调，同建筑规划、城市路网规划、地上和地下基础设施规划等相配合， 且规划服务年限稍长时， 排水体制、排水量标准预测都应留出富余之地。
四、城市排水工程设计存在的问题和改进措施
一个城市的排水工程设计是否合理关系到城市排水畅通、水环境治理、城市雨季的防涝度汛能力，是提升城市形象的关键。
(一)排水管网设计的前期调研工作不细致
城市新开发区、经济区域的排水工程设计依据的是该区域的排水特点，应调查该区域的雨水、生活和工业用水情况， 并做一个分析和预测，然后结合城市规划进行排水规划和设计。而老城区的排水改造问题离不开对管网设施的了解，应对要改造的区域进行充分的调研，避免“头痛医头、脚痛医脚”的现象出现， 造成重复开挖、加大修复工作量。因此，在处理和补救城镇排水当务之急的同时，还应该从根本上调查分析排水不畅的原因， 做到治表还要治本。可采用科学计算分析与咨询有经验的给排水养护工人相结合的办法，如内窥摄像检测技术、综合观察判断路面裂缝情况、询问排水养护工人等。
(二)排水管网设计与排水规划结合不紧密
城市排水管网在设计、施工、养护、维修的过程中，应与竖向规划和排水专项规划紧密结合，从而避免出现排水管道管径、埋深等设计不合理的情况，避免造成排水管道频繁改造、道路重复开挖而增加投资。
对于道路排水设计，应将区域内雨水和生活、工业用水作为一个整体来考虑设计，充分结合竖向规划并以上一层次排水专项规划作为指导，结合当地周围地面高程、排水要求、排水量标准控制、排水工程规范等来设计选择排水工程。
(三)市政排水管网设计参数不合理
具体体现在三个方面：(1)管网布置走向无法适应现代排水工程规划和设计， 排水管管径和坡度偏小，埋深太浅，与其他市政管线(电力、通信、自来水、天然气、热力系统等)的水平间距过小，因管渠内底标高过低或过高而与管道上下游段的管网无法衔接等。(2)很多城镇老区，由于使用年代过久，采用混合制排水，雨水和污水未经处理就一起排到天然水域，给环境造成污染;(3)排水管网设计是根据现有排水设施情况确定的管道布置走向、水平间距、埋深和管径大小，明显与现代城市的大规模发展不适应，会给其他市政管线造成影响，且每逢雨季城镇低洼处必定内涝。
为克服上述问题，在进行市政排水管网设计时应做到：(1)对旧城镇的排水管网进行调查，摸清其布置和走向，确定合流管道、雨水管道和污水管道的位置，在新管网设计时做好衔接和平面布置工作。(2)根据上中游排水和一定“超前量”来预测排水量的大小，做到新设计的中下游管网的直径尽可能大些，且适当加大管道走向坡度，在满足顺畅排水需要的同时，也给将来的排水工程留出“余地”。(3)市政管线从上至下的一般顺序依次为电力、通信、煤气、给水、热力、雨水、污水，注意新设计排水管网的合理埋深，因为太浅势必会给其他市政管线造成影响甚至破坏，且会造成排水不畅，而太深则地表开挖深度增加，支护工程量加大，施工难度和造价也会增加，故要根据具体情况确定一个经济可行而又合理方便的埋深。(4)注意排水管网与其他市政管线的合理水平间距，避免出现雨水检查井与污水管道相互冲突的情况。
(四)城市排水设施建设滞后和排水能力逐渐下降
随着城市化进程的加快，城市人口和规模正在迅速扩大，城市路网和建筑群也在快速发展，而往往因为服务年限、意识、施工影响城镇居民生活等原因造成排水工程建设滞后于上述地方建设，这不仅给环境带来污染，而且也使得原有管网已不适应于现代城镇的发展需求，管网内淤积严重， 排水能力下降，逢雨必涝。应在城镇迅速发展的今天加快城市排水设施的建设，改造和维护老城区排水设施，在城市排水工程专项规划指导下进行排水工程设计，减少水资源污染，提高居民环保意识。只有这样才能使得城镇排水顺畅，逢雨不涝，提升整体城镇环境形象。
(五)城市排水设施选材设计不当
在排水管道接口的选择上，没有根据实际情况合理选择柔性接口(橡胶圈、沥青油膏、石棉沥青卷材)、刚性接口(水泥砂浆、钢丝网水泥砂浆抹带)或是半柔性接口(石棉水泥)。比如对于接口要求强度较高、严密性和闭水性较好的污水管道宜采用柔性或半柔性接口。另外，环刚度的选择也很重要，它决定了排水管能否在外压负载的条件下安全畅通地排水，一般尽可能地选择高环刚度的塑料埋地排水管，铸铁管、混凝土管、陶制管的环刚度和强度较好，但防腐性能很差，且后两者易破碎和渗漏;而柔性管(塑料管，如UPVC管、PE管等)正好与上述刚性管相反。选择刚性大， 且同时耐腐蚀和经济的管材也是关键所在。
五、结语
城市排水工程是城市基础设施重要组成部分，城市各级规划中都涉及到排水工程这部分内容。它具有工程规模大、投资额大、施工难度大、工期长等特点。按一般工程的设计经验，城市排水工程的工程费用约占城市市政道路工程总费用的30%, 因此,做好城市排水规划与设计，确保排水规划更加科学合理地执行, 将为设计者提供便利的条件。对建设一个良好的人居环境意义重大，特别是在新的历史条件下，城市建设必须走可持续发展道路，提倡省地节能的理念，力求为城市健康成长提供美好蓝图。