市政排水设计原则及要点分析

城市排水系统是指由收集、输送、处理和排放城市污水和雨水的工程设施组成的总体，随着城市排水问题的出现，排水工程设计逐渐得到设计人员的重视。本文结合多年的市政排水设计实践，探讨市政排水设计原则及设计要点，仅供参考。

1、城市排水系统的组成

室外污水排水系统。主要包括街区污水排水系统和街道污水排水系统。

室内排水系统及设备。室内各种卫生器具和生产车间排水设备起到收集污、废水的作用，它们是整个排水系统的起端。生活污水及工业废水经过敷设在室内的水封管、支管、立管、干管和出户管等室内污水管道系统流入街区污水管渠系统。

污水泵站及压力管道。在管道系统中，往往需设置泵站把低处的污水向上提升，设在管道系统中途的泵站称中途泵站，设在管道系统终点的泵站称终点泵站。泵站后污水如需用压力输送时，应设置压力管道。

污水处理厂。为了处理和利用污水、污泥所建造的一系列处理构筑物及设施，污水处理厂一般设在城市中河流下游地段，以利于最终污水的排放。污水处理厂是城市建设的重要组成部分，是城市生产和人民生活不可缺少的公共设施，处理厂的任务是认真贯彻为生产、为人民生活服务的方针，充分发挥现有设备的效能，按设计要求处理好城市污水，减少污染，改善环境。再谈谈排出口及事故排出口。排出口是指污水排入水体的出口、是整个城市排水系统终点设备；事故排出口是指在管道系统中途，某些易于发生故障部位，往往设有辅助性出水口，当发生故障，污水不能流通时，排除上游来的污水设在污水泵站之前的出水口，当泵站检修时污水可从事故出水口排出。

2、设计原则与布置思路

排水工程作为城市重点工程之一，市政排水管道施工图设计应符合城市总体规划和片区控制性详细规划的基本要求。排水管网设计和排水管道应满足地区经济和社会长远发展的需要均按远期设计。新建排水管网充分考虑地块建设的情况，结合地块建设规划及调整方案，在排水管道断面、平面布置、高程布置上适应功能的需要和接入的可能性、便利性。设计选材在不断总结科研和工程实践的基础上，既考虑技术发展的趋势，积极推动新技术、新工艺、新材料的应用，同时又兼顾经济投入的合理性。未使用淘汰产品及与国家产业政策不符的材料和产品。排水管道的平面、高程布置充分考虑各种城市管线的敷设走廊，在考虑经济性的同时预留足够的空间，为管线综合提供条件。

市政排水布置应当按照城市总体规划，同时充分结合当地实际情况布置，进行多方案技术经济比较；先确定排水区域和排水体制，然后布置排水管网，从干管到支管的顺序布置；充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水并使管线最短和埋深最小；协调好与其他管道、电缆和道路等工程的关系；规划时要考虑使管渠的施工、运行和维护方便；近远期结合，留有发展余地，考虑分期实施的可能性。

3、市政排水的设计要点

3.1排水系统的布置

??按照分流制排水体制布置排水管道系统。排水区域一般根据地形按分水线划分，地形平坦的地区按一定的服务面积划分，使每根干管合理分担排水面积，尽量减少管道的埋深，少设或不设中途泵站，使污水以最短的距离自流排出。高程布置时应考虑污水流程和污泥流程的配合，尽量减少污泥的提升。在确定污泥干化厂、污泥浓缩池、消化池等构筑物的高程时，应注意它们的污泥水能自动流入到污水处理构筑。高程的布置应考虑全厂土方量的开挖平衡。

确定污水管道布置形式，主干管、干管、街道支管的位置和流向并确定中途泵站、总泵站、污水处理厂及出水口位置。在一般情况下，城市地形多倾向水体，可将主干管沿河敷设，干管垂直于等高线布置，尽量设在集水线上。在地形平坦的地区，为减少平行于等高线的横支管过长，应适当减少相邻干管的布设距离。污水干管与主干管应尽量避免和障碍物相交，如遇特殊地形应考虑特殊措施并应在图上表明。为保证污水在各构筑物之间能够顺利自流，必须精确计算各构筑物之间水头损失，包括污水流经处理构筑物本身的水头损失、污水流经前后两构筑物管渠的沿程损失、局部损失及污水流经计量设备的水头损失等。

3.2污水管网及处理构筑物的设计计算

??污水管网的设计计算包括污水管道的设计流量计算和水力计算，干管、主干管、区域干管及倒虹吸管等应进行详细的水力计算。街道支管应合理地确定管径及埋深，以便于概算，不计算管段不必编号，最不利点应校核，对中途泵站或总泵站进行技术工艺设计。根据管道平面布置，划分设计管段，确定干管设计管段长度；根据污水管道布置，划分各设计管段服务街坊排水面积，编上号码并按其面积形状计算面积，用箭头表示污水流向。各设计管段计算流量列表计算。

污水干管水力计算目的在于经济合理地确定管径、充满度及坡度，进一步求定管道的埋深，水力计算应列表进行，管底标高及管道坡度以三位小数计，而地面标高与管底埋深以两位小数计。水力计算中的数值V、H/D、I、D应符合规范关于设计流速、最大设计充满度、最小管径、最小设计坡度的规定。为减少错误，在计算的同时绘制管道断面草图，以便进行核对。

处理构筑物的选型在指导教师指导下进行，应对构筑物选型的合理性进行分析，说明工艺特点。应完成各处理构筑物的初步设计（包括各构筑物的尺寸求定及污水、污泥流程的水力计算）和某些处理构筑物（由指导教师指定）的技术设计（确定该构筑物的所有尺寸及其所需要材料与设备等的规格与数量），处理构筑物的设计计算应全面详细并附上必要的插图。

3.3污水处理厂的设置及工艺流程的确定

??为有效地对市政污水进行处理，对于生活区、污水处理区、污泥处理区等各区之间以道路相隔，生活区一般布置在夏季主导风向的上风向，在北方考虑到建筑物的朝向，污泥区一般布置在夏季主导风向的下风下。处理构筑物的布置应紧凑，节约用地，便于管理。一般小型处理厂采用圆形池较为经济，而大型处理厂则以采用矩形池较为经济。除了占地、构造和造价等因素以外，还应考虑水力条件、浮渣清除以及设备维护等因素。连接各处理构筑物的管线要畅通，尽可能避免管线迂回，同时应充分利用地形，以减少土方量。

构筑物之间应留有5～10m的距离，以便保证敷设管线的要求和运转管理的需要以及施工要求；但消化池和其他构筑之间的距离应≥20m。储气罐与其他构筑物的间距则根据容量大小按有关规定办理。市政管线种类较多，应综合考虑布置，以免发生矛盾。管线布置应紧凑整齐，考虑到施工、安装与维护的要求，要保持适当的距离。例如给水管、空气管、蒸汽管等承压管可考虑平行架空布置，以节省用地和便于维修，地下埋设的管道尽可能集中并设管廊或管沟。污水和污泥管道仅可能考虑重力自流。污水厂内应设超越管，以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部处理构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流。在污水厂内应有完善的雨水管道系统，必要时应考虑设防洪沟渠。

污水处理厂处理流程的确定应根据污水水质、处理要求以及设计处理能力等因素，通过分析研究并参考相似条件下污水处理厂的运行经验，经技术分析比较后确定。设计应结合工程和实际情况，尽量采用成熟的新工艺、新技术、新设备、新材料，以节约建设费用，提高经济效益。 

4、结语

在市政排水工程建设过程中坚持突出重点以人为本、节约能源保证功能、保护环境经济实用的原则，以高效安全及环保经济为诉求，以高效能管理高起点规划、高标准建设高水平设计为目标，切实提高城市排水系统服务质量和综合效益努力构建绿色及人文健康的城市排水基础设施服务环境，构筑经济与文化发展相适应的社会布局，特点更加突出合理以及更加经济环保的城市排水体系。