城市排水系統是指由收集、輸送、處理和排放城市污水和雨水的工程設施組成的總體，隨著城市排水問題的出現，排水工程設計逐漸得到設計人員的重視。本文結合多年的市政排水設計實踐，探討市政排水設計原則及設計要點，僅供同行參考。

1城市排水系統的組成


室外污水排水系統

主要包括街區污水排水系統和街道污水排水系統。
室內排水系統及設備

室內各種衛生器具和生產車間排水設備起到收集污、廢水的作用，它們是整個排水系統的起端。生活污水及工業廢水經過敷設在室內的水封管、支管、立管、干管和出戶管等室內污水管道系統流入街區污水管渠系統。

污水泵站及壓力管道

在管道系統中，往往需設置泵站把低處的污水向上提升，設在管道系統中途的泵站稱中途泵站，設在管道系統終點的泵站稱終點泵站。泵站后污水如需用壓力輸送時，應設置壓力管道。

污水處理廠

為了處理和利用污水、污泥所建造的一系列處理構筑物及設施，污水處理廠一般設在城市中河流下游地段，以利于最終污水的排放。污水處理廠是城市建設的重要組成部分，是城市生產和人民生活不可缺少的公共設施，處理廠的任務是認真貫徹為生產、為人民生活服務的方針，充分發揮現有設備的效能，按設計要求處理好城市污水，減少污染，改善環境。

再談談排出口及事故排出口。排出口是指污水排入水體的出口、是整個城市排水系統終點設備；事故排出口是指在管道系統中途，某些易于發生故障部位，往往設有輔助性出水口，當發生故障，污水不能流通時，排除上游來的污水設在污水泵站之前的出水口，當泵站檢修時污水可從事故出水口排出。


2設計原則與布置思路


排水工程作為城市重點工程之一，市政排水管道施工圖設計應符合城市總體規劃和片區控制性詳細規劃的基本要求。排水管網設計和排水管道應滿足地區經濟和社會長遠發展的需要均按遠期設計。新建排水管網充分考慮地塊建設的情況，結合地塊建設規劃及調整方案，在排水管道斷面、平面布置、高程布置上適應功能的需要和接入的可能性、便利性。設計選材在不斷總結科研和工程實踐的基礎上，既考慮技術發展的趨勢，積極推動新技術、新工藝、新材料的應用，同時又兼顧經濟投入的合理性。未使用淘汰產品及與國家產業政策不符的材料和產品。排水管道的平面、高程布置充分考慮各種城市管線的敷設走廊，在考慮經濟性的同時預留足夠的空間，為管線綜合提供條件。


　　市政排水布置應當按照城市總體規劃，同時充分結合當地實際情況布置，進行多方案技術經濟比較；先確定排水區域和排水體制，然后布置排水管網，從干管到支管的順序布置；充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水并使管線最短和埋深最小；協調好與其他管道、電纜和道路等工程的關系；規劃時要考慮使管渠的施工、運行和維護方便；近遠期結合，留有發展余地，考慮分期實施的可能性。


3市政排水的設計要點


3.1 排水系統的布置


　　按照分流制排水體制布置排水管道系統。排水區域一般根據地形按分水線劃分，地形平坦的地區按一定的服務面積劃分，使每根干管合理分擔排水面積，盡量減少管道的埋深，少設或不設中途泵站，使污水以最短的距離自流排出。高程布置時應考慮污水流程和污泥流程的配合，盡量減少污泥的提升。在確定污泥干化廠、污泥濃縮池、消化池等構筑物的高程時，應注意它們的污泥水能自動流入到污水處理構筑。高程的布置應考慮全廠土方量的開挖平衡。


　　確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確定中途泵站、總泵站、污水處理廠及出水口位置。在一般情況下，城市地形多傾向水體，可將主干管沿河敷設，干管垂直于等高線布置，盡量設在集水線上。在地形平坦的地區，為減少平行于等高線的橫支管過長，應適當減少相鄰干管的布設距離。污水干管與主干管應盡量避免和障礙物相交，如遇特殊地形應考慮特殊措施并應在圖上表明。為保證污水在各構筑物之間能夠順利自流，必須精確計算各構筑物之間水頭損失，包括污水流經處理構筑物本身的水頭損失、污水流經前后兩構筑物管渠的沿程損失、局部損失及污水流經計量設備的水頭損失等。


　　3.2 污水管網及處理構筑物的設計計算


　　污水管網的設計計算包括污水管道的設計流量計算和水力計算，干管、主干管、區域干管及倒虹吸管等應進行詳細的水力計算。街道支管應合理地確定管徑及埋深，以便于概算，不計算管段不必編號，最不利點應校核，對中途泵站或總泵站進行技術工藝設計。根據管道平面布置，劃分設計管段，確定干管設計管段長度；根據污水管道布置，劃分各設計管段服務街坊排水面積，編上號碼并按其面積形狀計算面積，用箭頭表示污水流向。各設計管段計算流量列表計算。


　　污水干管水力計算目的在于經濟合理地確定管徑、充滿度及坡度，進一步求定管道的埋深，水力計算應列表進行，管底標高及管道坡度以三位小數計，而地面標高與管底埋深以兩位小數計。水力計算中的數值V、H/D、I、D應符合規范關于設計流速、最大設計充滿度、最小管徑、最小設計坡度的規定。為減少錯誤，在計算的同時繪制管道斷面草圖，以便進行核對。


　　處理構筑物的選型在指導教師指導下進行，應對構筑物選型的合理性進行分析，說明工藝特點。應完成各處理構筑物的初步設計（包括各構筑物的尺寸求定及污水、污泥流程的水力計算）和某些處理構筑物（由指導教師指定）的技術設計（確定該構筑物的所有尺寸及其所需要材料與設備等的規格與數量），處理構筑物的設計計算應全面詳細并附上必要的插圖。


　　3.3 污水處理廠的設置及工藝流程的確定


　　為有效地對市政污水進行處理，對于生活區、污水處理區、污泥處理區等各區之間以道路相隔，生活區一般布置在夏季主導風向的上風向，在北方考慮到建筑物的朝向，污泥區一般布置在夏季主導風向的下風下。處理構筑物的布置應緊湊，節約用地，便于管理。一般小型處理廠采用圓形池較為經濟，而大型處理廠則以采用矩形池較為經濟。除了占地、構造和造價等因素以外，還應考慮水力條件、浮渣清除以及設備維護等因素。連接各處理構筑物的管線要暢通，盡可能避免管線迂回，同時應充分利用地形，以減少土方量。


　　構筑物之間應留有5～10m的距離，以便保證敷設管線的要求和運轉管理的需要以及施工要求；但消化池和其他構筑之間的距離應≥20m。儲氣罐與其他構筑物的間距則根據容量大小按有關規定辦理。市政管線種類較多，應綜合考慮布置，以免發生矛盾。管線布置應緊湊整齊，考慮到施工、安裝與維護的要求，要保持適當的距離。例如給水管、空氣管、蒸汽管等承壓管可考慮平行架空布置，以節省用地和便于維修，地下埋設的管道盡可能集中并設管廊或管溝。污水和污泥管道僅可能考慮重力自流。污水廠內應設超越管，以便在發生事故時，使污水能超越一部分或全部處理構筑物，進入下一級構筑物或事故溢流。在污水廠內應有完善的雨水管道系統，必要時應考慮設防洪溝渠。


　　污水處理廠處理流程的確定應根據污水水質、處理要求以及設計處理能力等因素，通過分析研究并參考相似條件下污水處理廠的運行經驗，經技術分析比較后確定。設計應結合工程和實際情況，盡量采用成熟的新工藝、新技術、新設備、新材料，以節約建設費用，提高經濟效益。


4結 語

在市政排水工程建設過程中堅持突出重點以人為本、節約能源保證功能、保護環境經濟實用的原則，以高效安全及環保經濟為訴求，以高效能管理高起點規劃、高標準建設高水平設計為目標，切實提高城市排水系統服務質量和綜合效益努力構建綠色及人文健康的城市排水基礎設施服務環境，構筑經濟與文化發展相適應的社會布局，特點更加突出合理以及更加經濟環保的城市排水體系。