張勝軍

保定市規劃設計研究院

1、工程概況

    保定市現建成區面積77.2km²，人口78萬人。據用水統計資料分析，市區現狀日污水量為25.9萬m³。作為保定市污水處理廠一期工程，l994年就已經建成了2座設計規模為8萬m³/d的城市污水處理廠，并對市區排水管網進行了適當改造。一期工程投入運營后，取得了顯著的環境效益和社會效益。

    隨著城市建設的迅速發展，污水排放量也隨之增大。現狀污水管網普及率較低，管網系統不完善，大量污水直接排入市區內的河道，對市區環境造成了嚴重污染。面對日益嚴重的水污染，市政府及有關部門早在2000年年初就提出，在t994年已建成的污水處理廠一期工程的基礎上繼續投資建設污水處理廠二期工程及廠外污水收集系統，并于2004年5月份完成了施工圖設計及招投標工作。工程具體目標是：①擴建銀定莊污水處理廠，建設規模為l6萬m³/d：⑦，建設、完善市區排水管網系統，建成覆蓋整個城區的排水管網，收集全部污水進入污水處理廠處理。該工程廠外污水配套管網部分總投資2．1億元，新建及改造污水管道92Km，新建污水中途提升泵站2座。

2、城市排水設施現狀及存在的問題

    (1)排水設施現狀。保定市的現狀排水設施基本以京廣鐵路為界分為鐵東和鐵西兩個排水系統。鐵西區的排水管網是在19世紀50年代后期隨著大型部屬企業的建立而建設的，主要包括樂凱大街和陽光大街排水系統。由于歷史原因，排水平管均為由南向北逆地形坡度敷設，埋深較大。鐵西區的魯崗污水處理廠(設計規模為8萬m³/d)位于市區西北部，保定市的較高點，污水需分別經兩級中途泵站提升進人污水處理廠，年運行費用較高。鐵東區的銀定莊污水處理廠(設計規模為8萬m³/d)位于市區東郊，地勢較低。主要排水系統為東風路排水系統，排水干管基本為順地形坡度敷設，僅在三豐路污水支干管中設有l座中途泵站，排水系統整體布局較合理。

    (2)存在的問題。①隨著城市排污量的逐年增加，現有的2座污水處理廠已基本達到滿負荷運行，難以滿足持續增加的污水處理量要求。②現狀污水收集系統不完善，大量污水未能進人污水處理廠處理，直接排人市區河道，造成了河道沿岸環境質量惡化。③現狀老城區的排水管道大部分仍為雨、污合流管道。這些管道管徑及埋深較小，使用年限較長，部分管道淤積堵塞嚴重，需進行雨、污分流改造。④排水設施建設滯后于城市的發展，在市區北部及東北部表現得尤為突出。這些區域的污水只能暫時排入雨水管道人防洪溝，污染了環境。⑤因歷史的原因導致鐵西區污水干管走向不合理，不得不設置多座中途提升泵站，增加了常年運行維護費用。

3、廠外污水配套管網設計概述

    (1)排水系統的規劃布局

    依據城市總體規劃，采用雨、污分流制排水體制。

    ①針對上述的鐵西區污水干管走向不合理及魯崗污水處理廠地勢較高的現狀，污水處理廠二期工程選址規劃中確定：控制魯崗污水處理廠處理規模，擴建銀定莊污水處理廠。結合城市總體規劃中確定的城市近期發展方向和市區地形條件，對鐵西區排水管網布局進行調整，經技術經濟比較后確定：在城區中部和北部的東西向主干路七一路和復興路分別敷設污水平管，向東、向南為順地形坡度敷設，走向合理。復興路污水干管位于規劃建城區北部，該干管在設計中適當超前，管道埋深及排水能力均為其北側城市建設用地以外區域的發展留有一定余地。近兩年的城市發展情況證明，上述考慮是正確、必要的。②為保證污水處理廠處理能力的有效利用，對老城區現狀排水管道進行雨、污分流改造，規劃建設污水管道。在老城區南部敷設天威路污水支干管，向東、向北接人東風路污水干管；③以城區南部鐵路專運線和城區南部、東部防洪堤為排水分區，分別布置排水干管，向東接入銀定莊污水處理廠二期工程。廠外污水系統干管布置均充分利用地形，靠重力流排水，減少能耗，降低了工程造價。

    (2)污水設計流量的確定

    ①用水量預測。根據保定市城市總體規劃(1998--2020年)，主城區近、遠期規劃年限及發展規模為：近期為2005年，主城區建設用地79.6km²，人口80萬人；中期為2010年，主城區建設用地88.2km²，人口90萬人；遠期為2020年，主城區建設用地110.4km²，人口115萬人。在該工程可行性研究報告中，采用二種方法對城市用水量進行預測，一是以城市總體規劃及分區規劃確定的人口、用地規模及工業用地用水量標準進行預測(分項預測法)：二是參考1 995～2000年現狀用水量數據變化規律，按一定增長率進行預測。用水增長率參考我國一般大城市、特大城市及保定市用水人口及工業用地增長率確定，生活及工業用水綜合增長率取2.5％。預測結果表明，按規劃指標預測的用水量稍大于按增長率預測的用水量。依據中國國際咨詢公司專家組評估意見，保定市近、遠期用水量按增長率預測的用水量結果確定，即2005年預測用水量為39.4m³/d，2010年為44.6萬m³/d，2020年為57.1萬m³/d。

    ②污水量預測。污水量預測以上述的按用水增長率預測的用水量結果為依據，按污水折減系數0.8，污水收集率2005年為85％，2010年為92％，2020年為98％進行計算。結果為：2005年預測污水量為26.8萬m³/d，2010年為32．8萬m³/d，生活和工業污水量約各占50％。污水處理二期工程廠區設計年限為20 10年，廠外污水配套管網設計年限為2020年，并適當超前。

    ③污水比流量的確定。根據預測的2020年生活、工業污水量及城市總體規劃確定的規劃期末各類用地規模，分別計算生活污水比流量及工業污水比流量。考慮各規劃分區人口密度相差很大，若采用統一的生活污水比流量勢必會造成較大的誤差。在充分考慮管網系統的安全性，并結合遠期規劃，經過綜合測算，城市中心區生活污水比流量為0.5IL/(km²·S)，規劃建成區邊緣區域生活污水比流量為0.38L/(km²·s)，工業污水經流量為O.84L/(km²·s)。

    (3)管材選擇。保定市區地勢較為平坦，管道埋深隨管段長度的增加會迅速增大，為有效降低管道埋深，減少工程造價，采取了如下措施：

    ①結合城市遠景規劃，適當放大起始管段的管徑。城市道路下起始管段最小敷設管徑取400mm，并盡量減少400mm管徑的管段，以減小整個污水管網系統的埋深。在滿足充滿度和設計流速的前提下，增大管徑不易淤積且清通方便，能夠滿足遠期規劃要求。

    ②適當選擇新型管材。該工程中管徑大于600mm的，采用地產管材——承插口鋼筋混凝土排水管：管徑600mm以下的，采用高密度聚乙烯雙壁波紋管(PE管)，可以有效地降低管道埋深。

    (4)中速提升泵站的設計。當管道埋深較大(管底埋深接近8.Om)時，施工難度加大，造價提高，需設中途提升泵站以提高下游管道標高。在本工程中共設2座中速提升泵站，采用地下式、自灌式泵房。水泵選用潛水排污泵，采用自動耦合式安裝，安裝檢修方便。

4、結論及建議

    筆者經過近幾年的工作實踐感到：設計對于工程建設是至關重要的，設計方案是否合理、完善，對工程建設影響重大，因此在項目前期的方案設計階段必須進行多方案的技術經濟比選，從中選出技術可行、經濟合理的方案，據此做出的設計才能作為工程建設的依據。

    (1)城市的排水規劃設計應以城市總體規劃為依據，與城市總體規劃相協調并適當超前。就保定市的目前情況來看，近幾年城市建設發展較快，城市總體規劃已滯后于城市的發展，部分建設用地已突破總體規劃的用地范圍，因此排水規劃設計應比城市總體規劃年限更長些，污水量預測應采用多種方法進行并互相驗證，留有發展余地。由于城市發展的不均衡性，在不同區域采用不同的排水標準是合理、可行的。

    (2)排水系統的規劃布局在充分利用現有排水設施的基礎上，應充分利用城市的地形，合理劃分排水區域。在本設計中，就充分考慮了東郊銀定莊污水處理廠地理位置的優勢，在城區中、北部順地形坡度敷設了復興路和七一路污水干管，對鐵西區陽光大街污水干管的走向進行了調整，從而使城區整個排水管網的布局趨于合理。

    (3)在新材料、新技術應用方面，選用先進的技術和設備，有利于施工和維護管理。在本設計中小口徑管材選用PE管，相對于鋼筋混凝土排水管來說，它水力條件較好，可有效的減小坡度和埋深，抗腐蝕性能好，雖價格相對較高，但使用壽命長，施工安裝方便。另如泵站設計中選用潛污泵，效率高，節省能耗，安裝檢修方便，泵房可設計為地下式，節省了土建費用。