排水管網的兩個問題
| 論文類型 | 技術與工程 | 發表日期 | 2002-07-01 |
| 來源 | 《中國建設報/中國水業》第13期 | ||
| 作者 | 任鶴云 | ||
| 摘要 | 任鶴云 上海市政工程設計研究院 城市排水管網的建設費用，一般要大于污水處理廠的建設費用。以往在建設污水廠的同時，往往在資金安排、建設進程上忽視了管網的配套同步建設，致使有的城市，污水廠建成投產后，水量不足或因管網不完善而出現“等米下鍋”的現象，影響了城市污水廠的投資效益、此 ... | ||
任鶴云
上海市政工程設計研究院
城市排水管網的建設費用，一般要大于污水處理廠的建設費用。以往在建設污水廠的同時，往往在資金安排、建設進程上忽視了管網的配套同步建設，致使有的城市，污水廠建成投產后，水量不足或因管網不完善而出現“等米下鍋”的現象，影響了城市污水廠的投資效益、此現象現在已經得到了重視，但在排水管道的設計和建設中出現了有些易被忽略的問題。
關于合流制
在建設城市污水廠時，普遍存在的問題是老城區（有的是建成區）實施的是合流制。這有歷史原因。在老城區未作大片改造前，雨、污合流管的現實很難改變，不得不在收集老城區的污水時采用截流式合流管，即埋設截流管將旱天污水引人污水廠處理。但是，由于截流管同時截取一定數量的雨水，下雨時超過截流量的雨污混合水向伺處排放呢？往往溢入城區的水體。再者，截流管中的流量，超過污水廠設計流量如何對待？常用的方法是將數倍于污水量的初期雨水量，在進人污水廠時經過初級處理排出水體。
現在很多城市污水廠設計中采用了不設初級處理裝置的流程，如近年來采用了氧化溝工藝的污水廠。氧化溝前一般不設初沉池，只有沉砂池。雨天時，為保持氧化溝的設計能力，超過設計污水量的2天混合水產量往往只經沉砂即行排出，但沉砂池的水力停留時間十分短暫僅30秒至幾分鐘，溢出的雨污水水體就會造成污染。如果污水廠出水的受納水體與城區的水體同屬一個水體。而上下游的納污容量差別不大時，那么何必要將水量經過長距離管道而輸至下游才溢出呢？所以合流排水管道的改造，除了研究初期雨水的截流量外，溢流點溢流后對水體的污染，以及防止溢流口在水位高漲時對合流管倒灌的措施，都是值得研究的問題。
關于雨水管設計
城市排水管網的另一問題是雨水管設計。近年來，一些平原大城市常出現大雨后積水，以前按一年重現期標準埋設的雨水管似乎不夠用了。有的甚至歸委于雨下得太大了。有些采用合流制排水的城市甚至因發生雨污水漫溢而造成嚴重的污染。
據悉，國外城市也出現了這種現象。據分析，主要原因是由于城市化產生的水文影響。美國1995年召開的城市溝管溢流和合流管溢研討會中提出了這個問題。美國現有1200個城市使用合流制下水道，發生溢流造成污染的原因之一是入滲的減少和徑流的增加。由于城市的擴大，致使城市的鋪裝比例增加，綠化和空地減少。據統計，以天然覆蓋時，入滲為50％，徑流為10％，蒸發為40％的情況為基準，到10％～20％鋪裝時則入滲為42％，徑流19％，蒸發為39％，當鋪裝為35～50％時則入滲為32％，徑流31％，蒸發37％； 當75～100％鋪裝時，入滲12％，逕流56％，蒸發32％。
由此可見，城市化后鋪裝增加徑流量增大。同時城市的發展也減少了徑流的匯流時間，增大了高峰徑流量。長期以來我們使用前幾十年制定的降雨水量，并以此來敷設雨水管，沒有考慮城市化引起的水文等變化，這樣就達不到所需的排水標準。
我國沿用至今的雨水量計算方法，隨著城市化發展值得重新推敲。雨水量計算現在用合理化公式來計算，方法上采用極限強度法。這種方法的確有無可比擬的簡單易行、資料數據要求較少的長處，但是許多假定由于與實際出入較大，使得產生的結果與實際相差甚遠。
此外，這種方法求得的設計流量是該重現期時該地區匯流時間等于降雨時間時發生的一點最大流量，并假定最大徑流量與最大降雨量一致，以集流區的平均徑流系數，即將最大雨量乘以一個簡單系數（按地面鋪裝情況不同采用不同系數）的方法求得最大雨水徑流量，然后用水力公式求管道水力條件。這種方法不能求得徑流過程線，無法考慮雨水調蓄，也無法推求退水時間，與雨型沒有直接的聯系，當然也無法計算或推求合流污水在降雨溢流時對于水體的水質影響。
隨著排水事業的不斷發展，雨水管道的設計方法預計會有較大的改進。但這是一項繁雜的工作。
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