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污水管网设计第一步:服务范围划定与排水体制选择依据
污水管网设计的初始阶段,服务范围划定与排水体制选择是后续所有工作的基础——前者决定了系统的服务边界,后者直接影响管网的布局形式、投资成本及运维难度。以下从服务范围划定的关键步骤与排水体制选择的依据两方面展开说明,结合规范要求与工程实践,为设计提供系统性指导。
一、服务范围划定的关键步骤与依据
服务范围划定需明确污水管网“覆盖哪里、服务谁”,需综合考虑城市规划、用地性质、人口分布及现有管网现状,具体步骤如下:
1. 依据城市总体规划确定宏观边界
规划范围:以城市国土空间规划、排水防涝规划等上位规划为依据,明确管网服务的行政区域(如某城区、开发区)或功能片区(如居住区、工业区)。扩展预留:需考虑城市发展方向(如新区开发、旧城改造),预留10~20年的远期扩展空间(如将规划中的新建小区、产业园区纳入服务范围)。
2. 细化服务对象与用地类型
用地性质分类:根据《城市用地分类与规划建设用地标准》(GB50137),划分居住用地(R)、公共管理与公共服务设施用地(A)、商业服务业设施用地(B)、工业用地(M)、物流仓储用地(W)等,不同用地类型的污水排放特征差异显著(如工业用地需考虑生产废水水质、水量波动)。人口与用水量测算:结合规划人口密度(如《城市给水工程规划规范》GB50282规定的人均综合生活用水量指标),计算服务范围内总人口及对应的污水量(生活污水量=人口×人均日污水量×时变化系数)。
3. 衔接现状管网与污染源分布
现状调查:通过管网探测(如CCTV检测、物探)、水质监测及现场踏勘,明确现有管网的服务范围、管径、埋深、堵塞/渗漏情况,避免重复建设或“断头管”。污染源覆盖:重点标注区域内重点污染源(如规模以上工业企业、医院、学校、农贸市场),确保其污水能接入管网(若现状无管网,需规划新建;若为合流制,需评估是否需转为分流制)。
4. 划定边界的技术要点
地理边界:以自然地形(如山体、河流)、道路红线(如城市快速路、河道蓝线)为天然分界,减少跨边界管网长度(降低投资与施工难度)。管理边界:与市政分区(如排水管理处管辖范围)、行政辖区(如区/街道边界)协调,避免“多头管理”导致的运维矛盾。
示例:某新建居住区规划范围为东至规划路、南至现状河道、西至工业园区边界、北至地铁线路,其污水管网服务范围需覆盖该区域内所有居住建筑、配套商业及社区服务中心,并预留与工业园区管网衔接的接口。
二、排水体制选择的依据与决策逻辑
排水体制(分流制/合流制)是污水管网的“顶层设计”,直接影响后续管网布局、污水处理厂规模、投资成本及环境影响。选择时需综合以下因素:
1. 政策与规范要求
国家政策导向:根据《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》(国办发〔2015〕75号),新建城区应优先采用分流制;《室外排水设计规范》(GB50014-2021)明确:“新建地区应采用分流制;旧城区可结合改建逐步实现分流”。环保要求:若区域地表水体(如河流、湖泊)为饮用水源或生态敏感区,需严格控制合流制溢流污染(CSO),优先选择分流制。
2. 场地条件与地形特征
地形坡度:地形平坦区域(如平原)若采用合流制,需频繁设置提升泵站(增加投资与能耗);而分流制可通过重力流减少泵站数量。地下空间限制:老城区地下管线密集(电力、燃气、通信),若开挖困难,可保留现状合流制并增设截流井,但需控制溢流频次(如通过调蓄池减少溢流量)。
3. 经济性与运维成本
初期投资:分流制需建设污水管与雨水管两套系统,初期投资较高(约为合流制的1.5~2倍);但合流制需配套建设截流井、调蓄池,后期改造成本可能更高。长期运维:分流制雨污分流清晰,管道沉积少、堵塞率低,运维成本低;合流制雨季流量大(可能超载),易导致沉积物被冲刷(加剧水体污染),需频繁清淤。
4. 排水特征与水质要求
工业废水影响:若区域内有大量工业废水(如含重金属、油类),分流制可将生产废水单独收集至工业废水处理厂,避免与生活污水混合后增加污水处理厂负荷;合流制则可能因水质波动导致处理厂运行不稳定。雨水径流特性:降雨量大的地区(如南方多雨城市),合流制溢流频率高(年溢流次数>10次),需严格控制;降雨量小的地区(如西北干旱区),合流制溢流影响较小,可结合现状保留。
5. 典型案例对比
分流制适用场景:新建住宅区、高新技术产业园区(需稳定水质)、海绵城市试点区(强调雨水资源化利用)。合流制适用场景:老城区改造(地下空间受限、改造难度大)、工业废水占比低且降雨量少的区域(如北方小型城镇)。
三、服务范围与排水体制的协同关系
服务范围划定与排水体制选择需“同步考虑、相互校验”:
若服务范围内存在大量老旧小区(现状合流制),需评估改造为分流制的可行性(如管网铺设难度、居民配合度);若服务范围跨多个行政区,需统一排水体制(避免“上游分流、下游合流”导致的水质污染);远期规划中若有大型调蓄池或污水处理厂扩建计划,可选择“近期合流、远期分流”的过渡方案(降低初期投资)。
总结
服务范围划定是污水管网设计的“空间基础”,需结合规划、现状与需求明确边界;排水体制选择是“系统灵魂”,需综合政策、场地、经济与运维因素决策。两者共同决定了管网的合理性、经济性与可持续性,是设计初期必须优先解决的关键问题。
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