2019年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会 (第十届)日程暨邀请函
 
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详细介绍


城镇排水系统设计与运行中的若干问题探讨
张志军
(邯郸市市政污水处理有限责任公司,河北邯郸056002)
  摘 要: 按照传统规范设计的排水系统,在实际运行中存在很多问题,不便于维护管理。为
此对雨水系统设计运行中的以下内容提出了改进措施:雨水口和淹没出水口的设置,在适当位置铺
设雨水系统的连通管,积水严重段临时增设直通污水检查井的雨水口,合理铺设住宅区雨水系统、
加快雨洪资源利用的推广应用等。另外,还对污水系统中的以下内容提出了改进措施:设计运行改
进检查井构造,在适当位置铺设污水管系统之间的连通管,铺设污水厂进水总管复线,闸槽井做法,
旧泵站集水池有效容积和最低水位线的确定,污水厂的规模和效率,排水体制的确定等,可供相关
人员参考。
  关键词: 雨水系统; 污水系统; 改进措施
中图分类号:TU992  文献标识码:C  文章编号:1000-4602(2010)06-0045-05
DiscussiononSomeProblemsinDesignandOperationofUrban
DrainageSystems
ZHANGZhi?jun
(HandanMunicipalWastewaterTreatmentCo.Ltd.,Handan056002,China)
  Abstract: Therearemanyproblemsinthepracticaloperationofthedrainagesystemsdesignedac?
cordingtothetraditionaldesignspecification,andtheirmaintenanceandmanagementareinconvenient.
Therefore,improvementmeasuresrelatingtothedesignandoperationofrainwatersystemsareputfor?
ward,suchassettingrainwaterinletsandsubmergedoutlets,layingconnectingpipesofrainwatersystems
intheappropriateplaces,temporarilyaddingrainwaterinletsconnectedtosewermanholes,reasonably
layingrainwatersystemsinresidentialareas,speedinguppopularizationandapplicationofrainwaterre?
sourcesutilizationtechnologiesandsoon.Improvementmeasuresrelatingtothedesignandoperationof
sewagesystemsareputforward,suchasimprovingmanholestructure,layingconnectingpipesofsewage
systemsintheappropriateplaces,layingdoublelineofinfluentmainofsewagetreatmentplant,impro?
vingthestructureofgatewell,determiningtheeffectivevolumeandthelowestwaterlevelofsumpsinthe
oldpumpingstations,determiningthescaleandefficiencyofwastewatertreatmentplantsandthedrainage
regime.Allthesecanprovideareferenceforrelevantpersonnel.
  Keywords: rainwatersystem; sewagesystem; improvementmeasures
  排水系统如城市的命脉,保证其正常运转,对于
提高人居环境、改善民生、维持城市的正常秩序有着
重要意义。但是按照传统规范设计的排水系统,在
实际运行中往往难以达到预期效果,如:雨水口设置
不合理、收水不理想、淹没出水口排水不畅、汛期道
路和立交桥下积水;检查井构造不便于维护作业、污
水管道维护维修时不便于断流和分流污水、污水厂
停运、中水回用率低、雨污水混流等,问题的存在给
设施运行管理部门带来诸多管理上的不便,有必要
针对改进排水系统设计与运行中的热点问题进行探
·45·
第26卷 第6期
2010年3月            中国给水排水
CHINAWATER&WASTEWATER             Vol.26No.6
Mar.2010
讨。
1 雨水系统设计与运行中的改进
1?1 雨水收水口的改进
地面径流雨水尽快进入管道并得到迅速排除的
前提是,雨水能有效、足量、及时地被收进雨水口。
雨水口的型式主要有平篦、立篦、联合式平立篦结合
三种。平篦水流通畅,但易被杂物堵塞,影响收水能
力;立篦不宜堵塞,但边沟需保持一定水深;联合式
兼顾平立篦优点,应优先选用。雨水口应考虑以下
因素:①雨水口的布置应根据地形及汇水面积,结合
道路纵断面的设计高程,将雨水口布置在低洼处。
特别在道路交叉口四周、住宅区和企事业单位出入
口处,要认真核算路面竖向设计高程,确保将雨水口
布置在低洼处。雨水口的布置数量还应考虑30%
的堵塞系数。②对于低洼和易积水地段,雨水径流
面积大,径流量较大,为提高收水速度,需要适当增
加雨水口数量,最好采用连续多篦的“线形”收水
井。③对于道路纵坡较大路段,尤其是下穿立交桥
的引道处,应采用平篦雨水口收水,且在上游就布置
雨水口,在下游段相应增设连续多篦雨水口,形成
“线形”收水井,让径流雨水从上游开始就收进管
道,避免全部汇到下游或桥下后,造成积水。④下穿
立交应保证其独立的出水系统,其桥头应增加雨水
截流与分流设施,以分流客流雨水,其立交泵站抽升
能力应考虑20%的客水汇集量。⑤为减少平篦雨
水口被杂物堵塞,其安装要有一定倾斜角度,4°为
宜,坡向路边侧。⑥为提高收水效果,应优先选用平
立篦结合的联合式雨水口,且道路两侧的路平石
(路缘石的一种)应向外有3cm坡度,以形成边沟。
⑦雨水口下面应设30~50cm的沉淀池,以避免泥
沙杂物进入管道。针对运行中雨水过路管的管径
小、不便于清掏疏通的实际情况,其坡度从设计到施
工必须确保达到1%以上,才能加大流速,避免杂物
在管内沉积。
1?2 雨水管道淹没出水口的改进
《室外排水设计规范》中虽然对淹没出水有原
则上规定,但完全靠自流排放的平原城市雨水系统
设计中,往往按非淹没出水设计。由于受地形限制,
雨水管道出水口多数接近河底,实际出水方式均为
淹没式,受水体顶托影响而使管道排水不畅,导致相
对应雨水系统中的低洼路段积水严重、排除时间较
长,这是多数城市汛期积水严重的根本原因,为此,
对因设计不合理造成的问题,必须通过改进设计来
解决,尤其是淹没出水的排水安全问题:①城市雨水
管道入河出水口应尽量高于或等于排放水体的设计
水位,可采取减小管道坡度、管道浅埋加固处理、调
整城市竖向规划等措施来实现;②若出水口不得已
低于排放水体水位时,应考虑水位顶托的影响,核算
淹没出水的排水能力,在排水管道上、下游水面高差
大于或等于淹没段水力坡降时,淹没段的排水能力
才能达到设计要求。当不满足时,应考虑加大淹没
段管径,甚至根据地区重要性,在入河口处建设抽升
泵站(或配备液压式移动泵站)和止回阀。其中泵
站的抽升能力按相应雨水系统管道设计汇水量的
50%计算,在降雨时一方面通过管道自流排放,同时
也通过泵站抽升强排,既可大大节省泵站投资,又可
缩短低洼地段积水时间。
1?3 在适当位置铺设雨水系统之间的连通管
根据不同规划汇水面积,城市内的雨水管道往
往建成几个各自独立的排水系统来排除雨水,各系
统之间互不连通。但是根据实际经验,由于雨水管
道各系统的汇水面积、集水时间均不相同,因此高峰
流量不会同时发生,其中有的排水系统处于满负荷
运行状况,同时有的排水系统处于非满负荷运行状
况。为充分发挥各系统的排水能力,减少地面的积
水时间,可在相邻两个系统之间的适当地点设置连
通管(其前提是相邻系统、管道高程接近,如其中一
个雨水系统的支线管道起点与另一个雨水系统主线
连通等),通过连通管可相互调剂水量,达到改善排
水状况的目的。
1?4 在积水严重路段临时增设雨水口
为加速积水严重路段排水速度,防汛排水管理
部门常采用打开污水井盖,通过污水泵站抽升而强
行排水(这部分水不进入污水厂,通过污水泵站的
事故排放管道而排向河道)。这虽然效果不错,但
在一片汪洋中,因看不到已开启的井盖,给行人、车
辆及防汛人员自身带来安全隐患。针对于此,可在
积水严重路段设置专用收水井,直通污水检查井
(临时做法见图1)。不与雨水管道沟通,既可避免
非降雨时因河道顶托河水倒灌进入污水管道,又达
到排除汛期路面积水的目的,同时也避免了人力开
污水井盖排水的安全隐患。但要特别注意,随积水
点治理工程的实施,在汛期积水问题解决后,必须封
堵或废除上述雨水口。
·46·

雨水口
道路红线
路边线
雨水管道低洼处低洼处
低洼处
路边线
污水管道
雨水口
道路红线
图1 直通污水井雨水口做法
Fig.1 Practiceofrainwaterinletconnectedtosewagewell
1?5 合理铺设住宅区的雨水系统
出于节省投资目的,多数庭院和住宅区不建设
雨水排水系统,其雨水经地面径流至市政道路上后,
才经雨水口进入雨水管道,这样要经较长时间。由
于院内径流雨水的汇入,增加了道路上雨水口的额
外收水量,延长了泄水时间,易导致路面积水。为解
决该问题,应进一步改进规划设计,科学合理地建设
小区内的雨水系统。根据经验,楼长在50m以内、
面积≤1000m2、只有1栋建筑的庭院,可不铺设雨
水管线,超过1栋楼的庭院必须建设雨水系统。庭
院雨水径流最远点距最近雨水口集流距离不超过
150m。城市排水管理部门可将其作为对小区核发
《排水许可证》的一个必要条件来执行。
1?6 加快雨洪资源利用系统的推广应用
近年来,随城市不透水硬化面积的大量增加,雨
水径流系数必然增加较多,大量径流雨水一方面对
城市雨水系统排水能力带来考验,另一方面给城市
防汛带来较大压力,同时也浪费了宝贵的雨水资源。
雨洪资源利用已是成熟技术,关键是如何推广利用,
比如政府可出台政策强制厂矿企业、大型公共建筑、
成规模的小区建设雨水利用系统,城市建设中应多
建设下凹绿地系统,多采用渗水型路面与人行道结
构建设地下储蓄池,利用河流湖泊储蓄雨水等,使雨
水排放、入渗以及储蓄利用三者有机结合起来,达到
补充城市杂用水、涵养地下水、削减城市洪峰的目
的。
2 污水系统设计与运行中的改进
2?1 检查井构造的改进
在对排水管道进行疏通作业时,往往利用竹片
或高压射水车,从检查井内顺管道方向作业。但传
统检查井做法都将井内爬梯安装在检查井内进水管
口正上方,也就是检查井的井壁直墙(相切点)位于
进水管口一侧,该做法对排水管道的养护维修造成
不便,不便于穿竹片或高压水带。为便于作业,应将
爬梯也就是检查井的井壁直墙(相切点)设在垂直
管道方向线的一侧,相应的防盗检查井盖开启方向,
应位于爬梯的另一侧。检查井传统做法和改进做法
平面图分别见图2、图3。
!
进水管
爬梯
检查井
!
出水管
图2 传统检查井做法
Fig.2 Practiceoftraditionalmanhole
进水管
!
!
出水管
爬梯
检查井
图3 改进型检查井做法
Fig.3 Practiceofimprovedmanhole
同时为减少污水中沉积物在管道内的沉积,应
在管道交汇处以及直线段每隔150m左右的检查井
井底设置30~50cm的沉泥井。维护作业时只需定
期用抓泥车清掏检查井内的沉积物即可,减少了对
管道的疏通作业工作量。
在用户管道与市政管道产权管理分界处设置标
识检查井,井盖上注明“分界井”字样(分界井归用
户管理)。
2?2 在适当位置铺设污水管系统之间的连通管
即使在同一污水厂收水系统范围内的污水管
网,随不同道路布置不同的一、二、三级管网(即总
管、干管和支管),不同管道系统之间的支管与支
管、支管与干管之间是互相不连通的,有的支线管道
分流点之间可能就只有40m距离。在实际运行中
常出现以下情况:有时上游管道已修建需要投用排
·47·


水,但下游管道尚未建;有时因管道堵塞造成污水漫
溢或在对管道进行维护改造时,需要将上游污水导
流至下游或分流至相邻另一污水管道系统;有时各
污水厂之间需要合理调度分配水量或在事故时互相
调剂水量。这都需要在适当位置设置污水管网系统
间的连通管(如相邻管道系统支线与支线间、支线
与主线间、污水厂事故排水管道与另一污水厂管道
系统间等),形成环状管网,可解决上述问题。对于
污水甩线,应根据实际需要预留,其长度应甩出道路
红线,支线端应设置检查井,以减少日后破路和便于
用户接管。
2?3 铺设污水厂进水总管复线
污水厂一般采取总体规划、分期建设的原则,其
进水总管一般只有一条。在污水厂二期扩建工程运
行时,需要断流原有一条进水总管,以接通扩建工程
的进水管;另外在原进水总管出现事故抢修时,也需
要切断上游来水,这样都会造成污水处理厂停运的
重大事故。为解决这个矛盾,可通过铺设污水厂进
水总管复线,并通过设置阀门井相互切换来解决。
2?4 在适当位置设置闸槽井
污水管道中的流量和流速都较大,有的检查井
内的水位较高,在管道维护作业或户线接管施工时,
需要将管道内的水位降低或断流。采用编织袋、胶
囊等措施封堵上下游检查井,有时还需要把带盖板
的检查井上部挖开。《室外排水设计规范》中虽然
有关于闸槽井设置的规定,但没有具体要求,不好操
作,设计中也从未设计闸槽井。为便于维护作业,可
在污水管道交汇处、转弯处或直线段上每隔200m
左右设置闸槽井。管径<800mm,可设置井下操作
的蝶阀井(需要时用工具开启,地面上为正常井盖,
不影响交通);管径>1000mm,可设置闸槽井,并
适当加大间距,通过增加管道转弯将其设在隔离带、
绿化带及人行道上,以便于管理和不影响交通。
新旧管道衔接处也应设置闸槽井,并铺设甩线。
闸槽井起到了关闭待建管线(甩线)的作用,避免了
已使用管线内因水位高而无法与待建管线衔接的问
题。淹没出水的雨水管道入河口处也应设置闸槽
井,以便于疏通作业。
2?5 泵站集水池有效容积和最低水位线的确定
对于旧排水泵站改造,如原有集水池容积不变,
考虑到随着城市的发展,污水排放量会相应增加;随
着城市雨水实际径流系数的增大和汇水面积的增
加,雨水泵站的收水量也会增加;另外,在暴雨量集
中的北方城市,为加速雨季路面积水的排除速度,往
往采取打开污水井盖的措施,通过污水泵站抽升而
强行排除,可见污水泵站也担负雨水的抽升任务。
因此,要求改造后的泵站抽升能力要有较大提高。
如何解决原集水池有效容积偏小问题,有两种办法:
①考虑雨污水泵站在实际运行中,集水池内水位长
期高于设计最高水位,高于管顶很多,进水管道属于
受压情况,因此计算集水池的最高水位时可以高于
雨、污水管顶,也就是高于原设计最高水位,但要复
核,控制最高水位不得使管道上游地面冒水;②《室
外排水设计规范》中规定,污水泵站集水池的有效
容积,不应小于最大一台水泵5min的出水量;雨水
泵站集水池的容积,不应小于最大一台水泵30s的
出水量,这些都是按人工操作所需启动时间而要求
的,随着水泵技术、自控技术的进步,其有效容积可
以减小。对于新建排水泵站,其集水池有效容积确
定时也应考虑上述因素。
根据一般原则,泵站集水池最低水位应该是保
证水泵叶轮吸水的水位,一般为叶轮所在水位线。
近年来普遍采用潜水排污泵,由于潜水排污泵的电
机不能在露出水面状态下运行,故泵站集水池最低
水位应该根据电机允许露出的水面高度确定,或者
要求潜污泵采用带冷却水套的电机。
2?6 污水处理厂的规模和效率问题
城市污水集中处理,便于管理、运行成本低,但
是所铺设的进出水管道距离长、埋深大、投入大,在
污水厂建成后几年内,由于收水量不足,造成设备闲
置浪费,且经深度处理、中水回用时,所铺设中水管
线线路长、投入大,不便于推广利用中水。因此,应
采用集中与分散相结合的方式建设污水处理厂。在
居住区集中或有集中工业大用户时,为便于中水利
用,可在排水量为(2~3)×104m3/d时建设1座分
散式污水处理厂。目前我国污水厂已由全面建设期
进入运营期,除加强监管正常运行、保证出水水质达
标外,为避免大量剩余污泥带来新的污染,现有以及
新建污水厂应选择合理工艺,尽早建设污泥处置场,
短期建不成的应预留污泥处置用地。
2?7 排水体制的确定
《室外排水设计规范》中规定,排水体制的选
(下转第51页)
·48·
第26卷 第6期             电所,负荷等级为一级。

系统的动力设备主要是消防水泵和稳压水泵。
消防水泵功率较大,配套高压电机,电压为6000V;
稳压水泵功率较小,配套低压电机,电压为380V。
7 建议
稳高压消防给水系统能够提高固定式消防设施
的消防防护能力以及应急防护水平,消防水泵、稳压
水泵依靠管网压力自动工作,供水速度快,能够及时
将火灾在初期阶段扑灭或有效控制。
通过两年时间的观察运行,提出以下建议。
① 平时该系统管网维持高压,火灾时消防水
泵自动开泵,但由于稳压水泵流量小,初期火灾消防
水泵开泵之前,系统不提供消防用水。建议采用设
置稳压设备的稳高压消防给水系统(该系统增加了
气压水罐),初期火灾时随着各消防设施的启用,稳
压设备能够提供初期火灾的消防用水。
② 由于管网的泄漏量是变量而且变化很大,
故稳压水泵的流量不能准确地选定,因此稳压水泵
的工作始终不能处于最佳工况。如果选定的流量偏
大,难免造成稳压水泵的超压。如果选定的流量偏
小,当管网不泄漏或者泄漏量较小时,同样造成稳压
水泵的超压;当管网泄漏量较大时,则失去了稳压的
作用。当管网压力下降时,应积极查找漏点,及时处
理,以免稳压水泵连续工作,严重时高压消防泵会启
动,造成管网超压、设备损坏。项目设计时管网的泄
漏量按20m3/h考虑,从实际运行来看,较为合理。
③ 初期火灾或火灾较小时,消防水泵运行,管
网压力达到1.4M􀃿a(设计工艺指标在1.2M􀃿a以
下),造成管网压力超标,阀井、消防栓出现渗漏,增
加了系统的维护难度。建议增加安全泄压设施,泄
压后的水回流至消防储水罐,以防止初期火灾或火
灾较小时,消防水泵工作但消防用水量较小而造成
管网超压。
④ 消防水泵功率为363􀄘W,配套6000V高
压电机,并且消防水泵平时绝大多数时间闲置,处于
备用状态,而设计仍采用双回路供电。建议采用柴
油机驱动,不仅节省高压供电设备的投资,而且日常
的维护检修简单。
参考文献:
[1] G􀃱50160—2008,石油化工企业设计防火规范[S].
电话:(0459)6757224
􀃴-mail:meimuchun􀃯163.com
收稿日期:
􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌􁑌
2009-08-27
(上接第48页)
择,应根据城镇和工业企业规划、当地降雨情况和排
放标准、原有排水设施、污水处理和利用情况、地形
和水体等条件,综合考虑确定。同一城镇的不同地
区可采用不同的排水制度,新建地区的排水系统宜
采用分流制。
实际运行中,多数城市虽然新建地区采用了雨
污水分流制,但由于管网不完善、下游无出路、加上
管理难度大,致使一些小区、单位及沿街商户将污水
就近接入雨水管道。甚至为解决污水漫溢问题,排
水管理部门不得不将污水人为地接入雨水管,因此
雨污水混流现象普遍存在,且很严重。鉴于上述原
因,为提高污水收集率和处理率,减少水体污染,各
地要根据实际情况采取分流制、合流制、截流式合流
制并存的排水体制。一方面通过在雨水管道入河口
处修建截流井和截污管的措施,达到尽快收集、截流
污水的目的;另一方面通过加快完善雨污水管网建
设步伐,力争污水管网100%覆盖,以进一步做好雨
污水分流改造工作。
3 结语
针对城市雨水系统及污水系统实际运行中存在
的诸多问题,提出了相应的改进措施,可供相关人员
参考。
参考文献:
[1] 秦卫峰,张志军.基于北方平原城市特点的雨水系统
优化设计[􀃹].中国给水排水,2008,24(22):38-41.
[2] 张志军.邯郸市排水系统运行状况分析[􀃹].中国给
水排水,2009,25(4):15-18.
电话:(0310)5909655
􀃴-mail:zzj􀄌ws􀃯163.com
收稿日期:2009-09-02
·51·

 
 
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