排水管網(wǎng)規劃在三峽區城市污水處理可行性研究中的地位

摘要：根據三峽庫區城市污水處理工程可行性研究工作的體會(huì )，就庫區排水管網(wǎng)規劃與設計的特殊性以及在具體設計中應考慮的因素提出建議。

關(guān)鍵詞：三峽庫區 排水管網(wǎng) 污水處理 排水體制

1背景情況

舉世矚目的三峽工程于2003年6月開(kāi)始蓄水，庫區水環(huán)境性質(zhì)將發(fā)生很大的變化。湖庫型水體決定了庫區水環(huán)境承載能力有限，水污染防治問(wèn)題已迫在眉睫?，F實(shí)情況是，庫區絕大多數城市經(jīng)濟相對落后，市政設施和污染防治設施的建設大大滯后于現實(shí)要求。大量未經(jīng)處理的生活污水和工業(yè)廢水沿江直接排入，將對即將形成的三峽庫區生態(tài)環(huán)境帶來(lái)十分不利的影響。這一問(wèn)題若解決不好，必將使庫區水環(huán)境遭到嚴重的破壞，最終也將阻礙庫區城市乃至下游城市的可持續發(fā)展。為了保護三峽庫區水質(zhì)和庫區下游人民的身體健康，同時(shí)促進(jìn)城市經(jīng)濟建設迅速發(fā)展，在三峽庫區建設污水處理廠(chǎng)已經(jīng)成為十分緊迫的任務(wù)，管網(wǎng)工程也是其中重要的內容。

目前，庫區絕大多數市縣沒(méi)有完善的排水系統，管道系統零星分散，且多為雨污合流。甚至大多數街區未設任何排水設施，污水、雨水隨街漫流。包含生活污水、生產(chǎn)廢水和雨水的合流污水從多處出水口未經(jīng)處理直接排入長(cháng)江，使長(cháng)江岸邊帶水質(zhì)下降，嚴重影響了人們的生活質(zhì)量。

庫區城市屬于山地城市，地形地貌和地質(zhì)條件比較特殊，因為歷史的原因造成街區布置雜亂，城區道路狹窄，使得排水系統規劃和建設十分困難，整個(gè)排水管網(wǎng)的投資巨大。由于管網(wǎng)造價(jià)高，管網(wǎng)規劃和建設較為復雜，直接影響到整個(gè)污水處理工程方案的確定，因此在工程的可行性研究中必須慎重考慮。

2城市污水處理工程可研中必須考慮排水管網(wǎng)的建設要求

排水管網(wǎng)規劃在整個(gè)城市污水處理工程規劃和建設中是十分重要的環(huán)節。規劃的正確與否直接影響到污水處理廠(chǎng)的數量、廠(chǎng)址和規模，影響到整個(gè)工程的投資和運行費用，關(guān)系到工程和投資效益的發(fā)揮。前一時(shí)期我國一些中小城市污水處理廠(chǎng)的建設中存在對管網(wǎng)系統考慮較少或根本未加考慮的問(wèn)題，一些平原城市甚至依靠過(guò)境的農用灌渠收集污水。沒(méi)有完善的排水系統，污水得不到有效的收集，使污水處理廠(chǎng)的水質(zhì)水量得不到保證，達不到預期的效果，造成資金浪費。究其原因，我們認為一方面是由于城市總體規劃與建設需要脫節，規劃的可操作性較差，有的地方總規與分規甚至在原則問(wèn)題上自相矛盾，這就無(wú)助于城市管網(wǎng)的建設；另一方面，管網(wǎng)建設一般由地方財政負擔，資金缺口較大，使得管網(wǎng)建設滯后。出現這些問(wèn)題，最根本的原因是沒(méi)有把管網(wǎng)與處理廠(chǎng)作為一個(gè)整體系統加以考慮，人為地割裂二者的統一關(guān)系。因此，在城市污水處理工程的可行性研究中，必須同時(shí)考慮排水管網(wǎng)的規劃和建設要求，理清城市總體規劃的思路，協(xié)調好規劃與建設的關(guān)系；同時(shí)，排水管網(wǎng)工程資金（至少是主干管部分的資金）必須納入整個(gè)工程的投資估算中，以確保建設資金的充足；建成后的管網(wǎng)的維護管理費用宜計入污水處理工程的運行費用中。這一點(diǎn)對山地城市更為重要，這是由于山地城市的排水管網(wǎng)工程費用占城市排水工程建設費的比例相當大。排水管網(wǎng)規劃設計是否科學(xué)合理，一方面關(guān)系到其作用的發(fā)揮，另一方面可為國家和地方政府節省大量資金和日常運行費用。表1是以三峽庫區部分區縣為例的排水工程費用分類(lèi)列表?？梢钥闯?，管網(wǎng)投資占整個(gè)城市污水處理工程投資的60%，甚至更高。

3三峽庫區城市排水管網(wǎng)規劃設計的特殊性

表1庫區幾處市縣排水工程費用分類(lèi) 縣市名稱(chēng) 規模 (萬(wàn)m3/d) 工程投資(萬(wàn)元) 管網(wǎng)投資 (總投資%) 處理廠(chǎng)投資 管網(wǎng) 地基處理 總投資 涪陵 8 5641.00 12312.5 3 756.25 21709.75 56.7 萬(wàn)州 3 2329.70 6561.24 1800 10908.94 6 0.1 2 1905.67 4270.88 720 7156.55 59.8 忠縣 3 2272.07 6803 1370 10625.07 64.0 巫山 2 1933.04 866.25 983.8 3783.09 22.9* 巫溪 1 1182.32 1653 786.6 3681.89 44.9 注：先期建設的排水管網(wǎng)費不計入其中。

3.1排水體制

由于三峽庫區城市中老城區街道一般較狹窄，坡度較大，交通擁擠，短時(shí)間徹底將老城區合流制排 水系統改造成分流制系統是非常困難的。通常情況下，新區按分流制規劃建設污水管網(wǎng)。老城區按規劃同時(shí)結合舊城改造逐步將不完善的合流制系統改造成一個(gè)分流不完全的分流制系統。在污水收集系統中，在收集總量不變的情況下，雨水比例會(huì )逐漸遞減，污水比例會(huì )逐漸遞增。例如涪陵區在一級截流干管一次性建成后，近期的截留倍數n0取2，遠期n0取1。而忠縣老城區規模相對較小，在確保環(huán)境評價(jià)可行的前提下，考慮到節省投資，其截流倍數n0取1。

3.2污水廠(chǎng)的數量和廠(chǎng)址受管網(wǎng)定線(xiàn)的制約

一般情況下，污水主干管的數目和走向取決于污水處理廠(chǎng)的數目與位置，因此污水處理廠(chǎng)的數目和位置常常先于管網(wǎng)定線(xiàn)。絕大多數中小城市污水處理廠(chǎng)只設一個(gè)，且位于城市下游，管網(wǎng)易于定線(xiàn)和敷設。而庫區城市地處山地，多為舊城加新城的組團結構，由于各城市的地形及地質(zhì)情況均十分復雜，管道敷設困難，造價(jià)高?？紤]這些因素，因而往往是污水處理廠(chǎng)的數目和位置受管網(wǎng)的限制。因此，在考慮污水處理廠(chǎng)的數量和廠(chǎng)址時(shí)，必須結合管網(wǎng)建設的特點(diǎn)，按照相對集中、適當分散的原則設置處理廠(chǎng)。在對污水處理管網(wǎng)進(jìn)行定線(xiàn)規劃時(shí)，要仔細考慮諸多因素，必須反復進(jìn)行現場(chǎng)踏勘，以使管網(wǎng)定線(xiàn)切實(shí)可靠達到最優(yōu)化設計，滿(mǎn)足遠期需要。

（1）定線(xiàn)要充分考慮到城市各組團相互間的功能關(guān)系和高程關(guān)系。在條件允許的情況下，盡可能兼顧各個(gè)組團，減少污水處理廠(chǎng)的數量。按規劃巫溪污水處理系統為兩廠(chǎng)方案，經(jīng)過(guò)反復踏勘現場(chǎng)，發(fā)現巫溪的地形較特殊，老城區在大寧河上游，趙家壩和馬鎮壩沿柏楊河分布，三個(gè)組團呈V字型。規劃在大寧河和柏楊河交匯處馬蓮溪布置一座污水處理廠(chǎng)，處理老城區和趙家壩的污水，而在馬鎮壩單獨設置一座污水處理廠(chǎng)。這樣兩廠(chǎng)方案不僅通不過(guò)環(huán)評，而且運行費用也大大高于一廠(chǎng)方案。盡管大寧河、柏楊河兩岸地形、地質(zhì)情況很復雜，但通過(guò)恰當的選線(xiàn)和采取一些特殊的工程措施，是能夠將老城、趙家壩和馬鎮壩的污水全部重力流收集到大寧河和柏楊河交匯處馬蓮溪污水處理廠(chǎng)。所以，一廠(chǎng)方案更為合理。

（2）要充分考慮山地城市地形地貌和地質(zhì)的特點(diǎn)，合理劃分排水區域，并根據管網(wǎng)建設難易，合理確定污水處理廠(chǎng)數目。例如忠縣最終推薦是采用兩廠(chǎng)方案。如果將忠縣污水集中于一座污水處理廠(chǎng)處理，如表2中方案1，擬在蘇家組團下游設集中的污水處理廠(chǎng)，接納整個(gè)州屏組團和蘇家組團的城市污水，污水處理廠(chǎng)規模為3萬(wàn)m3/d。為將污水全部輸送至污水處理廠(chǎng)，管網(wǎng)將從西山一直敷設到蘇家組團下游，中途需跨越兩江，并在白橋溪設中途加壓泵站，提升高度達15 m，還需在干井橋西橋頭設提升泵站和兩根長(cháng)500 m的倒虹管?？梢?jiàn)此方案由于流量的大量轉輸，使得下游污水管線(xiàn)的投資大大增加。方案2同屬一廠(chǎng)方案，污水處理廠(chǎng)擬建于州屏組團白橋溪，管網(wǎng)系統同樣有上述問(wèn)題。將一廠(chǎng)方案改為兩廠(chǎng)方案，即方案3在蘇家組團和州屏組團分別建污水處理廠(chǎng)，各組團污水管網(wǎng)只負責本組團污水輸送。由于采用適度分散處理，減少了下游管線(xiàn)的轉輸流量，使得該方案不僅在總投資上較為節省，而且運行費用大大降低，同時(shí)更便于采用成熟簡(jiǎn)便的施工技術(shù)，因而更合理。這一點(diǎn)從表2中可以更明確地看出。在萬(wàn)州由于江河阻隔，經(jīng)過(guò)反復踏勘和經(jīng)濟比較，最后采用三廠(chǎng)方案。

（3）采用各種與地形相適應的管道敷設方式，盡量利用先進(jìn)、合理的施工技術(shù)，減小施工難度，降低造價(jià)。如忠縣污水管網(wǎng)采用繞山布管，避免了高揚程提升，從而節省了提升費用，雖然管線(xiàn)長(cháng)度有所增加，但總的費用還是降低了。有時(shí)由于城市的布局特殊，可能無(wú)法布置污水主干管，需要沿江河架空設置主干管。例如巫溪老城區，沿大寧河西岸建設的2 km的污水截流干管，由于地形影響，主要采用管橋形式架空敷設，大寧河東岸部分管段也是采用管橋形式架空敷設。

表2污水處理廠(chǎng)方案比較 方案 管網(wǎng) 處理廠(chǎng) 合計 投資 (萬(wàn)元) 運行費用 (萬(wàn)元/a) 投資 (萬(wàn)元) 運行費用 (萬(wàn)元/a) 投資 (萬(wàn)元) 運行費 (萬(wàn)元/a) 方案1 8095 146.74 2594.84 333.51 10689.84 480.25 方案2 7595 97.84 2588.13 314.63 10183.13 412.47 方案3 6983 37.84 3240.73 330.26 10223.73 368.10

（4）盡量少拆遷，在布管順暢、經(jīng)濟的基礎上，減少對于企事業(yè)單位正常的生產(chǎn)、工作和居民生活的影響。

3.3存在穿越江河和翻山的問(wèn)題

雖然一般說(shuō)來(lái)污水盡量不過(guò)江，但有時(shí)也存在特殊情況，過(guò)江方案反而比不過(guò)江在經(jīng)濟上更有優(yōu)勢，套用一般原則往往會(huì )作出錯誤判斷。例如涪陵區，在對江南灌溪溝和江東橫梁子兩廠(chǎng)址方案比較中，雖然灌溪溝廠(chǎng)址方案可以節省過(guò)江倒虹管和江東壓力箱涵的投資，但是由于灌溪溝廠(chǎng)址位于江南主城區，征地費用高，且對于環(huán)境、景觀(guān)影響較大，與城市規劃相背離。同時(shí)遠期需建設第二個(gè)污水處理廠(chǎng)處理江東污水。雖然近期灌溪溝廠(chǎng)址方案在投資上較為經(jīng)濟，但從遠期分析，灌溪溝廠(chǎng)址方案與橫梁子廠(chǎng)址方案相比，其投資方面的優(yōu)勢并不突出。同時(shí)，從運行費用方面分析，兩個(gè)方案運行費用也相差不大，再考慮衛生防護技術(shù)措施的要求，則橫梁子廠(chǎng)址方案在經(jīng)濟上優(yōu)于灌溪溝廠(chǎng)址方案，在這里如果套用一般原則會(huì )作出錯誤判斷。兩方案具體經(jīng)濟比較見(jiàn)表3。

4庫區市縣排水管網(wǎng)工程規劃設計的體會(huì )

通過(guò)參加三峽庫區部分市縣城市污水處理工程可行性研究，我們充分感覺(jué)到，要想得到一個(gè)科學(xué)合理的工程方案，設計者必須腳踏實(shí)地。

（1）現場(chǎng)調研獲得第一手資料十分重要，應給予高度重視，設計人員要有認真負責的精神，反復從技術(shù)和經(jīng)濟上作出比較選擇。

（2）庫區情況遠比平原城市復雜，是膽略和科學(xué)決策的考驗，需要靈活多變地處理實(shí)際問(wèn)題，不能照搬和教條，要有靈活應用規范的能力。

表3涪陵兩廠(chǎng)址的簡(jiǎn)單經(jīng)濟比較 廠(chǎng)址 近期（8萬(wàn)m3/d） 遠期（14萬(wàn)m3/d） 合計(萬(wàn)元) 項目 投資(萬(wàn)元) 項目 投資(萬(wàn)元) 近期 遠期 橫梁子 管網(wǎng) 10556.7 管網(wǎng) 1755.8 11231.7 2130.8 征地 675 征地 375 灌溪溝 管網(wǎng) 3777.7 管網(wǎng) 1755.8 7377.7 3935.8 征地 3600 征地(4萬(wàn)m3/d) 征地(2萬(wàn)m3/d) 2000 180

（3）需要有豐富工程經(jīng)驗的人來(lái)承擔重任，不僅需要有本專(zhuān)業(yè)的知識，還要有豐富的路橋工程建設方面的知識。

5結語(yǔ)

（1）庫區市縣城市污水工程必須強調城市排水管網(wǎng)和污水處理廠(chǎng)建設的協(xié)調統一。

（2）現場(chǎng)踏勘工作十分必要，而且應多次反復，對每次踏勘的感受應及時(shí)做好總結，這是做好以后工作的前提。

（3）應用科學(xué)技術(shù)原理，大膽靈活地處理新問(wèn)題。

（4）抓住重點(diǎn)和關(guān)鍵，工藝和管道工程師密切配合。

（5）從可研、初設到施工運行管理都離不開(kāi)現場(chǎng)第一手真實(shí)資料，應用多學(xué)科專(zhuān)業(yè)知識和工程經(jīng)驗，認真地去解決問(wèn)題才能把工作做好，達到使工程滿(mǎn)意的目的。

1孫慧修主編.排水工程上冊.第二版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1987 2張自杰主編.排水工程下冊.第三版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1996 3鄧榮森，等.庫區有關(guān)市縣的污水處理工程可行性研究文本.2001