【顺义新城排水方案设计初探】卫生间排水管安装图

　　一、工程概况和规划 　　 　　1、工程概况 　　顺义新城位于北京市顺义区老城区以北，距首都国际机场约10公里，距北京市区32公里。其东临潮白河，西至京承铁路，南侧为城北减河，北临牛栏山，开发面积约10平方公里，区内有京密路、白马路及顺安路联络线，还有未来将要建设的轻轨、高速公路通过，交通较为便捷。现况顺安路与白马路将整个顺义新城分为四个片区，用地大体呈现北高南低，高程差达15米，北片以现状顺安路为界，用地向东西两侧倾斜。南片西高东低，赛马场以南，顺安路形成谷地，东西两侧均向顺安路倾斜。新城东南地区有京郊大型赛马场及高尔夫球场，城东宽阔的潮白河是2008年奥运会的水上运动项目赛艇和皮划艇比赛场地。
　　2、规划城市定位、城市规模
　　2003年1月获北京市规划委员会审批通过的《顺义卫星城马坡组团（顺义新城）总体规划（2002―2010）》中确定城市长远发展目标定位为：顺义新城是北京市重要的中高档休闲健身、旅游度假基地，也是北京市专项体育运动比赛训练中心，以及承接着北京市区人口扩散的远郊中高档居住组团，同时顺义新城也是顺义卫星城重要的组成部分，顺义区新的政治文化中心。
　　顺义新城规划用地面积977公顷，规划居住人口约8.3万人，区内规划有主干道路8条、次干道路5条、支路30条。
　　
　　二、 排水现状和排水体制
　　
　　1、排水现状
　　规划区内现状排水是雨污分流和合流并存。
　　现况污水管主要沿白马路东段、滨河路及其部分支路分布，设施分散，未成网络。现况污水流至滨河路与华中路路口南侧的现况提升泵房后，经提升后沿路边明沟排放至减河。顺安路以西，白马路南北也有现况合流管，下游经现况京承铁路涵管，向西排放，并沿现况排水土沟向南排至减河上游。
　　现况雨水主要靠铁路和现况顺安路、滨河路、白马路两侧的明沟，以及区内现况自然排水沟排放，没有系统的管道体系。
　　2、排水系统体制
　　（1）城市排水体制的分类
　　目前在我国城市排水系统的规划设计中，一般常采用截流式合流制排水系统或分流制排水系统两种体制。
　　截流式合流制排水（如图1），该系统可以保证晴天的污水全部进入污水处理厂，雨季时，通过截流设施，截流式合流制排水系统可以汇集部分雨水至污水处理厂，当雨-污混合水量超过截流干管输水能力后，其超出部分通过溢流井泄入水体。这种体制对带有较多悬浮物的初期雨水和污水都进行处理，对保护水体是有利的，但另一方面雨量过大，混合污水量超过了截流管的设计流量，超出部分将溢流到城市河道，不可避免会对水体造成局部和短期污染。并且，进入处理厂的污水，由于混有大量雨水，使原水水质、水量波动较大，势必对污水厂各处理单元产生冲击，这就对污水厂处理工艺提出了相当高的要求。
　　分流制排水系统（如图2），由于实施雨、污水分流，可以将污水全部引至污水处理厂进行处理，从根本上杜绝了污水直接排放对水体的污染。同时，由于雨水不进入污水处理厂，处理水的水质水量可维持较小的变化范围，保证出水水质的相对稳定，容易做到达标排放。
　　（2）排水体制的选择
　　排水体制的选择是一项很复杂很重要的工作，是城市排水系统规划和设计的重要问题。它不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理，而且对城市规划和环境保护影响深远，同时影响排水工程的总投资和初期投资费用以及维护管理费用。
　　新城发展目标定位为中高档居住组团、顺义卫星城重要的组成部分，顺义区新的政治文化中心，因而对水资源和环境保护的要求比较高，应提高污水的处理率，创造良好的生态环境；经统计，顺义新城已建成地区比例不超总建设规模的20%；在建成区内有部分现况污水管道可以利用；需要改造的合流管道不多；新城地势平坦，常年少雨、气候干燥；区域内有潮白河和减河流过，水环境有一定的容量和自净能力；新城规划建设的道路横截面有足够的位置，允许必要的市政管线的铺设；基于以上因素，经技术经济分析,笔者综合考虑确定区内雨污水宜采用分流制排水系统，新城完全能够随着城市的彻底建设将合流制改为分流制。
　　三、 排水方案设计
　　
　　1、 雨水设计方案
　　（1）雨水下游出路的确定
　　城市雨水的下游应是稳定的有规划水位水质标准的水体，因此顺义新城的雨水下游确定为潮白河与减河，应根据潮白河和减河的主管部门提供的设计基础资料进行雨水管道设计计算。
　　（2）雨水管线流域分区
　　《控规》将白马路以北顺安路以西大面积的雨水均由北向南排放，干线设置于花园西路上；东部地区雨水在潮白河向阳闸上设置两个出口。笔者认为将新城近一半流域面积内的雨水由北向南排除，流域面积过大，导致雨水管渠断面大，加大投资和实施难度。从地势上分析，现况南北地势高程差别显著，大量雨水汇集新城南部，这对原本排水不利的低洼地区又增加了雨水排放量，对城市防洪排涝安全不利。因而重新划分流域分区：1、顺安路以西、白马路以北的雨水汇集后经现况铁路涵洞向西排放至小中河；2、顺安路以东、白马路以北部分雨水向南再向东排入潮白河；3、顺安路以西、白马路以南的雨水向南排至减河；4、顺安路以东、白马路以南、滨河路以西范围内的雨水向南排至减河。5、另外，滨河路东侧紧邻新城的高尔夫球场，球场内的雨水沿其场内的现况排水沟排至减河。
　　（3）低洼地区的防洪与排涝
　　根据当地近几年水文实测资料分析，城区降雨强度只要达到每小时30毫米以上，部分易淹地区就将出现积水受淹现象，新城白马路以南至减河地势低洼，历史以来就是待机排水区，针对此地块的排水安全和防洪，设计中提出如下工程措施：
　　◇道路竖向设计的要求，即按照潮白河20年一遇规划洪水位自排来控制道路标高，保证暴雨水位增高时，排水管渠内的水位线不可高出地面而造成河水倒灌，要满足道路雨水自排要求。
　　◇在有条件的局部新建地区，将地坪填高至不低于潮白河20年洪水位以上0.5米；
　　◇在城区易淹地区及低洼地区，采用水泵抽升排水方式解决小范围的雨水排除；
　　◇因减河常水位淹没排水管渠不是很深，在下游出口附近的雨水管渠内设置阻水堰来防止雨水管渠内常年存留河水。
　　◇在下游出口检查井修叠梁闸槽，适河道水位高低，放置叠梁闸板或者在排水出口上安装无需人工开启的橡胶止回阀（俗称鸭嘴阀）和浮箱式自动翻板闸门。
　　◇如发生潮白河洪峰和与减河相关的小中河洪峰相遇的情况，减河水位在设计重现期内可能超出管道设计标准（即20年规划洪水位）。建议当地水利部门采取措施，从该地区的整体防洪角度考虑在减河入潮白河出口处设置防洪排涝设施，保证减河水位不超标。
　　（4）雨水利用
　　城市雨水利用技术在发达国家已经逐步进入到标准化和产业化阶段。比如1989年德国出台了雨水利用设施标准，对住宅、商业和工业领域雨水利用设施的设计、施工和运行管理，过滤、储存、控制与监测4个方面制定了标准。1992年“第二代”雨水利用技术问世。又经过近10年的发展与完善，目前已是“第三代”雨水利用技术――设备的集成化。即从屋面雨水的收集、截污、储存、过滤、渗透、提升、回用到控制都有一系列的定型产品和组装式成套设备。雨水利用在我国虽然历史远久，但过去主要应用于缺水的农村地区。现代意义上的城市雨水利用技术在我国发展较晚，它主要是随着城市化带来的水资源紧缺和环境与生态问题而引起人们重视的。城市雨水的利用不是狭义的利用雨水资源和节约用水,它还包括减缓城区雨水洪涝和地下水位的下降、控制雨水径流污染、改善城市生态环境等广泛的意义。
　　新城雨水利用的总体思路是“构建水景＋渗透回灌地下水＋排放”。考虑分散布置3处人工湖，把收集的雨水蓄积在内，作为景观用水；为加大渗入量，减少排放，尽可能的减少封闭路面；所有的道路路面均高于绿地60mm，保证道路雨水先进入绿地进行渗透处理。因为绿地是一种天然的渗透设施，对雨水中的一些污染物具有较强的截流和净化作用；增设人造透水地面，尽量多选用透水性混凝土路面，在人行道、休闲区域等用多孔的嵌草砖，碎石地面。
　　（5）雨水设计内容
　　奥运大道以北，顺安路以西新城部分流域面积，并包括新城范围以北1.3km2，经花园西路拟建雨水干线2-□2000×1600～2-□3200×1600方沟穿铁路向西排放至现况小中河支沟；并沿现况沟（顺义新城外）排至减河上游；奥运大道以南，顺安路以西流域面积的雨水经花园西路、龙苑路、顺安路上拟建雨水干线D1400～2-3600×1600方沟，向南排入减河；华中路以南段的花园西路道路排水沿花园西路拟建雨水管D700～D800，直接向南排入减河；顺安路以东，马场东路以北流域面积的雨水，分别向南向北排至奥运大道上的拟建3800×2000雨水方沟后向东最终由潮白河向阳闸下出口入潮白河；奥运大道及马场东路以南，顺安路以东部分流域面积的雨水经滨河路拟建雨水干线D1000～2-□2400×1600方沟向南排入减河。泵站：道路规划下挖立交处，其雨水需设雨水泵房抽升排放，立交泵房规模还需结合道路设计深化确定。奥运大道与花园西路立交拟建雨水泵房粗估规模Q＝1.0立方米/秒，拟占地1000平方米，花园北路和减河北路与花园西路的两个立交，拟建雨水泵房粗估规模均为Q＝0.6立方米/秒，拟占地600平方米。本方案设计雨水管总长38.3公里，投资估算1.38亿元。
　　2、污水设计方案
　　鉴于顺义新城规模不大，综合考虑各方面因素，采用集中处理方案，做到适度集中，以便节省污水收集、处理、再生利用整套系统的投和日常能耗，降低再生水成本。
　　（1）污水量参数
　　◇污水量设计标准：
　　设计人口为新城内现状人口1.68万人，规划人口为8.5万人，考虑到流动人口和暂住人口及比赛时增加的观众等因素，本次设计人口按10万人计。服务面积为新城总用地面积977公顷，其中服务面积859.4公顷。由此得出综合用水量：中规院《控规》给水规划：人均综合用水量指标取500升/人・日，《室外给水设计规范》中二类地区中小城市综合平均日用水量为189～449升/公顷・日，本设计考虑新城用地性质及城市职能本次设计人均综合用水量按照500升/人・日计算。基于《控规》中按照用地指标法计算，我们预测用水量为，人均指标法校核后预测新城规划区用水量为5万吨/日，城市污水排放系数控制在0.9。
　　◇污水管道设计标准：
　　综合考虑以下因素，本次方案设计确定新城污水管道设计标准为90立方米/日・公顷。这些因素分别为：污水管道的设计使用年限将高于控规的规划年限，污水管的设计标准应高于以上两种方法所得的计算值；考虑到部分地下水位较高的地区存在地下水渗入；城市人口增长；区内燕京啤酒厂其用水增加量等不确定因素；参考了相似地区的设计标准。
　　以此标准可反算出新城可服务的人口极限值为90×859.4×1000÷（500×0.9）＝17.2万人。则新城内人口密度为17.2×10000÷859.4≈200人/公顷，此人口密度已相当于大型城市的人口密度。此污水量设计标准90立方米/日・公顷为新城内平均污水量标准，在污水方案设计中注意要在保证整个新城污水量平衡的前提下对不同区域性质不同人口密度地区适当增减污水量标准的数值。
　　（2）污水设计内容
　　本设计内容如下：沿减河北路、顺安路、奥运大道向西，设计污水干线D800-1400；分别沿花园西路和花园中路设计污水支干线D400-600；沿龙苑路和向阳路至奥运大道设计污水次干线D900-1000；沿丰乐路和向阳路设计污水支干线D400-900；东西向道路包括花园北路、丰乐北路、花园大道、金宝北路、华中路等规划污水支线D400，沿地形分别排入花园西路、花园中路、向阳路、丰乐路的次干线。本方案设计污水管总长21.3公里，投资估算0.5亿元。
　　2001年以来，顺义新城为迎接奥运会新建了大量市政基础设施，建成道路都已经实现“九通一平”，并且通过了行业验收。实际的应用效果表明工程的规划到位、设计合理，是一项使用安全的奥运优质工程。作为市政基础设施的主要专业，排水专业经过数年的使用检验，证明规划的原则、设计的方案达到了一流工程的标准。
　　排水方案设计不能只简单的遵循规划，应结合工程实际，深入分析研究并进一步完善。尽量利用现有地形和周围排水条件，合理选择排水体制，划分流域分区，安全排除。雨水要做到充分蓄积和多途径利用，并注意防止城市周围天然河道在雨季对管道雨水的顶托和内涝。力求使排水方案设计最大程度满足当地排水需要，为城市发展带来良好的经济效益和社会效益。
　　 参考文献
　　[1]给水排水设计手册第5册，城镇排水[M].北京:中国建筑工业出版社，2004.
　　[2]《城市排水工程规划规范》GB50318-2000
　　[3]室外排水设计规范（GBJ14－87）[M].北京:中国计划出版社，1998.
　　[4]排水工程.重庆建筑工程学院[M].北京: 中国建筑工业出版社，1987.
　　
　　（责任编辑：骆小平）