城市給排水系統(tǒng)的設(shè)計現(xiàn)狀及問題分析
　“城市水系統(tǒng)”主要包括水源系統(tǒng)、用水系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、回用系統(tǒng)和雨水系統(tǒng)，但現(xiàn)階段由于缺乏城市給排水系統(tǒng)的整體規(guī)劃和設(shè)計，從而導致現(xiàn)有水資源消耗過大，規(guī)劃中出現(xiàn)的一些問題已經(jīng)嚴重威脅了城市給排水系統(tǒng)，乃至城市系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。學術(shù)之士一再說明，給排水系統(tǒng)如何的又進了一步，可是每年各地出現(xiàn)的“海景城市”不得不讓我們認清事實，我做的還遠遠不夠，還有很多問題等著我們?nèi)ソ鉀Q。這要求我們在新的歷史條件下做好城市市政給排水規(guī)劃設(shè)計，認真思考與解決現(xiàn)存的問題，尋求城市水資源的合理利用。
　　在城市經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展的過程中，城市給排水系統(tǒng)對于居民生活以及工業(yè)生產(chǎn)對于給排水的需求是不可缺少的，一個良好的城市給排水系統(tǒng)能夠促進城市經(jīng)濟建設(shè)與社會環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，相反，則必然會導致一切生活、生產(chǎn)的秩序混亂。目前，隨著城市化率的提高，城市給排水工程滯后，給水不足、排水不暢還困擾著許多城市的發(fā)展以及城市功能的發(fā)揮。去年夏秋之交，北京、武漢、成都等地暴雨后排水不暢暴露了我國城市給排水系統(tǒng)建設(shè)和管理中所存在的深層次問題，從而引起了理論界的廣泛探討。因此，對于城市給排水管網(wǎng)的優(yōu)化配置、新建，包括對現(xiàn)有設(shè)施的改建、擴建及完善的要求已日益迫切。
　一、城市給排水系統(tǒng)現(xiàn)階段存在的問題
　?。?）市政給排水工程規(guī)劃設(shè)計滯后，應(yīng)對突發(fā)事件能力不足：城市給排水系統(tǒng)面臨的突發(fā)事件主要有爆管、污染和泄洪三種情況。在這三種突發(fā)事件中，發(fā)生頻率最高的是爆管，爆管之所以會頻繁發(fā)生，除了前述的材質(zhì)特性、管道老化和管道上方壓力過大等原因外，給排水系統(tǒng)檔案資料不全，道路和建筑物施工方無法準確掌握地下管線情況，隨時可能會發(fā)生施工爆管和施工機械輾軋爆管安全事故。在市政道路排水工程設(shè)計過程中，給排水工種處于配合地位，影響了城市給排水規(guī)劃科學化的發(fā)展。往往出現(xiàn)道路要求快速建設(shè)，造成了排水工程規(guī)劃沒有編制，一些排水工程往往不能與道路工程同期施工；有的雖然設(shè)計完成后，排水工程規(guī)劃由于相關(guān)原因需要修改，許多工程項目未能按照規(guī)劃進行建設(shè)，規(guī)劃的指導意義也沒有得到真正體現(xiàn)，造成了工程需要再次改造。
　?。?）規(guī)劃的科學依據(jù)不足：城市水系統(tǒng)規(guī)劃的基礎(chǔ)性工作主要包括各類指標、標準、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和分析工具，其中水量預(yù)測和水平衡分析是核心工作。目前，我國的水量預(yù)測工作主要是參照《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》(GB50282-98)中有關(guān)規(guī)定，但我國不論在國家還是在區(qū)域?qū)哟紊隙既狈τ盟に嚒⒏鞣N用水器具和用水行為的詳實系統(tǒng)監(jiān)測，缺乏對新型用水技術(shù)替代規(guī)律和擴散規(guī)律的基礎(chǔ)研究，缺乏對多種用水信息的綜合性和結(jié)構(gòu)性分析。
　?。?）排水體制規(guī)劃混亂、排水體制的不合理：表現(xiàn)在重城鎮(zhèn)建筑物規(guī)劃城市工程管線規(guī)劃，重道路工程建設(shè)輕工程管線配套；在工程管線設(shè)計中往往缺乏戰(zhàn)略規(guī)劃。管理人員責任不清，加之相關(guān)法律法規(guī)不夠健全，對排水設(shè)施存在的問題以及發(fā)生的新問題都不能及時解決。另外傳統(tǒng)的防洪和排水設(shè)施設(shè)計中，強調(diào)采用分流制排水體制將雨水和污水盡快排出城市，但忽視了城市徑流面源污染的控制和雨水資源的利用。隨著流域整體水質(zhì)的逐步改善，城市隨機性暴雨徑流和突發(fā)排放事件引起的對水體生態(tài)系統(tǒng)的沖擊，已日益成為流域污染控制的主要內(nèi)容。
　?。?）傳統(tǒng)的給排水專業(yè)不能滿足市場的需要：由于城市給排水規(guī)劃設(shè)計技術(shù)參數(shù)多、不定因素多，且具有交叉學科的特點，這使城市給排水規(guī)劃的難度大大增加，剛從傳統(tǒng)的給排水專業(yè)畢業(yè)的學生，因受知識結(jié)構(gòu)的限制，不能進行宏觀的分析論證，不適應(yīng)城市規(guī)劃多學科、多層次的分析論證要求，遠不能滿足城市給排水規(guī)劃設(shè)計的需要。
　　二、城市給排水系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃問題的原則
　?。?）城市水系統(tǒng)規(guī)劃要與城市規(guī)劃的協(xié)調(diào)：城市水系統(tǒng)規(guī)劃是對一定時期內(nèi)城市的水源、供水、用水、排水、污水處理等子系統(tǒng)及其各項要素的綜合布置。城市用水規(guī)劃的總量平衡非常重要，必須優(yōu)化組合各種可行的節(jié)水、水回用等方案。要做到這些，首先要了解城市水利用規(guī)劃，加強城市總體規(guī)劃中的水專項規(guī)劃，按照水的可持續(xù)發(fā)展觀念編制城市水利用規(guī)劃，內(nèi)容應(yīng)包括：地面水、地下水、雨水和海水等水資源平衡；供水、排水和污水再生利用等總量平衡；供水節(jié)水規(guī)劃和污水處理與再生利用規(guī)劃；水的生態(tài)循環(huán)規(guī)劃；各類水工程設(shè)施的規(guī)模和布局等。對當前我國的城市水系統(tǒng)建設(shè)中普遍出現(xiàn)的規(guī)劃不協(xié)調(diào)、建設(shè)不配套、管理不統(tǒng)一等問題，規(guī)劃中要特別注意管網(wǎng)配套和供水、排水及污水處理能力的協(xié)調(diào)增長，確定規(guī)劃期內(nèi)水系統(tǒng)及其網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè)的規(guī)模、詳細布局和運行管理方案。
　　隨著城市化的發(fā)展，給排水系統(tǒng)已經(jīng)不是一個孤立的城市建設(shè)系統(tǒng)，成為了城市建設(shè)和規(guī)劃的一個重要組成部分，并在促進城市的可持續(xù)發(fā)展和民生福祉等多方面有著重要的意義。因此，城市給排水系統(tǒng)設(shè)計人員要深入了解城市整體發(fā)展規(guī)劃，使設(shè)計方案與城市整體規(guī)劃相協(xié)調(diào)。隨著城市的發(fā)展，景觀建設(shè)已經(jīng)成為了城市基礎(chǔ)建設(shè)不可分割的一部分，這就要求在進行給排水設(shè)施設(shè)計和安排時，也必須考慮排水設(shè)施與道路景觀的兼容性。例如，對于人行道上的井蓋可考慮采用與人行道景觀協(xié)調(diào)裝飾井蓋。
　?。?）加強水量規(guī)模預(yù)算：水量預(yù)測是給水規(guī)劃的基礎(chǔ)，水量規(guī)模預(yù)測是否符合發(fā)展趨勢和實際需要，對水資源的工程總體布局、合理利用、實施步驟和工程費用產(chǎn)生重大影響。國家標準《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》是測算城市總用水量規(guī)模的主要依據(jù)，具體包括：總體規(guī)劃階段給水水量預(yù)測；總體規(guī)劃階段污水水量預(yù)測；分區(qū)規(guī)劃階段及專業(yè)規(guī)劃給水、污水量預(yù)測；詳細規(guī)劃階段給水、污水量預(yù)測。改革開發(fā)以來，工業(yè)生產(chǎn)、城市建設(shè)、住宅建設(shè)、第三產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，使供水量也不斷增長。作為城市基礎(chǔ)設(shè)施之一的供水量的增長規(guī)律也將與過去不同，水量預(yù)測就不能僅按歷史的發(fā)展計算，還要根據(jù)具體的城市規(guī)劃對不同類型用水量分別進行預(yù)測分析。
　?。?）城市給排水系統(tǒng)應(yīng)當向可持續(xù)性方向發(fā)展：自然界的水是循環(huán)的，給水和排水是統(tǒng)一的，人類社會對水的使用應(yīng)服從這一過程。在用水之后，必須對水進行再生處理，使水質(zhì)達到自然界自凈能力所能承受的程度，否則累積的大量污染物將超過水環(huán)境的容量，從而導致水資源危機和水污染現(xiàn)象，最后破壞水的良性循環(huán)，不利于城市的可持續(xù)發(fā)展。控制城市給排水系統(tǒng)向可持續(xù)性方向發(fā)展的途徑有：
　?、僭诔鞘兴到y(tǒng)中增加節(jié)水子系統(tǒng)；
　?、谠诔鞘兴到y(tǒng)中增加治污子系統(tǒng)；
　?、墼诔鞘兴到y(tǒng)中增加再生水回用子系統(tǒng)。加強節(jié)水、治污和再生水回用力度，重視再生水、中水等非傳統(tǒng)水資源利用，是促進城市給排水系統(tǒng)良性循環(huán)，實現(xiàn)城市水資源可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。
　　④完善各項法規(guī)根據(jù)我國當今給排水體制規(guī)劃混亂的現(xiàn)狀，應(yīng)通過行政立法，完善相關(guān)法規(guī)，建立明確的給排水工程建設(shè)及管理職責制度和相關(guān)體系，明確管理權(quán)限，形成規(guī)劃、建設(shè)、維護、監(jiān)督各部門明確的權(quán)利、職責和監(jiān)管機制。
　　三、針對我國城市給排水系統(tǒng)的優(yōu)化措施
　　城市給排水是一個系統(tǒng)工程，在給水方面，主要體現(xiàn)在水源及其保護，區(qū)域水資源平衡及區(qū)域供水規(guī)劃：在排水方面主要是防洪排澇規(guī)劃設(shè)計以及河網(wǎng)區(qū)域污染控制，它要求系統(tǒng)設(shè)計必須有開闊的眼界與系統(tǒng)創(chuàng)新的思維。
　　1、給排水管線布局的優(yōu)化
　　給排水管網(wǎng)的設(shè)計要符合區(qū)域及城市總體規(guī)劃的要求，充分考慮系統(tǒng)的可擴展性。在設(shè)計上還要兼顧水系統(tǒng)維護、檢修的方便，盡量做到線路簡短和高效，管網(wǎng)盡量設(shè)計為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，并進行環(huán)、枝結(jié)合。配水管網(wǎng)宜布置成環(huán)狀，供水要求不高時，可為樹枝狀，等到將來城市發(fā)展帶動用水量增加時，再連接成環(huán)狀。
　　2、對現(xiàn)有管網(wǎng)進行優(yōu)化改造
　　隨著城市規(guī)模的不斷擴張，對老舊管網(wǎng)有計劃地進行改造是城市給排水系統(tǒng)經(jīng)常面臨的課題，當管道上方由人行道變?yōu)檐囆械罆r，必須重新計算管線的埋藏深度指標，在可能的情況下還可以考慮對管線進行遷移處理，以避開管線上方道路和高層建筑的壓力。當前城市給排水工程出現(xiàn)的質(zhì)量問題絕大多數(shù)是由給排水管道材料所導致。這就要求對老舊管網(wǎng)進行改造時，盡可能用承壓力強、抗腐蝕的建議選用承壓力強的金屬管及鋼塑復合管替代原有的鍍鋅鋼管及灰口鑄鐵管等，以減少爆管的可能性。
　　3、給排水系統(tǒng)應(yīng)急處理能力的優(yōu)化
　　針對頻繁發(fā)生的爆管現(xiàn)象，應(yīng)當加強給排水系統(tǒng)信息化建設(shè)，為工程施工提供最新的管網(wǎng)信息，及時預(yù)警和防范由于施工原因?qū)е碌谋苁鹿实陌l(fā)生。針對瀉洪能力不足的問題，要積極采用高技術(shù)手段，科學測算本地最大降水量，綜合考慮市政管網(wǎng)排水能力，調(diào)整排水管道標準系數(shù)，提高泄洪能力。針對水污染問題，有必要建立嚴密的監(jiān)測系統(tǒng)，準確統(tǒng)計城市污水管道負荷，及時發(fā)現(xiàn)管道淤積和滲透泄漏，預(yù)防重大污染事故發(fā)生。對于給水系統(tǒng)，設(shè)置備用取水源。對于人口密集區(qū)域，可考慮設(shè)置閉合管網(wǎng)。這一設(shè)計理念是，當發(fā)生嚴重水質(zhì)污染事件時，可以關(guān)閉外網(wǎng)，以切斷受污染的水源，而內(nèi)網(wǎng)可以正常使用備用水源。
　　4、給排水系統(tǒng)排污功能的優(yōu)化
　　在進行排水管網(wǎng)的規(guī)劃時，要把雨水、污水的收集、處理和綜合利用結(jié)合起來，逐步轉(zhuǎn)變目前的雨、污水合流制或不完全分流制系統(tǒng)為完全的分流制系統(tǒng)。雨、污水的分流有利于對不同性質(zhì)的水采用不同方法處理和控制，有利于雨水的收集、貯存、處理和利用，避免洪澇災(zāi)害。在傳統(tǒng)規(guī)劃方法，污水處理廠一般盡可能地安放在各河系下游、城市郊區(qū)。但是這種系統(tǒng)布局使污水廠距離再生水用戶較遠，需鋪設(shè)的回用水管網(wǎng)費用相應(yīng)增加。根據(jù)長期的實踐經(jīng)驗，建設(shè)大型的污水處理廠可以發(fā)揮規(guī)模效益，降低建設(shè)費用和日常運行費用。