城市給排水系統的設計現狀及問(wèn)題分析
　“城市水系統”主要包括水源系統、用水系統、給水系統、排水系統、回用系統和雨水系統，但現階段由于缺乏城市給排水系統的整體規劃和設計，從而導致現有水資源消耗過(guò)大，規劃中出現的一些問(wèn)題已經(jīng)嚴重威脅了城市給排水系統，乃至城市系統的可持續發(fā)展。學(xué)術(shù)之士一再說(shuō)明，給排水系統如何的又進(jìn)了一步，可是每年各地出現的“海景城市”不得不讓我們認清事實(shí)，我做的還遠遠不夠，還有很多問(wèn)題等著(zhù)我們去解決。這要求我們在新的歷史條件下做好城市市政給排水規劃設計，認真思考與解決現存的問(wèn)題，尋求城市水資源的合理利用。
　　在城市經(jīng)濟建設發(fā)展的過(guò)程中，城市給排水系統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(gè)良好的城市給排水系統能夠促進(jìn)城市經(jīng)濟建設與社會(huì )環(huán)境的可持續發(fā)展，相反，則必然會(huì )導致一切生活、生產(chǎn)的秩序混亂。目前，隨著(zhù)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(zhù)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建設和管理中所存在的深層次問(wèn)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，包括對現有設施的改建、擴建及完善的要求已日益迫切。
　一、城市給排水系統現階段存在的問(wèn)題
　?。?）市政給排水工程規劃設計滯后，應對突發(fā)事件能力不足：城市給排水系統面臨的突發(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(huì )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(guò)大等原因外，給排水系統檔案資料不全，道路和建筑物施工方無(wú)法準確掌握地下管線(xiàn)情況，隨時(shí)可能會(huì )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計過(guò)程中，給排水工種處于配合地位，影響了城市給排水規劃科學(xué)化的發(fā)展。往往出現道路要求快速建設，造成了排水工程規劃沒(méi)有編制，一些排水工程往往不能與道路工程同期施工；有的雖然設計完成后，排水工程規劃由于相關(guān)原因需要修改，許多工程項目未能按照規劃進(jìn)行建設，規劃的指導意義也沒(méi)有得到真正體現，造成了工程需要再次改造。
　?。?）規劃的科學(xué)依據不足：城市水系統規劃的基礎性工作主要包括各類(lèi)指標、標準、基礎數據和分析工具，其中水量預測和水平衡分析是核心工作。目前，我國的水量預測工作主要是參照《城市給水工程規劃規范》(GB50282-98)中有關(guān)規定，但我國不論在國家還是在區域層次上都缺乏對用水工藝、各種用水器具和用水行為的詳實(shí)系統監測，缺乏對新型用水技術(shù)替代規律和擴散規律的基礎研究，缺乏對多種用水信息的綜合性和結構性分析。
　?。?）排水體制規劃混亂、排水體制的不合理：表現在重城鎮建筑物規劃城市工程管線(xiàn)規劃，重道路工程建設輕工程管線(xiàn)配套；在工程管線(xiàn)設計中往往缺乏戰略規劃。管理人員責任不清，加之相關(guān)法律法規不夠健全，對排水設施存在的問(wèn)題以及發(fā)生的新問(wèn)題都不能及時(shí)解決。另外傳統的防洪和排水設施設計中，強調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(zhù)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)系統的沖擊，已日益成為流域污染控制的主要內容。
　?。?）傳統的給排水專(zhuān)業(yè)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)的需要：由于城市給排水規劃設計技術(shù)參數多、不定因素多，且具有交叉學(xué)科的特點(diǎn)，這使城市給排水規劃的難度大大增加，剛從傳統的給排水專(zhuān)業(yè)畢業(yè)的學(xué)生，因受知識結構的限制，不能進(jìn)行宏觀(guān)的分析論證，不適應城市規劃多學(xué)科、多層次的分析論證要求，遠不能滿(mǎn)足城市給排水規劃設計的需要。
　　二、城市給排水系統設計規劃問(wèn)題的原則
　?。?）城市水系統規劃要與城市規劃的協(xié)調：城市水系統規劃是對一定時(shí)期內城市的水源、供水、用水、排水、污水處理等子系統及其各項要素的綜合布置。城市用水規劃的總量平衡非常重要，必須優(yōu)化組合各種可行的節水、水回用等方案。要做到這些，首先要了解城市水利用規劃，加強城市總體規劃中的水專(zhuān)項規劃，按照水的可持續發(fā)展觀(guān)念編制城市水利用規劃，內容應包括：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；供水節水規劃和污水處理與再生利用規劃；水的生態(tài)循環(huán)規劃；各類(lèi)水工程設施的規模和布局等。對當前我國的城市水系統建設中普遍出現的規劃不協(xié)調、建設不配套、管理不統一等問(wèn)題，規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)調增長(cháng)，確定規劃期內水系統及其網(wǎng)絡(luò )設施建設的規模、詳細布局和運行管理方案。
　　隨著(zhù)城市化的發(fā)展，給排水系統已經(jīng)不是一個(gè)孤立的城市建設系統，成為了城市建設和規劃的一個(gè)重要組成部分，并在促進(jìn)城市的可持續發(fā)展和民生福祉等多方面有著(zhù)重要的意義。因此，城市給排水系統設計人員要深入了解城市整體發(fā)展規劃，使設計方案與城市整體規劃相協(xié)調。隨著(zhù)城市的發(fā)展，景觀(guān)建設已經(jīng)成為了城市基礎建設不可分割的一部分，這就要求在進(jìn)行給排水設施設計和安排時(shí)，也必須考慮排水設施與道路景觀(guān)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(guān)協(xié)調裝飾井蓋。
　?。?）加強水量規模預算：水量預測是給水規劃的基礎，水量規模預測是否符合發(fā)展趨勢和實(shí)際需要，對水資源的工程總體布局、合理利用、實(shí)施步驟和工程費用產(chǎn)生重大影響。國家標準《城市給水工程規劃規范》是測算城市總用水量規模的主要依據，具體包括：總體規劃階段給水水量預測；總體規劃階段污水水量預測；分區規劃階段及專(zhuān)業(yè)規劃給水、污水量預測；詳細規劃階段給水、污水量預測。改革開(kāi)發(fā)以來(lái)，工業(yè)生產(chǎn)、城市建設、住宅建設、第三產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，使供水量也不斷增長(cháng)。作為城市基礎設施之一的供水量的增長(cháng)規律也將與過(guò)去不同，水量預測就不能僅按歷史的發(fā)展計算，還要根據具體的城市規劃對不同類(lèi)型用水量分別進(jìn)行預測分析。
　?。?）城市給排水系統應當向可持續性方向發(fā)展：自然界的水是循環(huán)的，給水和排水是統一的，人類(lèi)社會(huì )對水的使用應服從這一過(guò)程。在用水之后，必須對水進(jìn)行再生處理，使水質(zhì)達到自然界自?xún)裟芰λ艹惺艿某潭?，否則累積的大量污染物將超過(guò)水環(huán)境的容量，從而導致水資源危機和水污染現象，最后破壞水的良性循環(huán)，不利于城市的可持續發(fā)展?？刂瞥鞘薪o排水系統向可持續性方向發(fā)展的途徑有：
　?、僭诔鞘兴到y中增加節水子系統；
　?、谠诔鞘兴到y中增加治污子系統；
　?、墼诔鞘兴到y中增加再生水回用子系統。加強節水、治污和再生水回用力度，重視再生水、中水等非傳統水資源利用，是促進(jìn)城市給排水系統良性循環(huán)，實(shí)現城市水資源可持續發(fā)展的關(guān)鍵。
　?、芡晟聘黜椃ㄒ幐鶕覈斀窠o排水體制規劃混亂的現狀，應通過(guò)行政立法，完善相關(guān)法規，建立明確的給排水工程建設及管理職責制度和相關(guān)體系，明確管理權限，形成規劃、建設、維護、監督各部門(mén)明確的權利、職責和監管機制。
　　三、針對我國城市給排水系統的優(yōu)化措施
　　城市給排水是一個(gè)系統工程，在給水方面，主要體現在水源及其保護，區域水資源平衡及區域供水規劃：在排水方面主要是防洪排澇規劃設計以及河網(wǎng)區域污染控制，它要求系統設計必須有開(kāi)闊的眼界與系統創(chuàng )新的思維。
　　1、給排水管線(xiàn)布局的優(yōu)化
　　給排水管網(wǎng)的設計要符合區域及城市總體規劃的要求，充分考慮系統的可擴展性。在設計上還要兼顧水系統維護、檢修的方便，盡量做到線(xiàn)路簡(jiǎn)短和高效，管網(wǎng)盡量設計為環(huán)狀結構，并進(jìn)行環(huán)、枝結合。配水管網(wǎng)宜布置成環(huán)狀，供水要求不高時(shí)，可為樹(shù)枝狀，等到將來(lái)城市發(fā)展帶動(dòng)用水量增加時(shí)，再連接成環(huán)狀。
　　2、對現有管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化改造
　　隨著(zhù)城市規模的不斷擴張，對老舊管網(wǎng)有計劃地進(jìn)行改造是城市給排水系統經(jīng)常面臨的課題，當管道上方由人行道變?yōu)檐?chē)行道時(shí)，必須重新計算管線(xiàn)的埋藏深度指標，在可能的情況下還可以考慮對管線(xiàn)進(jìn)行遷移處理，以避開(kāi)管線(xiàn)上方道路和高層建筑的壓力。當前城市給排水工程出現的質(zhì)量問(wèn)題絕大多數是由給排水管道材料所導致。這就要求對老舊管網(wǎng)進(jìn)行改造時(shí)，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、給排水系統應急處理能力的優(yōu)化
　　針對頻繁發(fā)生的爆管現象，應當加強給排水系統信息化建設，為工程施工提供最新的管網(wǎng)信息，及時(shí)預警和防范由于施工原因導致的爆管事故的發(fā)生。針對瀉洪能力不足的問(wèn)題，要積極采用高技術(shù)手段，科學(xué)測算本地最大降水量，綜合考慮市政管網(wǎng)排水能力，調整排水管道標準系數，提高泄洪能力。針對水污染問(wèn)題，有必要建立嚴密的監測系統，準確統計城市污水管道負荷，及時(shí)發(fā)現管道淤積和滲透泄漏，預防重大污染事故發(fā)生。對于給水系統，設置備用取水源。對于人口密集區域，可考慮設置閉合管網(wǎng)。這一設計理念是，當發(fā)生嚴重水質(zhì)污染事件時(shí)，可以關(guān)閉外網(wǎng)，以切斷受污染的水源，而內網(wǎng)可以正常使用備用水源。
　　4、給排水系統排污功能的優(yōu)化
　　在進(jìn)行排水管網(wǎng)的規劃時(shí)，要把雨水、污水的收集、處理和綜合利用結合起來(lái)，逐步轉變目前的雨、污水合流制或不完全分流制系統為完全的分流制系統。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，避免洪澇災害。在傳統規劃方法，污水處理廠(chǎng)一般盡可能地安放在各河系下游、城市郊區。但是這種系統布局使污水廠(chǎng)距離再生水用戶(hù)較遠，需鋪設的回用水管網(wǎng)費用相應增加。根據長(cháng)期的實(shí)踐經(jīng)驗，建設大型的污水處理廠(chǎng)可以發(fā)揮規模效益，降低建設費用和日常運行費用。