【改革开放论文】浅谈改革开放时期的排水设计工程

摘要:由于改革开放,我国经济迅速发展,导致城市的水污染情况越来越严重,如何让治理水污染这个问题得到了重视,我们必须利用市政道路给排水的设计来优化环境,使得经济发展更加合理化。因此,本文结合工程实例针对市政给排水设计中经常出现的问题进行了有效的分析,然后根据分析结果提出部分完善措施。

关键词:改革开放 治理水污染 排水设计

1.市政道路排水工程设计的任务

市政给排水主要针对的是城市生活污水、工业废水、大气(含雨、雪水)径流和其他弃水, 并对这些水进行统一的收集、再输送到净化厂进行净化、最后将净化后的水再利用和排放。市政道路排水工程设计的任务是市政在市政道路上建立起用于收集、输送和排放城市雨水、污水的排水设施(排水管网及其附属构筑物)。

2.市政给排水工程规划的主要内容

市政给排水工程规划的主要内容有:将排水范围确定下来,明确市政的排水量,建立并完善排水体制,划定排水系统的布局,以保证排水枢纽工程的位置能够提供污水污泥处。另外在市政道路上的工程设计的重要参考就是来源于市政给排水工程的规划。

市政给排水工程设计是一个统一协调了各种水收集、输送、净化、利用和排放几个环节,可以让这些环节所需的的设施规模合理,尽可能少的浪费资源和能源的系统工程,所以在市政给排水工程设计中首先要考虑的一件事是对当地进行各阶段给排水工程规划时,应该优先选择条件跟当地适宜的规划。

3.市政给排水规划存在常见问题

3.1市政给排水工程规划与城市用地竖向规划、防洪规划不相协调

某城市道路位于规划新区内,新区规划面积10m2是该市新的行政文化教育中心,规划新区内主体河流内江由北往南流入大海。该市海岸潮汐属于不正规日潮为主的混合潮型,最高潮位3.75m(标高采用黄海基准,以下同),多年最高潮位平均值为3.55m低潮位平均值为-2.3m,20年一遇高潮位3.63m,50年一遇高潮位3.82m。规划新区内水面平均高程0.91m。

规划新区整个场地北高南低,两侧高。中间低地形起伏较小。高程小于11的区域占84%,小于5m的区域占54.4%,规划新区防潮保护标准采用50年一遇实测潮高3.9m整个场地最低控制标高4.2m规划的道路最大纵坡不大于3.5%,最小纵坡不小于0.3%。

按上述的规则,该道理设计为:路线L为1.7km,全线最大纵坡0.581%最小纵坡0.300%,道路中心线设计路面高程4.2~6.1m。相应其道路两用地高程为4.5~6.4m。

3.1.1城市用地竖向规划,高程无法保证,新区的雨水规划是在规划区内设置雨水排涝泵站,但是排水工程设计不符合这一要求,因此在道路或者校区的排水的方式均是采用重力流,这种方式只是适用于内江的某一潮位高程低于雨水管内底高程的情况下,按防洪规划要求,排水工程设计应至少保证遇到内江每50年的潮高为3.9m时,排水系统排水的安全性。

本工程设计雨水按就近原则,工程设计范围的雨水管为3段(相应分3个雨水排出口),各段的管道长度分别为480m、340m、980m。3个设计管段的最不利点雨水口的地面标高分别为4.05m、4.07m、4.05m,由于与内江潮位相比道路设计路面高程相对较低,使各设计管段的最不利点雨水口的地面标高与50年一遇的实测潮高3.9m的高差(压力差)约为0.15m,与多年平均高潮位3.55m的高差约为0.5m,如果要保证最不利点在50年一遇的实测潮高或多年平均高潮位。设计暴雨重现期为2年的情况下排水畅通不造成积水,设计雨水管无论采用压力流或重力流设计均不可能达到要求。

可见,由于规划区采用的是竖向规划,使得规划区的地面高程太低,排水工程设计不符合防洪规划要求,同时防洪规划要求中也没有降低防洪的要求。

3.1.2城市用地竖向规划存在问题的原因分析

城市用地由于结合了道路、交通、地面排水,防洪以及近期远期的项目建设,会存在着局部与整体的协调等矛盾,这些矛盾只能通过对竖向规划进行合理的规划来解决。类似于本工程的排水状况在规划新区也是大量存在的,在规划新区类似本工程的排水状况尚存在,而造成这中情况的原因有很多种,例如在新区规划的过程中,排水工程规划没有做好,城市没有进行合理的用地竖向规划。没有比较土方工程与排水工程的投资,另外,由于新区雨量充沛,台风较多,带来的暴雨强度大,导致降雨集中,严重影响了雨水的排放,在协调防洪规划过程中,也只是仅仅对提高用地高程会增加土方工程的造价进行了考虑和分析,而忽视了该地区的重要性以及排水不畅的后果。

3.1.3采用重力流和短管压力流两种方式进行排水工程设计

针对城市用地竖向规划高程太低的问题,由于受条件限制,只能以此为前提尽可能是排水工程设计合理,因此根据本工程这些特点,我们可以对各雨水管设计过程中按照分段来设计:从雨水管最初的位置到最不利的位置我们可以采用重力流方式来设计,而从最不利的位置到出口的位置我们采取另一种方式——短管压力流设计,具体的计算结果如下:又为了使排水工程设计在受条件限制的情况下尽可能合理,结合本工程特点,我们雨水设计中对各管段的水利计算处理为:管段起点至最不利点按重力流设计,最不利点至出水口在设定相对合理的安全潮位下按短管压力流设计。安全潮位是指当内江潮位不高于此高程时,设计雨水管段能在满流的情况下以压力流的形式排水,并可保证排水畅通。计算结果:

第1段管道总长L为480m,最不利段管道L为120m,安全潮位305m。

第2段管道总长L为340m,最不利段管道L为260m,安全潮位265m。

第3段管道总长L为980m,最不利段管道L为640m,安全潮位265m。

计算结果中的安全潮位是指水管内高程大于或等于内江潮位时,如果雨水管达到了满流的情况,此时雨水管会采用压力流的形式进行排水,这样可以确保排水的流畅性。虽然这样的设计方式还达不到防洪标准,但是与单纯采用重力流或者压力流的雨水管相比,它的安全性得到了提高,这是它的优点,它存在的不足的地方在于如果在设计坡度相同的情况下,由于这种方式加大了管径而导致了工程造价的提高,大约在13%,另外如果设定的安全潮位低于内江潮位同时该地区下着暴雨是,管道最不利的位置将会出现排水不畅的状况,这种情况的解决方式是在适宜的位置设置排涝雨水泵站。

4、污水管埋深不合理存在的问题

按原污水提升泵站设置的位置进行本工程设计污水管道埋深11~15m,长度约为路线长的50%,且排水坡度与道路坡度相反,出现了如下不利于工程建设的问题:

(1)按国家钢筋砼管的使用标准,一般III级管可达到最大覆土为9m,塑料排水管超过8m覆土后也不能选用。因此,需采用暗渠形式排水,与采用管道相比,由于埋深太大,暗渠施工周期长,增加了施工的不安全因素。

(2)工程造价较高:根据本工程的地质报告,此路段上除局部为d约1m的残积土外,从高程100~130m的范围为灰岩,管渠埋深太大,造开挖回填土石方量大。

(3)泵站原选址位置现状地面标高129~132.5m则泵站的进水池d为17~20m,泵站的建设投资相对较高。

(4)管渠埋深太大,不仅施工及其困难,今后的维护将是十分困难的。

由于原污水提升泵站设置的位置不合理,造成了污水管埋深太大,即造致了规划区污水管网竖向高程的不合理。据了解,原污水提升泵站规划位置的确定主要考虑的因素是设在某绿化区的附近,以减少对周围居住区的污染。

在排水工程设计中,对单项的设计通过管材、基础、施工方法等的合理选用以降低市政排水管网的投资是较有效的。确定合理的排水管设计高程也是节约投资的重要一方面,而合理的高程,需依据合理的排水规划。从设计中发现的不合理性来看,显然规划区的污水管网竖向高程和污水提升泵站的设置缺乏技术。经济全面的论证,片面考虑对社会环境的影响,而技术,经济论证应结合规划区的地质条件,当地的管材来源、施工条件及今后管网和污水提升泵站的运行、管理费用等方面进行论证。

5、在城市建设中不按规划控制与排水工程重要出水口相关的道路建设

排水工程规划确定的重要出水口是根据管网系统的布置及当地受纳水体的条件确定的,如果随意改变将造成不良的后果。某经济开发区按详细性控制规划的一条次干路,由于用地已被学校建设使用经济开发区确定不按规划建设,要求设计单位按取消该次干路的做法进行相关道路的设计,而该次干路在排水工程规划中作为附近区域的雨水排水主干道所在地,且靠近雨水受纳水体,取消该次干路需调整相应的排水工程设计,造成了设计工程的排水工程部分造价增加13%。.

6、对市政给排水工程规划编制和执行管理的改进建议

为了在市政道路排水工程设计更好地避免目前市政给排水设施存在问题的发生,使设计做到经济合理,运行安全,通过对设计实例的分析,现对市政给排水工程规划的编制和规划的执行提出一些改进建议。

(1)认真做好规划前期的调研,使规划内容更符合当地的条件。

(2)在规划编制中应注意与给水工程,、环境保护、道路交通、竖向、水系、防洪以及其他专业规划的相协调。

(3)应重视规划的科学的、全面的技术和经济论证,避免片面的因素干扰。

(4)应重视市政给排水工程规划编制的超前性和严肃性,需更改规划时应作充分论证。

(5)在执行规划的过程,政府各级管理部门应加强执行规划的力度,从根本上改善城市的环境水平。

7、 结论

由于市政给排水设施的功能和特性,使其工程规模大。投资额大,施工难度大。工期长且在运行中消耗大量的能源和资源按一般工程的设计经验,市政道路排水工程的工程费用占道路各专业的总工程费用的30%,因此,市政道路排水工程设计具有重要的地位,改进排水工程规划的有关工作,确保更科学,合理的排水规划的执行,将给设计提供更好的条件。

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