城市排水工程土木工程概论

城市排水工程是接纳和输送由建筑物排出的污、废水以及雨（雪）水，将其经污水处理设备处理后，排入天然水体的市政工程。

1.城市排水体制

1）合流制排水体制

合流制排水体制，又分为简单合流制和截留式合流制排水体制。

（1）简单合流制：把生活、工业污废水和雨（雪）水在同一排水管道里汇集和排除。其优点是街道下只有一条排水管道，因而管网建设简单、经济，能起到简单的排水作用。这种排水方法往往是把污废水、雨（雪）水就近排放，直接排入河道、湖泊等水体，因而对水体的污染严重，不是环境友好型的排水工程，只在小城市和乡镇里采用，但不是发展方向。

（2）截流式合流制：设置截流管渠，把各小区域里排出的污废水截流、汇集到截流管渠里，合流后输送到污水处理厂进行处理。这种排水体制，在小区域的排水干管与截流管相交处设置雨水溢流井，不降雨水时，污水流入处理厂进行处理；降雨时，管中流量增大，当管内流量超过一定限度时，超出的流量将通过溢流井溢人河道、湖泊等水体。

2）分流制排水体制

分流制排水体制是指污水、废水与雨水分别排除的排水体制，又可分为完全分流制和不完全分流制两类。

（1）完全分流制：将生活污废水与工业污废水合流用一个管渠排除，而雨水用另一个管渠排除，或者将污水、废水和雨水分别用三个管渠来排除。显然，完全分流制的造价要高于截留式合流制，但可以显著地减少对水体的污染，是城市排水体制的发展方向。

（2）不完全分流制：将小流量雨水截流到污水排除系统，而大流量雨水与污废水分别排除。对于有些城市因地面污染较重，冲洗街道、广场后的水和初雨产生的径流的水质很差，接近于污水，若直接排放，则会对水体产生污染，因此应将这部分水截流到污水管渠中，这样可以将污水对水体的污染程度降到最低。显然，这是一种不完全的分流制。

2.城市排水系统

城市排水系统，由排水管渠、污水处理厂和最终处理设施组成。

1）排水管渠(https://www.xing528.com)

排水管渠布满整个排水区域，主体是管道和渠道，管段之间由检查井、窨井和倒虹管连接。有时，对低管段和高管段之间还要设置泵站连接，此外还有出水口。排水管道应依地势情况以长度最短顺坡设置。

2）污水处理厂

污水处理厂包括沉淀池、沉沙池、曝气池、生物滤池、澄清池等设施，以及泵站、化验室、污泥脱水机房等建筑。其任务是处理城市排出的污水，使其达到国家规定的排放标准。污水处理的一般目标是去除悬浮物和改善耗氧性，有时还进行消毒和进一步的处理。

污水处理厂的复杂程度随处理要求和水量而异。厂址一般应设于污水能靠自重流入厂内的地势较低处，并位于城镇水体下游，与居民区有一定隔离带，且在主导风向的下方，不能被洪水浸淹。

3）最终处理设施

最终处理设施是要解决对污水处理厂处理过的水的处置问题，它视不同的排水对象，设有水泵或其他提水机械，将经过处理厂处理过，并满足规定排放要求的水，排入水体或供其他用水户使用。

3.排水系统的设计

近年来，由于水资源不足和水源水质的恶化日益加剧，因此加强对水的重复和循环利用是一项迫切和有现实意义的事情，中水利用便是解决这一问题的有效措施。因此，在进行排水系统的设计时，除考虑排水体制的选择、污水处理厂的位置和数量的确定外，还要考虑中水应用系统的建立。

目前我国城市排水系统的设计有许多不足，其突出表现是排除降雨洪水的能力不足。近几年来，我国有许多大中城市由于排水系统设计和建设的缺陷，往往是一场暴雨过后，街道一片汪洋（见图7-5），积水最深处超过1m，造成车辆被淹、交通瘫痪、室内进水和财产受损。例如，2017年夏季，北京、郑州、武汉、长沙和南京等大城市，多次暴雨过后，城市局部地区一片汪洋，甚至出现了人被街道雨洪吸入下水道而死亡的惨剧。

图7-5　城市内涝

建筑内部排水系统、居住小区排水系统和城市排水系统，各部分要设计合理、布局得当、相互衔接、协同工作，才能组成完整的市政排水工程。