城市新区污水规划设计与探讨
关键词：污水量计算,污水(站)厂规模计算及用地规划,污水管网系统规划
城市排水是现代化城市不可缺少的重要基础设施，对城市经济发展具有全局性、先导性影响的基础产业，是城市水污染防治和城市排渍的骨干工程。城市污水规划即是地区社会经济发展及城市可持续发展的需求，又是城市污水工程建设的主要依据之一，因此城市新区污水系统规划和设计的合理与否将直接影响和制约新区的发展。本文结合广东省江门市滨江新区污水工程规划设计实例，从污水量计算、污水(站)厂规模计算及用地规划、污水管网系统规划等方面进行了探讨。
1 工程概况
广东省江门市滨江新区位于市区北部，范围是东至西江、西至江沙公路、南至北环路、北至九江大桥，总面积138.4km2，规划总人口45.05万人。其中滨江新区启动区位于滨江新区范围内，南至北环路、西至西江、东至江沙路、北至丰盛大道，总面积17.7km2，规划总人口17.7万人。
2 污水量预测
城市污水规划中,计算其污水量是首要内容，计算规模是否符合发展趋势和实际需要，将对水资源的合理利用、工程总体布局、实施步骤和工程费用产生重大影响，因而合理确定水量规模十分重要。城市新区污水规模和新区的开发强度、功能定位、产业结构等直接关系，用水指标的选取要结合新区的实际确定。江门市滨江新区及其启动区污水量按以下方法及步骤计算。
2.1 用水量指标确定
(1)人均综合用水量指标：《城市给水工程规划规范》(GB50282-98)(以下简称给水规范)人均综合用水量指标一区大城市700-1100L/人·d(江门市属于一区特大城市);《江门市城市总体规划》确定市区2020年指标800L/人·d;《江门市主城区污水工程专项规划》确定指标为500 L/人•d;主城区供水现状指标为569 L/人·d。
人均综合用水量高低与工业所占比例有直接关系，滨江新区工业用地约占总用地的6.45%，相对主城区现状工业比例(25.86%)不高。结合规范、相关规划及现状用水指标，确定滨江新区的人均综合用水量指标略低于给水规范下限值，高于现状值，即为650 L/人•d。
(2)人均综合生活用水量指标：给水规范指标一区特大城市300-540L/人·d;主城区供水现状指标为329L/人·d。结合江门市实际用水发展规律，规划确定滨江新区人均综合生活用水量指标符合规范值，高于现状值，即为400L/人·d。
(3)不同性质用地用水量指标：滨江新区人口低密度区域，规划不同性质用地用水量按给水规范下限取值。
2.2 用水量预测
根据分区规划的人口规模及用地规模，预测出的用水量为最高日用水量，取日变化系数为1.2，计算平均日用水量。预测平均日用水量如表1。
从上述预测结果来看，滨江新区三种方法预测的用水量结果相差较大，主要原因是滨江新区为人口低密度区域，用地规模较大，人口规模相对小。结合实际情况，滨江新区用水量(包含启动区)采用人均综合生活用水量指标法的预测结果，即平均日用水量为34.68万m3/d。滨江新区启动区用水量预测结果人均综合用水量指标法与人均综合生活用水量指标法基本相同，结合实际情况，启动区用水量采用人均综合生活用水量指标法的预测结果，即平均日用水量为9.15万m3/d。
2.3 污水量预测
城市污水量宜根据城市用水量乘以城市污水排放系数确定，污水排放系数为0.80，地下水渗入量按收集纯污水量的10%考虑。滨江新区平均日用水量为34.68万m3/d，其中启动区平均日用水量为9.15万m3/d。则滨江新区污水量：34.68×0.80×1.1=30.52万m3/d;其中启动区污水量：9.15×0.80×1.1=8.05万m3/d。
3 污水厂处理规模及用地规划
城市污水处理厂是城市排水工程的重要组成部分，恰当的选择污水厂的位置及控制用地规模对于规划的总体布局、环境保护、污水利用、污水管网系统布局等都有重要的影响。新区污水厂用地规模应综合考虑区域排水规划、区域地形地貌特征、污水厂污水总量、污水处理工艺、规划用地情况等相关因素确定。江门市滨江新区污水处理厂用地规模按以下方法及步骤确定。
3.1污水纳污范围
依据上一层次规划，位于滨江新区污水厂纳范围为滨江新区和区西侧棠下镇镇区范围。
3.2 污水处理率的确定
要求将规划范围内的污水收集率达到100%是不可能的，也是无法实现的。根据环境保护发展规划目标，确定滨江新区远期的污水处理率为95%。
3.3 棠下镇污水量确定
由于棠下镇镇区部分域属于滨江新区范围，这部分区域产生的污水量在滨江新区污水量已经统计。结合面积的比例，棠下镇其他区域产生的污水量约占镇区污水量70%(上一层次规划棠下镇预测污水量为4.50万m3/d)，即棠下镇产生的污水量为：4.50×70%=3.15万m3/d。
3.4污水厂总污水量预测
棠下污水厂的污水量总量为滨江新区污水量和棠下镇污水量的总和，即：30.52+3.15=33.67万m3/d
3.5 污水厂设计处理规模规划
棠下污水厂的预测平均日污水量为33.67万m3/d，远期污水处理率为95%，确定棠下污水厂处理污水规模30万m3/d。根据新区征地情况和近期开发建设计划，计算近期污水处理规模4万m3/d。
3.6 污水厂用地规划
棠下污水厂处理规模为30万m3/d，依据《城市污水处理工程项目建设标准》(2001年修订)，二级污水处理厂规划用地面积指标取0.55 m2/m3•d，污水厂规划控制用地面积应为16.5ha。《江门市滨江新区规划》中污水厂控制用地面积11.17ha，面积明显偏小。针对污水厂规划用地面积不够问题，规划提出两种方案：
方案一：维持《江门市滨江新区规划》中污水厂控制用地面积11.17ha不变，调整棠下污水厂的纳污范围，在滨江新区北部另建一座污水处理厂。分别为滨江新区启动区污水厂和滨江新区北部污水厂。根据污水厂规划控制用地面积，推算滨江新区启动区污水厂处理规模为16万m3/d。
方案二：调整《江门市滨江新区规划》,将污水厂周边工业用地调整为污水厂建设用地，用地面积为17.42ha，可以满足整个滨江新区和棠下镇的污水处理规模要求。
根据环境容量和水源保护区的情况，结合污水处理厂的选址要求，推荐方案一。在规划编制方案阶段，通过专家论证和征求相关部门的意见的形式，最终以方案一为实施方案。
4 污水收集系统规划方案
污水管道系统规划设计根据规划区水文特点及工程要求，结合污水工程中的一些原则性、涉及面较广的问题提出不同的解决方案，然后对各设计方案的技术经济、方针政策、社会效益、环境效益等作出综合评价，以确定最佳方案。新区污水收集系统是在分区规划确定路网的基础上进行，排水系统几乎为空白，污水主干管布局不受现状污水系统限制，规划区内污水管系统宜充分结合竖向规划、城市规划道路、区内控制点等合理布置。江门市滨江新区启动区污水收集系统规划方案通过以下步骤确定。
4.1 排水体制
由于启动区内分布了5个自然村，若将启动区内城中村合流制排水系统全部改造为分流制，则难度很大，，因为这些自然村巷道狭窄，改造时涉及到千家万户，需要大面积破路、拆迁，施工很复杂，工程投资大，不现实。规划排水体制为：现状的自然村旧村仍维持现有合流制排水系统不变，采用截流式合流制，未来可以结合城中村改造改为分流制;其它区域采取雨、污分流排水体制。
4.2 污水管网系统规划方案
棠下镇与滨江新区为一个纳污区域，共用一座污水处理厂。笔者就启动区污水管道布局问题多次与规划、市政有关部门进行探讨，提出4个方案。各方案平面布置见图1。
(1) 方案一
沿新南路布置一条污水总干管，分别沿西环路北延线、天沙河路、规划四路和丰乐路北延线布置四条污水主干管，主干管污水通过总干管跨天沙河及桐井河后排至污水处理厂，中途不设污水提升泵站。
(2) 方案二
在方案一的基础上，为减小天沙河以西新南路污水总干管的埋深，在新南路与天沙河交叉的西北角设置一污水提升泵站。
图1污水收集系统方案图
(3) 方案三
在方案一的基础上，天沙河路的污水管沿地块内部布置，即体育东路布置，近期实施的天沙河路布置管径较小的污水管，仅收集天沙河路沿线的污水(污水量较小)。
(4) 方案四
由于篁边村至周郡一带现状为山体，近期实施丰乐路延伸段困难较大，为了改善环境，尽早将自然村及现状建成区污水送至污水厂处理。本方案沿新南路布置一条污水总干管，沿北环路至篁边村、北环路、天沙河路、新南路布置污水主干管，新南路的污水主干管跨天沙河及桐井河，并在合适的位置设置一污水提升泵站，将污水送至污水厂。
以上4种污水管网的布置方案中，污水管道的建设规模相当，主要不同之处是污水泵站的设置和新南路(天沙河～污水厂段)段污水主干管的埋深。具体方案比较见表2。
从以上对比来看，四个方案的造价相差不多。虽然方案一中新南路(天沙河～污水厂段)段污水总干管埋深达7.0～9.3m，但启动区绝大部分地段为填土区，新南路(天沙河～污水厂)段填土高度约4.0m，如果采取有效措施使管道埋设能够与填土同时进行，可减小污水管道的埋深和施工难度，同时相应降低管道的建设费用;方案四理论上较好的解决的西江水厂附近的污水，但是北环路与天沙河路连接的沿河路如果近期无法实施，污水排至天沙河，污染天沙河较好的水质环境;如果丰乐路延伸段较早实施，污水可安方案一污水干管流至污水厂。经综合比选，推荐方案一为实施方案。
5 结语
城市新区(开发区)的蓬勃发展需有坚实的市政基础设施的支持,排水规划是新区规划重要的组成部分。本文结合广东省江门市滨江新区污水规划设计的实例，提出了新区污水规划要科学合理地选用污水指标计算污水量、因地制宜地选择排水体制、按照适当留有余地的原则确定污水厂用地规模、结合城市道路建设计划有针对性地设计污水管网系统。广东省江门市滨江新区于2008年正式进入全面建设阶段，新区的污水工程建设基本按照规划实施，达到预期的效果。
参考文献
[1] GB50282-98，城市给水工程规划规范
[2] GB50318-2000，城市排水工程规划规范
[3] 戴慎志等，城市工程系统规划.同济大学：中国建筑工业出版社，1999
[4] 《江门市主城区污水工程专项规划》. 中国市政工程中南设计研究院