任鶴云
上海市政工程設(shè)計(jì)研究院

　　城市排水管網(wǎng)的建設(shè)費(fèi)用，一般要大于污水處理廠的建設(shè)費(fèi)用。以往在建設(shè)污水廠的同時(shí)，往往在資金安排、建設(shè)進(jìn)程上忽視了管網(wǎng)的配套同步建設(shè)，致使有的城市，污水廠建成投產(chǎn)后，水量不足或因管網(wǎng)不完善而出現(xiàn)“等米下鍋”的現(xiàn)象，影響了城市污水廠的投資效益、此現(xiàn)象現(xiàn)在已經(jīng)得到了重視，但在排水管道的設(shè)計(jì)和建設(shè)中出現(xiàn)了有些易被忽略的問題。

關(guān)于合流制

　　在建設(shè)城市污水廠時(shí)，普遍存在的問題是老城區(qū)（有的是建成區(qū)）實(shí)施的是合流制。這有歷史原因。在老城區(qū)未作大片改造前，雨、污合流管的現(xiàn)實(shí)很難改變，不得不在收集老城區(qū)的污水時(shí)采用截流式合流管，即埋設(shè)截流管將旱天污水引人污水廠處理。但是，由于截流管同時(shí)截取一定數(shù)量的雨水，下雨時(shí)超過截流量的雨污混合水向伺處排放呢？往往溢入城區(qū)的水體。再者，截流管中的流量，超過污水廠設(shè)計(jì)流量如何對待？常用的方法是將數(shù)倍于污水量的初期雨水量，在進(jìn)人污水廠時(shí)經(jīng)過初級處理排出水體。
　　現(xiàn)在很多城市污水廠設(shè)計(jì)中采用了不設(shè)初級處理裝置的流程，如近年來采用了氧化溝工藝的污水廠。氧化溝前一般不設(shè)初沉池，只有沉砂池。雨天時(shí)，為保持氧化溝的設(shè)計(jì)能力，超過設(shè)計(jì)污水量的2天混合水產(chǎn)量往往只經(jīng)沉砂即行排出，但沉砂池的水力停留時(shí)間十分短暫僅30秒至幾分鐘，溢出的雨污水水體就會造成污染。如果污水廠出水的受納水體與城區(qū)的水體同屬一個(gè)水體。而上下游的納污容量差別不大時(shí)，那么何必要將水量經(jīng)過長距離管道而輸至下游才溢出呢？所以合流排水管道的改造，除了研究初期雨水的截流量外，溢流點(diǎn)溢流后對水體的污染，以及防止溢流口在水位高漲時(shí)對合流管倒灌的措施，都是值得研究的問題。

關(guān)于雨水管設(shè)計(jì)

　　城市排水管網(wǎng)的另一問題是雨水管設(shè)計(jì)。近年來，一些平原大城市常出現(xiàn)大雨后積水，以前按一年重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)埋設(shè)的雨水管似乎不夠用了。有的甚至歸委于雨下得太大了。有些采用合流制排水的城市甚至因發(fā)生雨污水漫溢而造成嚴(yán)重的污染。
　　據(jù)悉，國外城市也出現(xiàn)了這種現(xiàn)象。據(jù)分析，主要原因是由于城市化產(chǎn)生的水文影響。美國1995年召開的城市溝管溢流和合流管溢研討會中提出了這個(gè)問題。美國現(xiàn)有1200個(gè)城市使用合流制下水道，發(fā)生溢流造成污染的原因之一是入滲的減少和徑流的增加。由于城市的擴(kuò)大，致使城市的鋪裝比例增加，綠化和空地減少。據(jù)統(tǒng)計(jì)，以天然覆蓋時(shí)，入滲為50％，徑流為10％，蒸發(fā)為40％的情況為基準(zhǔn)，到10％～20％鋪裝時(shí)則入滲為42％，徑流19％，蒸發(fā)為39％，當(dāng)鋪裝為35～50％時(shí)則入滲為32％，徑流31％，蒸發(fā)37％； 當(dāng)75～100％鋪裝時(shí)，入滲12％，逕流56％，蒸發(fā)32％。
　　由此可見，城市化后鋪裝增加徑流量增大。同時(shí)城市的發(fā)展也減少了徑流的匯流時(shí)間，增大了高峰徑流量。長期以來我們使用前幾十年制定的降雨水量，并以此來敷設(shè)雨水管，沒有考慮城市化引起的水文等變化，這樣就達(dá)不到所需的排水標(biāo)準(zhǔn)。
　　我國沿用至今的雨水量計(jì)算方法，隨著城市化發(fā)展值得重新推敲。雨水量計(jì)算現(xiàn)在用合理化公式來計(jì)算，方法上采用極限強(qiáng)度法。這種方法的確有無可比擬的簡單易行、資料數(shù)據(jù)要求較少的長處，但是許多假定由于與實(shí)際出入較大，使得產(chǎn)生的結(jié)果與實(shí)際相差甚遠(yuǎn)。
　　此外，這種方法求得的設(shè)計(jì)流量是該重現(xiàn)期時(shí)該地區(qū)匯流時(shí)間等于降雨時(shí)間時(shí)發(fā)生的一點(diǎn)最大流量，并假定最大徑流量與最大降雨量一致，以集流區(qū)的平均徑流系數(shù)，即將最大雨量乘以一個(gè)簡單系數(shù)（按地面鋪裝情況不同采用不同系數(shù)）的方法求得最大雨水徑流量，然后用水力公式求管道水力條件。這種方法不能求得徑流過程線，無法考慮雨水調(diào)蓄，也無法推求退水時(shí)間，與雨型沒有直接的聯(lián)系，當(dāng)然也無法計(jì)算或推求合流污水在降雨溢流時(shí)對于水體的水質(zhì)影響。
　　隨著排水事業(yè)的不斷發(fā)展，雨水管道的設(shè)計(jì)方法預(yù)計(jì)會有較大的改進(jìn)。但這是一項(xiàng)繁雜的工作。