浅议城市给水排水规划设计
1 引言
随着城市发展综合规划的完成以及城镇化建设步伐的加快，迫切需要实现水资源的可持续化保障和对水务的一体化管理，以促进郊区城镇经济的可持续发展。按照新时期的治水方针，科学化的设计城市给排水工程，加快水务一体化的建设势在必行。只有科学化的设计城市给排水工程，实现水资源的可持续保障和对水务的一体化管理，才能促进城市经济的可持续化发展。
影响城市给排水规划科学化的问题比较多，主要的有这样几个方面：一是由于历史原因和社会影响，部分给排水规划人员重设计、轻规划，业务方向不够稳定，不利于对规划工作进行深入的研究；二是在城市规划工作中，给排水工种处于配合地位，难以充分发挥其积极作用。而传统的城市规划理论方法也影响了城市给排水规划科学化的发展；三是专业人材的培养方向，不能完全适应需要。
2 城市给排水系统规划现状
我国是世界上最大的发展中国家，也是水资源最短缺的国家之一，人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4。据联合国的统计资料，全世界有10亿人口得不到足量和安全卫生的饮用水，21亿人没有安全的排污设施，每年有400多万儿童因此而死去，他们中几乎所有人都生活在发展中国家。水资源总量先天不足与水质日趋恶化，不能满足水体正常使用的功能要求，是造成水资源紧张的主要原因。据统计，1997年全国建制市污水产生量351亿m3，2020年预计将达 536亿m3；而污水处理率却增长缓慢，1997年实际处理污水量为1292万m3/d，处理率仅为13.4%，如果考虑到污水处理设施由于各种原因运行不正常的状况，污水达标排放率仅百分之几而已。其中，绝大部分的污水直接排入江河湖海中，造成水体污染，破坏了天然水体的良性循环。据报道，目前全国城市水源只有30%符合卫生标准，全国七大水系有50%以上江段被污染，流经42个大中城市的44条河流中有93%被污染。城市将面临水资源短缺、水环境恶化、提高供水质量的多重挑战，这是摆在我们面前的重大研究课题，开展对城市给排水系统的规划探讨便显得更加重要。由于城市给排水基础设施运行的超长期性、投资的高沉淀性、技术上的继承性以及水在自然属性上的易流性和随机性，城市给排水系统的规划和设计需要特别关注长期性、综合性、协调性和社会性问题。我国现阶段城市水系统规划所采用的分析工具和规划方法明显落后，不关注工程因地制宜的多样性和设计的多目标化。污水管走向的杂乱，部分管段走向的不合理；部分次干路、支路辐射的管道埋深较大，无法接入主干道敷设的管道；个别路段的雨水管直接排入外河等等一系列矛盾和问题凸现了出来。由于缺乏系统的整体规划和设计，规划中出现的这些矛盾已严重威胁到城市的水系统以及城市的可持续发展。
3现代城市给排水规划设计
3.1 防洪排涝规划
防洪排涝是城市的生命线，防洪排涝规划主要针对对象是外洪和内洪，外洪以防为主，如防洪堤、水库等，而内洪则是排蓄为主。对城市而言，在规划重现期内，不应有“涝”的概念，只有雨水如何及时排除或滞蓄起来的问题，过去排涝标准三天暴雨三天排完或24小时暴雨24小时排完，针对的是郊区和农田，这种标准是无法适应现代城市的发展要求的。因此将“防洪排涝规划”称为“城市防洪规划”和“城市排洪规划”则更贴切。这有助于提高人们对防洪排涝重要性的认识，确保人民生命财产安全。
排洪措施主要有地面全抬高方案和雨水泵加滞洪区方案。对于山区，考虑到内洪来得快，退得快，设置雨水泵站效益不大，宜采用全抬高方案，但同时也要考虑现状村庄过渡，可设置局部的抽排设施。
3.2区域水资源平衡与区域供水
水资源在时间与空间上存在分布不均以及水质性缺水现象，认真进行水资源平衡，优化水资源配置，提倡区域供水就显得十分重要。特别在从事具体城镇给水规划设计时，一定要进行区域水资源供需平衡分析，否则它会成为制约城市发展的主要因素之一。
要做好水资源供需平衡首先要做好需水量预测工作。需水量考虑的主要因素有：城市和村镇生活用水、市政用水、工业用水、农业灌溉用水、畜牧业用水、渔业用水，还要考虑流域江河本身生态流量需求。其中工业用水量预测可用用地指标法，也可用万元工业产值法。区域供水未来发展主要体现在以下几个方面：一是改善城乡供水水质，提高乡镇居民的生活质量；二是置换水源，有效控制地下水过量开发，促进水资源合理利用；三是避免了重复建设，节约宝贵资源和有限资金；四是促进了供水行业集约化发展，增加了企业经营效益，提高管理水平。
3.3污水处理集中与分散
一段时期以来，我国污水处理业界比较推崇污水集中处理，理由是污水厂规模经营，效率高，污水厂运营成本低，处理出水水质有保证等。但随着时间的推移，其缺点也逐步暴露出来，过度集中污水处理主要存在如下问题：一是巨额管网投资；二是运营的高能耗；三是无法进行污水就近利用。对此，很多污水采用BOT形式营建，这对污水适度分散处理提供了方便，污水适当分散处理是区域污水处理发展的方向。
3.4 给水系统规划设计
随着变频供水设备大量使用，特别是利用城市给水管网压力智能直接供水装置的推广应用(取消屋面水箱)，在客观层面出现问题是城市供水日变化系数变大，高峰供水量增大，从而相应加大水厂供水规模。因此在这背景下，城市供水系数应考虑设置对置水塔或高位水池的方式来降低日变化系数，同时也提升供水安全度。同时给水系统规划设计应充分考虑近远期结合，为未来留下发展空间，譬如道路管线综合时，给水管位的预留，给水管径合理确定等等，避免重复投资，争取效益最大化。
3.5 雨水系统规划设计
雨水系统规划设计应与城市防洪排涝规划和城市竖向规划相结合，特别是地处平原、盆地的城区，这三者有机配合显得更为重要。譬如，市区内河设计标准采用五年一遇不漫溢(水利标准，相当于城建一年一遇标准)，而相应道路排水重现期P=1年情况下，两者洪峰相遇是经常性的，雨水管道出口经常是压力出流，因此雨水系统要进行必要的压力流校核，同时与竖向标高相协调，避免在重现期P=1情况下，雨水溢水路面。
3.6 污水系统规划
合流制与分流制。一般而言，在新城区采用分流制，旧城区采用截流式合流制。但真正意义上分流制在实践中很难做到。雨污系统中有一根接错，两个系统就相通，可能就是合流制。根据某污水厂厂外管网工程实践证明，完全分流制必须从化粪池出口分流开始，并且采用专业监督和专业队伍施工。同时初期雨水污染也比较严重，截流式合流制有利于初期雨水的截流，因此中小城市建议以截流式合流制为宜。日本东京地区大部分采用合流制系统，他们认为尽管合流制会增加污水处理量，但合流制下水道系统可充分与利用原下水道系统进行改造、重建与完善，而且建设费用、技术要求低于分流制，故广泛使用。
污水厂尾水去路。目前国家强调水的循环再用，要从“污染控制”向“水生态修复和恢复”转变，因此污水厂尾水排放以就近向内河排放做景观用水为宜。而环境影响评价常以事故排放为由，建议尾水向外江江心排放，两者矛盾如何协调值得进一步讨论。
结语
给排水工程是城市基础设施重要组成部分， 城市总体规划、分区规划和详细规划中都涉及到给排水这部分内容。做好城市给排水规划设计，对建设一个良好人居环境意义重大，特别是在新的历史条件下，城市建设必须走可持续发展道路，提倡省地节能的理念，力求为城市健康成长提供美好蓝图。
随着城市发展综合规划的完成以及城镇化建设步伐的加快，迫切需要实现水资源的可持续化保障和对水务的一体化管理，以促进郊区城镇经济的可持续发展。按照新时期的治水方针，科学化的设计城市给排水工程，加快水务一体化的建设势在必行。只有科学化的设计城市给排水工程，实现水资源的可持续保障和对水务的一体化管理，才能促进城市经济的可持续化发展。
影响城市给排水规划科学化的问题比较多，主要的有这样几个方面：一是由于历史原因和社会影响，部分给排水规划人员重设计、轻规划，业务方向不够稳定，不利于对规划工作进行深入的研究；二是在城市规划工作中，给排水工种处于配合地位，难以充分发挥其积极作用。而传统的城市规划理论方法也影响了城市给排水规划科学化的发展；三是专业人材的培养方向，不能完全适应需要。
2 城市给排水系统规划现状
我国是世界上最大的发展中国家，也是水资源最短缺的国家之一，人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4。据联合国的统计资料，全世界有10亿人口得不到足量和安全卫生的饮用水，21亿人没有安全的排污设施，每年有400多万儿童因此而死去，他们中几乎所有人都生活在发展中国家。水资源总量先天不足与水质日趋恶化，不能满足水体正常使用的功能要求，是造成水资源紧张的主要原因。据统计，1997年全国建制市污水产生量351亿m3，2020年预计将达 536亿m3；而污水处理率却增长缓慢，1997年实际处理污水量为1292万m3/d，处理率仅为13.4%，如果考虑到污水处理设施由于各种原因运行不正常的状况，污水达标排放率仅百分之几而已。其中，绝大部分的污水直接排入江河湖海中，造成水体污染，破坏了天然水体的良性循环。据报道，目前全国城市水源只有30%符合卫生标准，全国七大水系有50%以上江段被污染，流经42个大中城市的44条河流中有93%被污染。城市将面临水资源短缺、水环境恶化、提高供水质量的多重挑战，这是摆在我们面前的重大研究课题，开展对城市给排水系统的规划探讨便显得更加重要。由于城市给排水基础设施运行的超长期性、投资的高沉淀性、技术上的继承性以及水在自然属性上的易流性和随机性，城市给排水系统的规划和设计需要特别关注长期性、综合性、协调性和社会性问题。我国现阶段城市水系统规划所采用的分析工具和规划方法明显落后，不关注工程因地制宜的多样性和设计的多目标化。污水管走向的杂乱，部分管段走向的不合理；部分次干路、支路辐射的管道埋深较大，无法接入主干道敷设的管道；个别路段的雨水管直接排入外河等等一系列矛盾和问题凸现了出来。由于缺乏系统的整体规划和设计，规划中出现的这些矛盾已严重威胁到城市的水系统以及城市的可持续发展。
3现代城市给排水规划设计
3.1 防洪排涝规划
防洪排涝是城市的生命线，防洪排涝规划主要针对对象是外洪和内洪，外洪以防为主，如防洪堤、水库等，而内洪则是排蓄为主。对城市而言，在规划重现期内，不应有“涝”的概念，只有雨水如何及时排除或滞蓄起来的问题，过去排涝标准三天暴雨三天排完或24小时暴雨24小时排完，针对的是郊区和农田，这种标准是无法适应现代城市的发展要求的。因此将“防洪排涝规划”称为“城市防洪规划”和“城市排洪规划”则更贴切。这有助于提高人们对防洪排涝重要性的认识，确保人民生命财产安全。
排洪措施主要有地面全抬高方案和雨水泵加滞洪区方案。对于山区，考虑到内洪来得快，退得快，设置雨水泵站效益不大，宜采用全抬高方案，但同时也要考虑现状村庄过渡，可设置局部的抽排设施。
3.2区域水资源平衡与区域供水
水资源在时间与空间上存在分布不均以及水质性缺水现象，认真进行水资源平衡，优化水资源配置，提倡区域供水就显得十分重要。特别在从事具体城镇给水规划设计时，一定要进行区域水资源供需平衡分析，否则它会成为制约城市发展的主要因素之一。
要做好水资源供需平衡首先要做好需水量预测工作。需水量考虑的主要因素有：城市和村镇生活用水、市政用水、工业用水、农业灌溉用水、畜牧业用水、渔业用水，还要考虑流域江河本身生态流量需求。其中工业用水量预测可用用地指标法，也可用万元工业产值法。区域供水未来发展主要体现在以下几个方面：一是改善城乡供水水质，提高乡镇居民的生活质量；二是置换水源，有效控制地下水过量开发，促进水资源合理利用；三是避免了重复建设，节约宝贵资源和有限资金；四是促进了供水行业集约化发展，增加了企业经营效益，提高管理水平。
3.3污水处理集中与分散
一段时期以来，我国污水处理业界比较推崇污水集中处理，理由是污水厂规模经营，效率高，污水厂运营成本低，处理出水水质有保证等。但随着时间的推移，其缺点也逐步暴露出来，过度集中污水处理主要存在如下问题：一是巨额管网投资；二是运营的高能耗；三是无法进行污水就近利用。对此，很多污水采用BOT形式营建，这对污水适度分散处理提供了方便，污水适当分散处理是区域污水处理发展的方向。
3.4 给水系统规划设计
随着变频供水设备大量使用，特别是利用城市给水管网压力智能直接供水装置的推广应用(取消屋面水箱)，在客观层面出现问题是城市供水日变化系数变大，高峰供水量增大，从而相应加大水厂供水规模。因此在这背景下，城市供水系数应考虑设置对置水塔或高位水池的方式来降低日变化系数，同时也提升供水安全度。同时给水系统规划设计应充分考虑近远期结合，为未来留下发展空间，譬如道路管线综合时，给水管位的预留，给水管径合理确定等等，避免重复投资，争取效益最大化。
3.5 雨水系统规划设计
雨水系统规划设计应与城市防洪排涝规划和城市竖向规划相结合，特别是地处平原、盆地的城区，这三者有机配合显得更为重要。譬如，市区内河设计标准采用五年一遇不漫溢(水利标准，相当于城建一年一遇标准)，而相应道路排水重现期P=1年情况下，两者洪峰相遇是经常性的，雨水管道出口经常是压力出流，因此雨水系统要进行必要的压力流校核，同时与竖向标高相协调，避免在重现期P=1情况下，雨水溢水路面。
3.6 污水系统规划
合流制与分流制。一般而言，在新城区采用分流制，旧城区采用截流式合流制。但真正意义上分流制在实践中很难做到。雨污系统中有一根接错，两个系统就相通，可能就是合流制。根据某污水厂厂外管网工程实践证明，完全分流制必须从化粪池出口分流开始，并且采用专业监督和专业队伍施工。同时初期雨水污染也比较严重，截流式合流制有利于初期雨水的截流，因此中小城市建议以截流式合流制为宜。日本东京地区大部分采用合流制系统，他们认为尽管合流制会增加污水处理量，但合流制下水道系统可充分与利用原下水道系统进行改造、重建与完善，而且建设费用、技术要求低于分流制，故广泛使用。
污水厂尾水去路。目前国家强调水的循环再用，要从“污染控制”向“水生态修复和恢复”转变，因此污水厂尾水排放以就近向内河排放做景观用水为宜。而环境影响评价常以事故排放为由，建议尾水向外江江心排放，两者矛盾如何协调值得进一步讨论。
结语
给排水工程是城市基础设施重要组成部分， 城市总体规划、分区规划和详细规划中都涉及到给排水这部分内容。做好城市给排水规划设计，对建设一个良好人居环境意义重大，特别是在新的历史条件下，城市建设必须走可持续发展道路，提倡省地节能的理念，力求为城市健康成长提供美好蓝图。