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在污水管网设计中,如何具体实施服务范围的划定?
在污水管网设计中,服务范围的划定是后续管网布局、管径计算及节点设计的空间基础,需通过“多维度调研—多专业协同—动态验证”的流程具体实施。以下从前期准备、核心步骤、关键工具与方法、争议处理四个层面,结合规范要求与工程实践,详细说明具体实施方法:
一、前期准备:明确目标与数据支撑
服务范围划定的前提是掌握全面的基础信息,需提前收集以下资料并完成初步分析:
1. 规划类资料
上位规划:获取城市国土空间总体规划、排水防涝专项规划、给水工程规划等,明确区域功能定位(如居住区、工业区、生态保护区)、开发强度(容积率、建筑密度)及远期扩展方向(如新区规划范围、旧城改造地块)。专项规划:参考《城市排水工程规划规范》(GB50318),重点提取污水处理厂布局、雨水管渠规划、合流制改造计划等信息,确保污水管网与区域排水系统衔接。
2. 现状类资料
管网现状:通过管网探测(CCTV检测、声呐检测、物探)获取现有污水管网的位置、管径、埋深、流向、堵塞/渗漏点;绘制现状管网平面图与节点图,标注“断头管”“瓶颈段”等问题。污染源分布:调查区域内工业企业(类型、废水量、排放规律)、公共建筑(医院、学校、商场)、居住小区(户数、人口密度)及其他污染源(如餐饮街、农贸市场),统计其坐标、污水排放量及接入需求。地形与地质:收集1:500~1:2000地形图(含等高线、地面高程),分析地形坡度(如自然坡降>0.3%的区域适合重力流管网)、地下水位(避免高水位区域导致管道上浮)、土壤类型(软土需换填处理)。
3. 政策与规范
依据《室外排水设计规范》(GB50014-2021)明确“新建地区应采用分流制”“合流制改造需配套截流井”等要求;参考《城市用地分类与规划建设用地标准》(GB50137)划分用地类型(居住用地R、公共管理用地A、工业用地M等),匹配不同用地的污水排放特征(如工业用地需单独预处理)。
二、核心步骤:分阶段划定服务范围
服务范围划定需遵循“宏观定边界—微观调对象—动态校验证”的递进逻辑,具体分为以下4个阶段:
阶段1:宏观边界初划(基于规划与自然条件)
以城市总体规划的“开发边界”为基础,结合自然地形与行政辖区,初步划定服务范围的宏观框架:
依据规划开发边界:以国土空间规划的“城镇开发边界”为上限,明确管网服务的建成区、规划新建区及预留发展区(如工业备用地、生态用地暂不纳入)。结合自然地形分割:利用自然山体、河流、道路红线(如快速路、河道蓝线)作为天然分界,减少跨边界管网长度(例如:某区域东侧为山体,西侧为城市快速路,则服务范围以山体与快速路为界)。协调行政与管理边界:与市政排水管理分区(如区级排水管理处管辖范围)、街道行政边界对齐,避免“多头管理”(例如:某片区跨A、B两街道,需与两街道协商确定服务范围归属)。
示例:某新建科技园区规划范围为“东至规划三路、南至现状河道、西至高新技术产业区边界、北至地铁10号线”,其污水管网服务范围的宏观边界可直接沿用该规划范围,并预留与现状河道对岸老城区的衔接接口(如截流井)。
阶段2:微观对象细化(基于用地类型与污染源)
在宏观边界内,进一步细化服务对象,明确“哪些区域、哪些建筑必须纳入,哪些可暂缓”:
按用地类型筛选:必须纳入:居住用地(R)、公共管理与公共服务设施用地(A,如学校、医院)、商业服务业设施用地(B,如商场、酒店)、工业用地(M,如工厂、产业园)——这些区域污水排放集中且量大,需强制接入管网。可暂缓纳入:物流仓储用地(W,若为临时仓库且污水量小)、生态绿地(G,若无硬质铺装且无固定污染源)——需根据规划远期开发时序决定是否预留接口。按污染源分级纳入:重点污染源(如日排污水量>500m³的工业企业、三甲医院):必须直接接入管网,且需单独设置检查井或预留专用接口;一般污染源(如居住小区、小型商业体):通过支管接入市政管网,需确保支管覆盖所有建筑(如小区内每栋楼的出户管接入小区干管);特殊污染源(如含重金属的工业企业):需单独预处理达标后接入,或根据环保要求设置专用管网(避免与其他污水混合)。
示例:某片区规划包含1个居住小区(2000户)、1所小学(2000师生)、1家食品加工厂(日排污水1000m³),则服务范围需覆盖这3个地块的所有建筑,并为食品加工厂预留独立接入接口(避免与生活污水混合)。
阶段3:现状管网衔接(避免重复与断头)
需重点处理现状管网与服务范围的衔接问题,避免“断头管”“重复建设”:
核查现状管网覆盖情况:通过管网探测成果,标注现状管网在服务范围内的覆盖区域(如已建成的居住区已接入现状污水管),明确未覆盖区域(如新建地块、现状未开发用地)。评估现状管网容量:若现状管网服务范围超出当前实际需求(如管径过大、坡度过缓),需评估其是否能接纳新增污水量(通过水力计算验证);若容量不足(如管径过小、堵塞严重),需提出改造方案(如扩径、清淤或新建平行管网)。衔接方式选择:直接接入:若现状管网服务范围与新划定范围重叠(如老城区扩建),通过检查井或接户管直接连接;新建转输管:若现状管网无法覆盖(如新建工业区),需新建污水转输管将新增污水输送至现状管网或污水处理厂;截流改造:若现状为合流制且需转为分流制,需在合流管入口处增设截流井,将生活污水截流至新建污水管,雨水仍排入原合流管(需配套调蓄池控制溢流)。
示例:某老城区现状污水管服务范围为东至中山路、南至解放河,现需扩展至西至新建路(原为农田),则需新建DN600污水管从现状管网末端(解放河桥)向西延伸至新建路,覆盖新建小区与商业体。
阶段4:动态验证与调整(多专业协同校验)
服务范围初划完成后,需组织规划、环保、市政等多部门协同验证,确保合理性:
水量平衡验证:根据服务范围内人口、用地类型计算总污水量(Q总=Σ(各类用地污水量)),与污水处理厂近期处理能力(如现状厂处理量5万m³/d,远期规划10万m³/d)对比,若Q总超过远期处理能力,需调整服务范围(如缩小或推迟部分地块接入)。水力可行性验证:通过曼宁公式估算管网坡度与埋深,检查是否存在“倒坡”(下游管底高程高于上游)、“埋深过大”(车行道下埋深>1.5m需加设倒虹管)等问题,若存在则调整服务范围边界(如缩短管网长度、优化节点位置)。环境影响验证:评估服务范围内工业废水排放对污水处理厂的冲击(如重金属浓度是否超标),若存在高风险企业,需调整其接入方式(如单独收集至危废处理厂)或扩大服务范围(纳入专业处理设施)。
示例:某片区初划服务范围包含1家电镀厂(日排含铬废水500m³),经验证其重金属浓度(Cr⁶⁺=20mg/L)远超污水处理厂接管标准(Cr⁶⁺≤0.5mg/L),需调整服务范围,将该电镀厂划入工业废水专用管网,避免污染生活污水系统。
三、关键工具与方法
为提高服务范围划定的效率与准确性,可借助以下工具与方法:
1. GIS空间分析
利用地理信息系统(如ArcGIS、SuperMap)叠加规划图、现状管网图、地形图,直观展示服务范围的边界、用地类型、管网走向,快速识别“未覆盖区域”“冲突节点”(如规划道路与现状管网的交叉点)。
2. SWMM模型模拟
通过暴雨管理模型(SWMM)模拟不同重现期降雨下的管网运行情况,验证服务范围内雨水管与污水管的衔接是否合理(如合流制区域是否需增设调蓄池),辅助调整服务范围(如减少易涝区域的污水管长度)。
3. 多部门联席会议
组织规划局(确认开发时序)、生态环境局(审核污染源排放)、水务局(评估污水处理厂容量)、街道办(协调居民接入意愿)等部门召开联席会议,解决边界争议(如跨街道地块的归属)、污染源接入优先级(如重点企业优先)等问题。
四、常见争议与处理原则
服务范围划定过程中,常遇到以下争议,需遵循“依法依规、技术可行、多方共赢”的原则处理:
争议类型 处理原则
老城区现状合流制与新规划分流制冲突 优先保留现状合流管,逐步改造(如分阶段实施雨污分流,近期增设截流井,远期新建污水管);若场地限制无法改造,需控制合流管溢流频次(如设置调蓄池)。
工业企业污水量波动大(如季节性生产) 按最大生产负荷计算污水量(如化肥厂冬季停产3个月,按9个月满负荷计算),确保管网容量冗余(≥10%);若水量过小(<50m³/d),可接入周边市政管网。
新建小区与现状管网的标高不匹配 调整小区竖向设计(如降低出户管标高),或增设提升泵站(优先重力流,泵站仅用于地形高差过大区域);泵站位置需远离居民区(距离≥50m)。
生态保护区(如湿地、公园)是否纳入 若保护区内无固定污染源(如无人居住、无商业设施),可不纳入;若有少量游客设施(如厕所、小卖部),需设置小型污水处理设施(如人工湿地)就地处理。
总结
服务范围的划定是污水管网设计的“空间蓝图”,需通过“规划对接—现状分析—微观细化—动态验证”的闭环流程实施,结合GIS工具、模型模拟及多部门协同,确保覆盖全面、衔接合理、经济可行。其核心目标是避免后期重复建设、减少运维成本,并为后续管网布局、管径计算提供可靠的空间依据。
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