摘 要:本文针对从化市太平镇污水收集系统工程的设计过程做简单的介绍。 关键词： 从化 ；太平镇； 污水收集 ；环境； 可持续发展； 系统工程； 污水量 Abstract: This article introduced, sewage collection systems engineering design process in Taiping Town.
Keywords: Conghua; Taiping town; sewerage; environment; sustainable development; systems engineering; the quantity of sewage
中图分类号：TB21 文献标识码： A 文章编号：
概述
太平镇地处广州市域北部，空间发展方向受“北优”战略的影响。从北抑到北优，表示了一个区域发展理念的提升，它代表了政策的放宽与关怀，从单纯的压制建设保护环境思路，转变为建设与环保并举的可持续发展思路。
太平镇中心镇区目前没有完善的污水收集系统，污水大多直接或者通过中心坑、金溪河（属流溪河一级支流）排入流溪河，造成了流溪河水质污染。为了保护流溪河水源，改善太平镇水环境，进而改善太平镇居住环境和投资环境， 通过对太平镇排水现状的深入调查分析，同时结合太平镇总体规划、从化市污水专项规划，为了有效收集现状污水，提高污水收集率，缓解水体污染，太平镇污水收集系统工程拟新建污水收集管网约10km。
1.1 工程纳污范围
本工程纳污范围分为两部分：（1）太平镇中心区服务范围：中心坑以南、金溪河以北，西至流溪河，东至高湖公路片区，面积约538ha，另转输钱岗片区约437ha的污水；（2）太平镇北部及神岗服务范围：105国道（太平山庄～明基印花厂）西侧，面积约31ha，此外，还需转输整个北部片区（原神岗镇）范围1783ha污水。
1.2 排水体制
合理地选择排水体制，是城市排水系统规划中一个重要问题，关系到整个排水系统是否实用，能否满足环境保护要求，同时也影响到排水工程的总投资、初期投资和污水厂的运营费用。
目前，从化市经济技术开发和紫泉翠荔嘉园的污水收集系统均为分流制。合流制主要集中在太平镇中心镇区以及自然村。局部地区在干管系统未形成以前暂接入雨水管，形成局部合流。
据《从化市污水处理系统分区规划》和环境保护要求，综合考虑本项目区域范围内的自然条件、水体条件，以及规划区域的性质等因素，太平镇老镇区（平中公路以北，中心坑以南，流溪河灌渠以东）管道系统近期按截留式合流制设计（该部分随着总体建设的深入逐渐转变为分流制系统），其他地区采用分流制。
1.3 污水量预测
污水量预测有关参数
污水量的预测，通常需要考虑以下因素：
（1）各种用水量指标；
（2）各种用水量资料（包括城市集中用水量）；
（3）三产系数；
（4）污水收集率（即污水管网普及率）；
（5）污水排放系数；
（6）截流倍数（适用于截流式合流制排水体制）；
（7）地下水渗入量（地区地下水位高时为地下水渗入量，地区地下水位低时为地下水渗出量）；
（8）其他相关设计参数。
生活污水排放系数
城市污水系统收集的污水包括生活污水、公共设施污水、工业废水和渗入的地下水。我国《室外排水设计规范》规定综合生活污水排放系数为80%�90%，排水系统完备的大城市取大值。这与国外的测定结果及采用的数值基本相同。对排水设施相当完备的城区，综合生活污水排放系数宜为85%�90%。在规划污水量预测时，从留有余地的角度出发，综合生活污水定额均按用水量的85％计。
地下水渗入量
地下水渗入量是指从管道接口、管子裂缝及检查井壁中渗入污水管的地下水量，其大小取决于污水管道系统的管材、管道接口及检查井情况、地下水位和土壤的渗透性能等。
本项目地下水渗入量按设计污水量的10%取。
人均综合生活污水量指标
根据《从化市污水处理系统分区规划》，太平镇人均综合生活污水量指标2010年为200L/cap.d，2020年为250L/cap.d。
工业用水量指标
综合考虑《城市给水工程规划规范》（GB 50282-98）中单位工业用地用水量取值范围和太平镇现状单位工业用地用水量指标，同时根据国家建立节水型社会的发展政策，以及规划期末由于工业技术水平和工艺水平不断提高，单位用水量将有所下降的发展趋势，本规划中单位工业用地用水量指标均取下限，具体取值见下表。
表1从化市单位工业用地用水量指标
根据《广州市污水治理总体规划修编》（2007-2020）、《从化市污水处理系统分区规划》，同时结合太平镇水环境功能区划水质目标（流溪河III级、流溪河右灌灌渠IV级），确定本项目截流倍数取2.5。
现状污水量
根据现状用水量确定
根据太平镇供水企业供水量资料，太平水厂2006～2008年平均日供水量约4640m3/d，污水量按供水的85%计，可估算出太平镇2006～2008年综合生活污水量为3710m3/d。
太平水厂2009年1～9月平均日供水量5170m3/d，且考虑15%的自备水源用水量780m3/d，污水量按供水的85%计，则可估算出太平镇现状综合生活污水量约4760m3/d。
太平镇的工业都集中在从化市经济技术开发区，因此，本项目服务范围内的工业废水量可以忽略不计。
因此，本项目现状平均日污水量为4760m3/d。根据现状用水量调查推算：从化市经济技术开发区现状平均日污水量为8500 m3/d，紫泉翠荔嘉园为480 m3/d。
根据污水量指标确定
根据《从化市污水处理系统分区规划》，太平镇人均综合生活污水量指标2010年为200L/cap.d，太平镇中心镇区现状人口约为2.0万人，则综合生活污水量为4000m3/d。
现状污水量的确定
考虑到太平镇一部分自备水源供水量为估计值，拟取二者的平均值（4760+4000）/2=4380m3/d作为太平镇现状污水量。
污水量预测
本项目区域污水量主要按照分类水量预测法和按照不同性质建设用地指标法进行预测。
（1）分类水量预测法
分类水量预测法要求根据用水量现状资料分别对综合生活用水量、工业废水量进行预测，这是最常用的一种预测方法；其中，综合生活污水量预测以综合生活生活污水量指标及规划人口为依据；工业废水量预测以单位用地工业用水量指标、废水排放系数、工业用地面积为依据。即：
综合生活污水量=综合生活污水量指标×规划人口；
工业水量=工业用水量指标/日变化系数×工业废水排放系数×工业用地面积；
（2）不同性质建设用地指标法
根据镇区土地利用规划图，将建设用地按不同性质进行分类统计，并依据《城市给水工程规划规范》（GB50282-98）有关不同性质用地的用水量指标进行计算，即：建设用地污水量=建设用地用水量指标×用地面积；
分类水量预测法
（1）综合生活污水量
根据《从化市太平镇镇域规划（2004-2020）》，人口增长公式选用：
Pt=P1（1+r1+r2）n
其中：
Pt―第t年的镇域人口；
P1―基数年人口；分别取2003年、2007年、2010年。2003年人口数取原太平镇与神岗镇人口数之和，即42021+38044=80065人，为计算简便按8万人计算。
r1―自然增长率（2007年取0.3%、2010年取0.2%、2020年取0.2%）；
r2―机械增长率（2007年前取5%、2007-2010年取7%、2010年后取6%）；
太平镇中心镇区南部区域现状人口为2.0万人，推算得出2020年人口为5.35万。
根据以上论述，太平镇远期人均污水量指标为250L/cap.d，可以得出远期污水量为1.34万m3/d。
（2）工业废水量
太平镇南部区域的工业基本上都集中在规划从化市经济技术开发区二期，目前尚未实施，面积约为247ha，105国道（太平山庄～明基印花厂）段西侧大部分现状为工业用地，规划为居住用地。面积约为31ha
工业废水量=247x120x0.7/1.2=1.73万m3/d。
（3）污水总量预测
考虑到10%地下水渗入量，可以预测太平镇中心镇区2020年污水量为3.07×（1+10%）=3.38万m3/d。
不同建设性质用地指标法
根据《从化市太平镇镇域规划》（2004-2020）镇区土地利用规划图，将太平镇中心镇区以流溪河左灌渠，中心坑及金溪河为界，污水收集率按90%计。污水量预测见表 2。
表 2污水量预测表
注：用水量=用水量指标×用地面积；平均日污水量=用水量×排污系数/日变化系数。
远期（2020年）污水量预测
从前节可以看出，两种预测方法得出的结果相差不大，因此，取二者平均值作为预期污水量（3.38+3.454）/2=3.42万m3/d。
1.4 污水收集总体方案
按上节确定的污水量，结合管网现状及规划以及地形，通过分析现状管网是否满足污水收集要求，确定近期需要实施的工程内容。
实施原则
（1）解决现状排水管网存在的问题，并具有一定的前瞻性；
（2）在保证污水有效收集的前提下，尽量将污水管道铺设在现状道路上，确保工程在短期内能实施；
（3） 尽量减少征地拆迁以及开挖路面，降低工程建设费用，减小对现状路交通的影响。
污染源分析
本次工程实施纳污范围内的污染源主要分为两部分：
一，太平镇中心镇区，以居民区为主，污水主要为生活污水，大部分排入道路两侧的合流渠，最终进入水体；
二，105国道西侧（太平山庄~明基印花厂），以工业园区为主，道路西侧分布着太平镇内的主要企业，污水主要进入道路旁的合流渠，排入下游合流渠箱。
总体方案比选
方案一：按规划完善污水收集系统
根据《从化市污水处理系统分区规划》，完善太平镇镇区污水收集系统，将污水收集、转输至位于高湖公路以东、北三环高速以南的规划污水处理厂。
污水主干管沿平中公路自西向东，接入规划下游d1100干管，在中心镇区105国道东侧的主要居住区内规划路上敷设DN400~DN600污水管收集生活污水自北向南接入平中公路d800主管，流溪河左灌渠东侧按规划敷设d900管，除对东岸进行截污，预留接远期北面地块的污水，中心坑以北，105国道西侧范围拟在国道上敷设污水管对沿线地块污水实施收集。
本方案与污水处理系统分区规划保持一致，污水管网敷设一步到位，远期改造工程量小。但需同步按规划建设污水处理厂，及改建现污水处理厂为污水泵站。且由于下游规划进厂总管尚未建设，大量沿线地块尚未开发，居民区内则已建密集房屋，短期内规划路也无法建成，管道敷设存在用地难解决的问题。另外涉及到对现状合流管的整体改造，本工程范围内污水难以转输至下游规划污水厂，同时管线流向与现状地形为反坡，水力条件较差。方案详见下图：
图 1方案一平面图
方案二：近期配合太平污水处理厂完善污水收集系统，远期按调整规划方案改造；
近期以结合排水现状提高污水收集率、处理率为目的，配合在建的太平污水处理厂，完善污水收集系统，远期再配合规划污水处理厂的建设对管网进行改造。
污水主干管沿平中公路自东向西接入已建污水处理厂，预留转输钱岗片区污水，在中心镇区105国道东侧上敷设污水管对居住区的主要排出口进行截污，接入下游已建DN600管，流溪河左灌渠两侧敷设截污管对主要排污口进行截污，接入南侧平中公路主管。中心坑以北，105国道西侧范围同方案一；远期配合已建污水处理厂改造为泵站后，按照调整规划方案，由泵站接出DN1000管将泵站提升污水转输至规划污水厂。
本方案优点是近期可实施性强，且见效快。但仍存在远期需对已建污水管网进行改造的缺点，方案详见下图：
图 2方案二平面图
方案三：105国道东侧片区污水通过泵站直接输送至污水处理厂，下游管道管径埋深均可减小，但是污水泵站选址难度大，且目前地形东高西低，建泵站不经济；
总体方案确定
经与从化市建设和市政管理局、太平镇镇政府沟通，近期实施高湖公路以东、北三环高速以南的规划污水处理厂的可能性不大，同时为配合太平污水处理厂的建设，保证其建成后的处理水量，推荐按方案二实施。
工程总体设计思路
根据太平镇现有污水管道及污水量分布，以及确定的排水体制，结合现有地形及道路布局特点，在满足流量的前提下，尽可能加大坡度，优化水力条件，制定出本工程的污水收集方案：
1.在平中公路敷设d800主干管，沿东西向贯穿整个太平镇中心区，沿线收集各个支路截流污水，并考虑转输钱岗片区污水，输送至太平镇污水厂。
2.利用正在建设紫泉翠荔嘉园以及中心坑的污水干管，就近转输收集支管污水，主要分布在105国道。
总体方案详见下图：
图 3 太平镇污水收集系统工程近期方案总图
1.5 结束语
（1）项目建设的必要性：
本项目的建设，对提高太平镇污水收集率、改善太平镇区居住投资环境、减小太平镇区及周边水域污染进而保护流溪河水源具有重要意义。
（2）排水现状：
太平镇污水按地域主要可以分三部分：从化市经济技术开发区、紫泉翠荔嘉园以及太平镇中心镇区，其中从化市经济技术开发区（一期）和紫泉翠荔嘉园已铺设有完善的雨污分流管道。
（3）现状污水量：根据自来水厂现状供水量及自备水源资料，污水量按供水量的80%计，并考虑10%的地下水渗入量，得出太平镇中心区现状污水量4380m3/d。
（4）污水量预测：按照分类水量预测法和不同性质建设用地指标法预测服务范围内远期（2020年）收集污水量为3.42万m3/d，加上转输北片中心区以及钱岗片区污水，总共为10.66万m3/d。
（5）排水体制：
根据太平镇排水现状，并参照污水专项规划，确定服务范围内太平镇老镇区（平中公路以北，中心坑以南，流溪河灌渠以东），105国道（太平山庄～明基印花厂）西侧。管道系统近期按截留式合流制设计，该部分随着总体建设的深入逐渐转变为分流制系统。其他地区采用分流制。
（6）建设方案：
以解决现状排水管网存在的问题为根本出发点，并考虑一定的前瞻性，确定本污水收集工程需建设污水管网约10km，管径DN400～d900。
参考文献：
《广州总体发展战略规划》（广州市城市规划局，2002.12）；
《广州市城市总体规划》（2001～2010年）－广州市人民政府；
《从化市城市总体规划》（广州市城市规划勘察设计研究院，1999.12）；
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《从化市太平镇污水收集系统工程可行性研究报告》（2010.7）
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。