焦作市排水调研论文.docx

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焦作市排水调研论文

摘要

城市排水系统是现代化城市不可缺少的重要基础设施，是城市水污染防治和城市排涝、排渍、防洪的骨干工程。

排水设施主要包括接纳、输送城市排水的管网、泵站、沟渠，起调蓄作用的湖塘、河道以及污水处理厂、污泥最终处置及相关设施。

城市排水管道系统规划设计必须综合考虑城市发展战略、城市布局、城市发展水平，以污、雨水分流的排水体制为方向，因地制宜，结合建设、管理、维护部门的意见和建议，确定适合城市自身的城市排水管道系统的规划设计。

在此次实地调研中，首先通过调查焦作市中区的地理和气候特征、城区排水现状以及雨污排水管网规划和布置，以此进行焦作市中心城区排水系统整体机制的研究和探讨；

在我国城市水污染已经不可小视的状况下，借城市化进程加快之机，焦作市总体规划也将城市排水管道系统的规划设计加以重点考虑，给出了出城市排水系统安全、平稳运行的答案；

其次，在几乎每一个有点历史的城市都会保留着相当部分的合流制排水管道系统。

是改成截流式，还是彻底的分流制？

合流制的改造设计应结合焦作市实际现状，得到充分的重视；

最后，通过对焦作市的重点工程建设项目——焦作第二污水处理厂的实地访问，得到污水处理的第一手信息，进一步了解焦作市排水系统的面貌。

关键词：

焦作，排水管道系统，规划设计，合流制，污水处理

目录

摘要..............................................................................................................................Ⅰ

第一章绪论

1.1调查目的............................................................................................................1

1.2调查背景............................................................................................................1

1.3调查时间...........................................................................................................1

1.4调查方法............................................................................................................2第二章城市排水管道系统的规划设计

2.1城市排水管道系统的作用...............................................................................2

2.2城市排水管道系统的体制...............................................................................2

2.3城市排水管道系统的规划设计.......................................................................3

2.3.1城市排水管道系统的规划设计原则.........................................................3

2.3.2合理确定城市排水系统的体制.................................................................4

2.3.3城市排水管道系统的规划设计.................................................................4

第三章焦作市排水系统现状

3.1污水系统现状......................................................................................................5

3.2污水处理设施现状..............................................................................................6

3.3焦作市雨水排放现状..........................................................................................6

3.4焦作市污水排放现状..........................................................................................7

3.5排水现状存在的主要问题..................................................................................7

3.6污水直接排放的危害..........................................................................................7

第四章焦作市城市排水管道系统的规划设计

4.1焦作市城市污水排水规划................................................................................8

4.1.1焦作市城市污水排水规划的原则、分区及污水量....................................8

4.1.2焦作市城市污水管道系统规划................................................................9

4.1.3焦作市城市污水处理厂规划....................................................................9

4.2焦作市城市雨水排水规划.............................................................................10

4.2.1焦作市城市雨水排水规划的原则..........................................................10

4.2.2焦作市城市雨水管道系统规划..............................................................10

4.3城市排水管道系统规划设计中需要注意的问题..........................................11

第5章焦作市合流制排水管道系统的改造

5.1焦作市合流制排水系统...................................................................................11

5.2焦作市合流制排水系统改造实施计划进度...................................................12

第六章焦作市第一污水处理厂调研成果

6.1焦作市第一污水处理厂概况...........................................................................12

6.2污水处理厂工艺流程.......................................................................................13

6.3污水处理厂各部分介绍...................................................................................14

小结............................................................................................................................16

致谢..............................................................................................................................17

参考文献......................................................................................................................16

第一章绪论

1.1调查目的

城市排水系统是一个城市不可或缺的建设支撑系统，它与城市正常的运转及居民日常的生活息息相关。

我们进行这次城市社会调研是为了了解焦作市城市排水系统现状及排水体统规划，更好的了解焦作市的排水体系和城市建设的关系，使焦作未来在多方面能有更好的发展；同时通过此次对自己所在城市的调研，能够对本章学习更加深入，对城市排水工程系统规划形象的理解与学习。

1.2调查背景

焦作市位于河南省西北部，北依太行山于山西省接壤，南隔黄河与郑州市、洛阳市相望，东临新乡市，西接济源市。

东西长102公里，南北宽77公里，总面积4071.1平方公里，其中市区面积424平方公里。

焦作属暖温带大陆性季风气候，其特点是春旱多风、夏热多雨、秋高气爽、冬寒少雪。

年平均降水量544毫米，时空分布不均，汛期（6—9月）降水量约占全年降水量的70%，所形成的大部分地表径流都以洪水的形式流失，难以开发利用。

图1焦作市中心城区水系规划图

1.3调查时间

本次调研分为3个阶段。

第一阶段为前期安排，时间为10月6日到10月9日。

小组集中讨论，详细研究排水相关知识，具体讨论流程和相关计划。

第二阶段为中期调研，时间为10月10日到10月20日。

进行资料收集，收集调查权威资料。

去焦作市规划展览馆、焦作市住建局及焦作市规划局收集相关资料。

参观焦作市污水处理厂一场，实地勘察焦作市污水处理流程，并向污水处理厂进一步收集焦作市排水相关信息。

同时观察焦作市重点排水管网布置地及泄洪沟和河流等，详细了解其实际运作情况。

如有地表裸露处，观察其构成材质。

第三阶段为后期总结，时间为10月21日到11月8日。

调研结果分析及写报告。

1.4调研方法

1.实地勘察法。

使现实城市与理论研究间有一种良好的相互联系，使本调研在拥有理论意义的同时兼具现实意义。

2.文献调查法。

通过对各种相关文献、资料的分析，借鉴和继承前人的研究成果，为本文的研究提供依据和佐证。

3.访问调查法。

访问相关技术人员和工作人员，获得所需资料。

第二章城市排水管道系统的规划设计

2.1城市排水管道系统的作用

城市排水管道系统是现代化城市不可缺少的重要城市市政基础设施，也是城市水污染防治和城市排涝、防洪的骨干工程，它的任务是及时收集、输送城市产生的生活污水、工业废水和降水。

其作用是及时可靠地排除城市区域内产生的生活污水、工业废水和降水，使城市免受污水之害和免受暴雨积水之灾，从而给人们创造一个舒适安全的生存和生产环境，使城市生态系统的能量流动和物质循环正常进行，维持生态平衡，保证可持续发展。

发达国家的长期经验表明，建设完善的城市排水管道系统和城市污水处理厂是控制城市水污染必不可少的技术措施。

目前，英国、法国、德国、美国、加拿大、瑞士和俄罗斯等国家基本普及了城市排水管道系统和城市污水处理厂。

我国城市基础设施相对落后，排水管网和城市污水处理厂建设也较为滞后。

不可小视的水污染现状要求我们加强城市的污水治理，这就要求城市排水系统除传统的防止雨洪内涝、排除和处理污水、保护城市公共水域外，还需起到回收城市污水和净化再生，畅通城市水环境，维系水资源可持续利用的作用。

2.2城市排水管道系统的体制

城市排水管道系统的体制包括分流制和合流制。

合流制是将生活污水、工业废水和降水混合在同一套管道系统内排除的排水系统。

分流制包括污水管道和雨水管道，是将生活污水和工业废水用一套或一套以上的管道系统，而雨水用另一套管道系统排除的排水系统。

合流制排水管道系统包括三种形式：

直排式合流制、截流式合流制和全处理式合流制。

将城市的混合污水不经任何处理，直接就近排入水体的排水方式称为直排式合流制。

国内外旧城区的合流制排水系统均属此类。

由于污水对水环境造成的污染越来越严重，为了减轻污水对水环境造成的污染和破坏，为此形成了截流式合流制。

截流式合流制是在直排式合流制基础上，修建沿河截流干管，在城市的下游建污水处理厂，并在适当位置设置溢流井。

这种系统可以保证晴天时的污水全部进入污水处理厂处理，雨天时一部分污水得到处理。

在降雨量较小或对水体水质要求较高的地区，可采用全处理式合流制，将生活污水、工业废水和降水全部送到污水处理厂处理后排放。

这种方式对环境水质的影响最小，但截流管管径大，污水处理厂的规模大、投资大。

2.3城市排水管道系统的规划设计

城市排水工程规划是在城市总体规划的指导下进行的排水系统的专业工程规划设计。

规划工作者要掌握详实的基础资料，从系统工程的角度，结合当地情况因地制宜地进行排水体制、排水管道系统、污水处理厂及排水水体的全面规划。

从工程经济的角度贯彻全系统省资源、省能源的方针。

将工程技术、社会经济、环境保护等多方面因素综合地融汇贯通到城市排水工程规划中去，起到规划切实指导工程设计、工程实施。

2.3.1城市排水管道的规划设计原则

首先要根据地形和当地条件确定排水系统体制。

新建城市和新区应尽量采用分流制，雨水收集后可就近排入附近水体，大大减轻了污水管道系统和污水处理厂的负荷，从整体上和长远上看是经济合理的。

对已经形成合流制的城市可暂时保留其合流制排水系统，逐步改造。

小城镇可采用合流制。

个别单位和企业含有毒有害物质的废水应进行局部处理，达到排放标准后才允许排入城市排水管道系统。

在城市污水管道规划设计方面，从区域性、系统性出发，远近期相结合、集中与分散相结合。

保护水资源，提高环境质量。

遵循可持续发展战略，适应社会的发展需要。

在城市雨水管道规划设计方面，山区、丘陵地区城市的山洪防治应与城市防洪、城市排水体系紧密结合、统一规划。

无论是洪水或市区雨水都要坚持以最短距离就近排放，分散整治，防止集中的原则。

在城市污水资源化和雨水利用的规划设计方面，城市污水是可贵的淡水资源，要充分考虑污水再生和循环使用的近期、中期、远期规划。

国内外经验表明，城市污水经过二级处理和深度净化后作为工业生产用水和城市杂用水是缺水城市解决水资源短缺和水环境污染的可行之路。

2.3.2合理确定排水系统的体制

科学合理地选择排水系统的体制，是排水工程师在规划和设计时要面对的重要问题。

它的选择不仅从根本上影响排水系统的设计、施工和维护管养，而且影响排水系统的工程总投资和长期的维护管理费。

通常排水系统体制的选择应满足环境保护对水环境、生态环境的需要，应根据城市的总体规划、财政等具体情况，通过技术经济比较、科学合理地确定。

保证城市的可持续发展是现在也是未来选择排水体制所要面临的重要课题。

从环境保护方面来看。

如果采用全处理式合流制，控制和防止水体污染的效果较好，但污水干管断面尺寸很大，污水厂规模增加，一次性投资的工程建设费用较高，长期的维护运行费用也大。

而采用截流式合流制时，雨天有部分混流的污水通过溢流井排入水体，对水环境影响较大。

实践证明，采用截流式合流制的城市，随着其城市建设的发展，河流污染将日益严重。

分流制可以将城市污水全部送至污水处理厂进行处理，但初降雨水径流未加处理直接排入水体，这是分流制的缺点。

但分流制比较灵活，能适应社会发展，一般又能符合城市环保的要求，是城市排水系统体制的发展方向。

从工程投资方面来看。

合流制排水管道系统的工程总投资比分流制一般要低20～40%，但污水处理厂的工程建设费却高于分流制。

从维护管理方面来看。

合流制排水管道管径较大，晴天的污水流量小、流速低，易于产生沉淀，且晴天和雨天的污水流量、污水水质变化较大，增加了合流制污水处理厂运行管理的复杂性，出水的水质不稳定。

而分流制污、雨水管道的设计流速超过了不淤流速，不易淤积；污水处理厂的水质水量稳定，其运行易于控制。

2.3.3城市排水管道系统的规划设计

城市排水管道系统设计通用原则主要有五点：

一、排水系统布置方面：

管道走向宜符合地形趋势，顺坡排水；管径大小须与街坊布置或小区规划相吻合；管网密度合适，排水路线最短，以求经济合理；污、雨水排放尽可能分散，避免集中；污水截流干管尽可能布置在河岸及水体附近。

二、选定排水出路方面：

要利用天然排水系统或已建排水干线为污、雨水排放的出路；要在流量、高程两方面都保证污、雨水能够顺利排除。

三、划分汇水面积方面要注意：

依据地形并结合街坊布置或小区规划进行污、雨水汇水面积的划分；污、雨水汇水面积不宜过大；污、雨水汇水面积图的形状尽可能比较规则且与地形变化紧密结合；划分污、雨水汇水面积须与比邻系统统筹考虑，做到均匀合理。

四、选择排水线路方面排水管道的线路须服从排水规划的统筹安排；尽量避免排水管道穿越不容易通过的地带及构筑物。

五、确定排水管道系统的控制高程：

排水管道出口的控制高程（水体的洪水位、常水位、排水干管的内底高）；排水管道起点的控制高程（起点本身是低洼地带、有排水要求的地下室、管道计划将来向上游延伸等）；排水管道系统中，各重要节点的控制高程（接入的支管、利用已建管涵、与各种地下管线的交叉等）。

第三章焦作市排水系统现状

焦作市城区地形北高南低，铁路以北为老城区，铁路以南为新城区，城区西部和东部分别有中站区和马村区，城区自西向东依次有白马门河、普济河、群英河、瓮涧河和山门河自北向南流过。

3.1污水系统现状

旧城区包括焦作市的解放区和山阳区，区域范围为影视路以南，焦新铁路以北，普济路以东，山阳路以西的街区内排水管网大部分为雨污合流制。

生活污水、部分工业废水雨水通过现有合流制管道和砖砌暗沟，就近排入普济河、群英河和瓮涧河等水体。

经过近几年的施工建设，基本上形成了沿上述三条河道河床下敷设的截污干管白北环路至城市南部为龙源路的截污管道，然后沿龙源路流向位于龙源路和山阳路交叉位置的污水处理厂一场的污水截流干管体系。

2002年焦作市规划管理局对焦作市污水系统规划进行了调整，形成了新一轮的焦作市污水系统规划，除了火车站以南的大片新建城区实现了雨污分离外，还通过增建污水处理厂等方式逐渐整改焦作市旧城区的合流制管网体制，使焦作市旧城区大部分的排水体制由直排式合流制改为截留式合流制。

焦新铁路以南的新城区新建道路，包括人民路、丰收路、民主路、迎宾大道以及山阳路等道路和高新区的己建成部分道路基本上采用雨污分流制体系。

3.2污水处理设施现状

目前，焦作市内现有污水处理厂四座，其中两座工业污水处理厂、两座生活污水处理厂。

焦作市于2001年己建成一座生活污水处理厂，位于城市东南部，所用设备多为法国、德国进口，处理程度为二级生化处理，设计规模为10万吨/天。

后又在S308省道旁建设了焦作市污水处理厂二厂，同样是一座生活污水处理厂，采用的是国产设备，处理程度为一级生化处理。

另外中站工业集聚区、万方工业集聚区各设有一座工业废水处理厂。

另外，经过调查分析焦作市普济河、群英河、翁涧河、山门河底预埋污水管道穿越干渠，具体位置：

普济河与调水干渠交汇处；穿越方式：

均沿河底埋设方式通过。

管材和管径均采用钢筋混凝土排水管，Ⅱ级管，橡胶圈接口；均采用两根穿越；管径山门河为D500，其余河流为D1200。

图2焦作市排水体制分区示意图图3焦作市污水处理厂位置分布图

3.3焦作市雨水排放现状

焦作市建成区雨污排放系通过现状合流制雨污水管渠，分别排至分布于城区的普济河、群英河、瓮涧河等水体向下游排泄，最终汇入焦作市南部的新河向下游排放，最终汇入大沙河。

焦作市解放区和山阳区焦新铁路以北地区，因自然地势坡度较大，至焦新铁路一带由于铁路的阻隔，在铁路以北火车站广场附近地区，如遇较强降雨，该地区易形成短时间的积涝。

3.4焦作市污水排放现状

随着城市化的快速发展，焦作市区内不透水面积迅速增加，形成连片化。

绿地和水域面积不断减少，工业废水、生活污水的大量排放，农药、化肥的大量施用，更使地表水、地下水污染日益严重。

部分河流已完全丧失生态使用功能。

加之市政排水设施不配套，排水不畅等原因，导致城市雨水排泄能力下降。

降水强度较大时，很容易发生水害；降雨时，到处乱扔的垃圾被雨水携带，在下水道入口处堆积或阻塞下水道，造成排水不畅。

另外，部分城区未实施雨污分流，污水排入雨水管道或直接排入河道，大量的生活垃圾堆放、处置不当等，均对城市水环境造成了严重污染，危及居民健康。

地下水超采，引发系列环境地质问题。

3.5排水现状存在的主要问题

一是现有的排水管渠缺乏合理规划和理论计算，管网功能混乱。

二是城区内原有自然水系，由于管理不善，许多坑塘水沟堵塞严重，破环了其排洪功能，而排水管道能力不足，导致部分区域积水形成涝灾。

三是有部分污水排放混乱，未经任何处理，直接排放，严重污染环境。

四是群英河等城区河道作为该区域内的主要排水出路，长期疏于清理，淤塞严重，居民向沟内倾到垃圾现象时有发生，已严重影响到其排洪断面和排洪能力。

图4被污染的新河图5淤塞严重的群英河

3.6污水直接排放的危害

城市污水未经处理排放有以下几方面的危害。

一是污染地下水。

浅层地下水上部表层粉质土覆盖较薄，防渗能力差，使地下水遭受污染的不若环节。

由于地下水开采强度不断加大，水位逐年下降，地下水流速加快，溶解能力加强，使原来的化学平衡遭到破坏，垂直渗漏有害污染物进入含水体，向漏斗中心方向迁移，使污染面不断扩大。

现在市区的部分浅层地下水和中深层地下水已经受到明显的污染。

虽然污染尚未波及到深层地下水，但是一旦出现深层地下水污染，将难以消除，势必使焦作市市区宝贵的地下水资源，或造成处理成本的增加。

二是污水灌溉造成的影响。

焦作市水资源缺乏，大沙河两岸农村大多用河水灌溉农田，由于沙河水遭到污染，取河水等于无水灌溉。

沙河两岸引水灌溉已有许多年历史，且灌溉面积越来越大。

以未加处理的污水灌溉农田，具有明显的增产效且灌溉面积越来越大。

以未加处理的污水灌溉农田，具有明显的增产效果，但会使农作物受到污染，产生不良影响。

三是对城市环境的影响。

目前，城市排水系统主干道为明渠和天然河道，由于这些平时没有天然水补给，污水大量排入，水质己经恶化，大部分河水变和污浊.严重响市容景观和城市环境，对居民的生活条件带来了极大影响。

有损于城市形象，有碍招商引资，也制约了第三产业及旅游业的发展。

第四章焦作市城市排水管道系统的规划设计

4.1焦作市城市污水排水规划

早在1979年焦作市就开始进行排水系统的规划，《焦作市城市总体规划》中都明确了焦作市排