排水工程

在城鎮，作為人們生活、生產必不可少的水資源一經使用即成為污廢水。從住宅、工業企業和各種公共建築中不斷地排出各種各樣的污廢水和廢棄物，這些污水多含有大量有機物或細菌病毒，如不加以控制，任意直接排入水體（江、河、湖、海、地下水）或土壤中，將會使水體或土壤受到嚴重污染，甚至破壞原有的自然環境，引起環境問題，造成社會公害。因為污水中存在的有毒物質或有機物質，容易引起水體污染或富營養化。

為了保護環境，現代城市就需要建設一整套完善的工程設施來收集、輸送、處理和處置這些污廢水，城市降水也應及時排除。排水工程就是城市、工業企業排水的收集、輸送、處理和排放的工程系統。排水包括生活污水、工業廢水、降水以及排入城市污水排水系統的生活污水、工業廢水或雨水的混合污水（城市污水）。因此，排水工程的基本任務是保護環境免受污染，以促進工農業生產的發展和保障人民的健康與正常生活。其主要內容包括：①收集城市內各類污水並及時地將其輸送至適當地點（污水處理廠等）；②妥善處理後排放或再重複利用。 ^[2] 

排水工程通常由排水管網、污水處理廠和出水口組成。排水管網是收集和輸送廢水的設施，包括排水設備、檢查井、管渠、水泵站等工程設施。污水處理廠是處理和利用廢水的設施，包括城市及工業企業污水處理廠（站）中的各種處理構築物等。出水口是使廢水排入水體並使其與水體很好混合的工程設施。下面分別介紹城市污水、工業廢水、雨水等各排水系統的主要組成部分。

1．城市污水排水系統的主要組成部分

城市污水包括排入城鎮污水管道的生活污水和工業廢水。將工業廢水排入城市生活污水排水系統，就組成城市污水排水系統。

(1)室內污水管道系統及設備：主要用來收集用户生活污水，並將其排送至室外居住小區污水管道中去。住宅及公共建築內各種衞生設備是生活污水排水系統的起端設備，生活污水從這裏經水封管、支管、豎管和出户管等室內管道系統流入室外居住小區管道系統，即市政排水系統。

(2)室外污水管道系統：主要是分佈在地面下的依靠重力流輸送污水至泵站、污水處理廠或規定受納水體的管道系統，常分為居住小區管道系統及街道管道系統。

(3)污水泵站及壓力管道：雖然污水一般是以重力流排除，但往往由於受到地形等自然條件的限制需要設置泵站提升至需求高度。泵站常分為局部泵站、中途泵站和總泵站等。由於設置泵站，相應地就出現了壓力管道。

(4)污水處理廠：用來處理和利用污水、污泥並使污水達到規定排放標準的一系列構築物及附屬構築物的綜合體。在城市中常稱為污水處理廠，在工廠中常稱為廢水處理站。城市污水處理廠一般設置在城市河流的下游地段，並與居民點或公共建築保持一定的衞生防護距離，這可以防止污水處理廠產生的噪聲、惡臭等有毒氣體影響居民的正常生活，危害人們的身心健康。

(5)出水口及事故排出口：出水口是指處理後的污水或達到國家排放標準不需處理的廢水排入水體的渠道和出口，它是整個城市污水排水系統的終點設備。事故排出口是指在污水排水系統中，在某些易於發生故障的設施前，如在總泵站的前面，所設置的輔助性出水渠，一旦發生故障，污水可通過事故排出口直接排入水體。

2．工業廢水排水系統的主要組成部分

在工業企業中，幾乎沒有一種工業生產不用水，水經生產過程使用後，絕大部分會變成廢水。這就需要用管道將廠內各車間及其他排水對象所排出的不同性質的廢水收集起來，送至廢水回收利用或處理構築物。經回收處理後的水可再利用或排入水體，或排入城市排水系統。若某些工業廢水不經處理達到排放標準容許直接排入城市排水管道時，可直接排入廠外的城市污水管道中去，就不需設置廢水處理構築物。

(1)車間內部管道系統和設備：主要用來收集車間內工業生產廢水，並將其排送至車間外廢水管道系統中。

(2)廠區管道系統：主要是分佈在地面下或地表面的依靠重力流輸送廢水至泵站、廢水處理站或城市污水管道的管道系統。

(3)污水泵站和壓力管道：主要用來將排出廢水提升至一定高度，滿足後續構築物的需要。設置污水泵站後就相應出現了壓力管道。

(4)廢水處理站：用來處理和利用廢水並使其達到地方或國家規定排放標準的一系列構築物及附屬構築物的總體。

3．雨水排水系統的主要組成部分

雨水排水系統主要用來收集徑流的雨水，並將其排入水體。屋面雨水的收集用雨水斗或天溝，地面雨水的收集用雨水口。雨水排水系統的室外管渠系統基本上和污水排水系統相同。雨水一般直接排入水體不用處理。由於雨水徑流較大，應儘量不設或少設雨水泵站。

(1)建築物的雨水管道系統和設備；

(2)居住小區或工廠雨水管渠系統；

(3)街道雨水管渠系統；

(4)排洪溝和出水口：雨水排入水體的溝渠和出口。 ^[2] 

城市居民居住區或工業企業的排水系統的平面佈置形式，主要是根據城市地形、豎向規劃、土壤條件、水體情況、污水處理廠的位置以及污水的種類和污染程度等因素確定的。下面幾種佈置形式是以地形為主要因素的佈置形式。在實際情況下，很少採用單獨一種佈置形式，而是要根據具體情況，因地制宜地採用綜合佈置形式。

(1)正交式佈置：在地勢向水體適當傾斜的地區，各排水流域的幹管最短距離沿與水體垂直相交的方向佈置的形式。正交式佈置的特點：幹管長度短、管徑小，造價經濟，污水排出迅速。但污水未經處理直接排放會使水體遭受嚴重污染，因此在現代城市中，這種佈置形式僅用於排除雨水。

(2)截流式佈置：在正交式佈置的基礎上，沿河岸再敷設主幹管將各幹管的污水截流送至污水處理廠的佈置形式。截流式佈置對減輕水體污染、改善和保護環境有重大作用，適用於分流制污水排水系統，將生活污水和工業廢水經處理後再排入水體，也適用於區域排水系統，區域主幹管截流各城鎮的污水送至區域污水處理廠進行處理。對於截流式合流制排水系統，因雨天有部分混合污水泄入水體，對水體會有所污染。

(3)平行式佈置：在地勢向河流方向有較大傾斜的地區，為了避免幹管坡度及管內流速過大，使管道受到嚴重沖刷，可使幹管與等高線及河道基本平行、主於管與等高線及河道成一定斜角敷設的佈置形式。

(4)分區式佈置：分別在不同區域敷設獨立管道系統的佈置形式，主要是在地勢高低相差較大地區，當污水不能靠重力流流至污水處理廠時可採用的佈置形式。高地區污水靠重力流直接流入污水處理廠，低地區污水用水泵抽送至高地區幹管或污水處理廠。這種佈置只能用於個別階梯地形或起伏很大的地區，其優點是能充分利用地形排水、節省能源。

(5)分散式佈置：當城市周圍有河流，或城市中央部分地勢高、地勢向四周傾斜的地區，各排水流域的幹管常採用的輻射狀分散式佈置，各排水流域具有獨立的排水系統。這種佈置具有幹管長度短、管徑小、管道埋深可能淺、便於污水灌溉等優點，但污水處理廠和泵站（如需要設置時）的數量將增多。在地形平坦的大城市，採用輻射狀分散佈置也可能是比較經濟有利的。

總之，排水工程的總平面佈置對整個排水系統起到決定性的作用。為了使城市排水系統達到技術上先進、經濟上合理、安全上可靠，既能很好地發揮其功能，滿足實用要求，又能處理好排水系統與城市其他部分的相互關係，同時還要確定以下幾點：

(1)要確定城市的排水體制是分流制還是合流制；

(2)要確定排水系統各組成部分在平面的具體佈置形式；

(3)要確定污水處理和利用要求；

(4)要估算出各種排水量，確定各幹管、支管管徑。 ^[2]