席旭军

(1.同济大学环境科学与工程学院，上海 200092;2.上海浦东建筑设计研究院有限公司，上海 201204)

规划设计是建设的龙头，一个科学的、合理的、连续的、操作性强的城市排水系统专业规划将会为城市排水设施合理、有序建设和稳定运营奠定坚实的基础［1］。常规而言，排水系统专业规划的编制应包括:(1)规划相关区域资料搜集;(2)确定规划范围和研究范围;(3)确定排水体制;(4)确定雨水排水模式和规划标准;(5)区域污水量预测和平衡;(6)排水系统布局等内容。

1 规划区域概况

六灶社区地处浦东新区中部地区，为六灶港、规划吉秋路、焙灶港、南六公路圈围的区域。社区的功能定位为:居住和生活配套功能的承载区，承担迪士尼项目城镇生活配套功能的重点地区之一。社区规划范围总用地约214.23公顷(1公顷 =10 000 m2)，规划居住建筑量约165万m2，规划区总人口为3.5万人。

2 规划的基础资料

城镇排水与污水处理规划的编制，应当依据国民经济和社会发展规划、城乡规划、土地利用总体规划、水污染防治规划和防洪规划，并与城镇开发建设、道路、绿地、水系等专项规划相衔接［2］。从系统工程的角度，城镇社区的排水专业规划编制时亦需搜集城市、城镇等上位的排水系统专业规划，一般上位排水专业规划对城市的排水体制、污水收集和处理等内容进行了明确。同时，还需收集规划区域内的已建排水设施资料，为尽可能利用现有排水设施提供依据。六灶社区排水系统专业规划是在社区控制性详细规划、水系规划、供水规划的基础上开展的，编制时搜集了上海市、浦东新区等各级相关排水系统专业规划及社区内已建、在建雨污水排水管道资料，这为规划的编制打下坚实的基础。

3 确定规划范围和研究范围

一般排水系统规划范围须与地块控制性详细规划相一致。但雨、污水排水方式不完全一致，雨水排水往往遵循“短接快排”的原则，经管道收集后直接就近排入水体或经过泵站提升后排入水体;而污水须经管道收集后送往污水处理厂处理后集中排放。故常将包含规划地块的最小的河道围合区域、规划主干路、规划快速路等作为雨水系统研究范围，将包含规划地块的区域污水收集干管服务范围作为污水系统研究范围。

据此，六灶社区排水系统专业规划中雨水系统研究范围为:北至六灶港、东至吉秋路东侧红线外100 m、南至焙灶港、西至红三港，面积约2.49 km2。区域污水属于南汇污水处理厂之机场高速污水总管之六灶污水支线服务范围，故污水规划研究范围亦与六灶污水支线范围一致:北至六灶港、东至浦东运河、南至 S32、西至 S2，面积约21.55 km2。两者均大于规划范围。

4 确定排水体制

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个管渠内排除的排水系统。分流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个以上各自独立的管渠内排除的系统［3］。一般新建污水收集、处理设施比较完善或新建地区采用分流制排水系统。规划六灶社区所在区域的污水处理厂、收集总管等均较完善，且地块为新建排水系统，故选择雨污分流制。

5 确定雨水排水模式和规划标准

5.1 雨水排水模式

根据《上海市城镇雨水排水系统专业规划》，城市化地区目前较多采用的排水模式有两种，即城市小区强排水模式和城市自流排水模式。

城市小区强排水模式适用于水面率低、水系不发达的地区，市中心城基本上都采用这种模式。强排模式排水标准高，安全性强，但系统泵站和总管往往须同步建成，一次性投入高，后期运营养护费用也较大。城市自流排水模式则适用与河面率较高、河网分布均匀、临江临海、地面与河道最高水位的落差能够满足雨水自排，地面高程要求相对较高的地区。自流排水模式往往“化整为零”，就近直排水体，因此可与地块开发分片同步建设，一次性投入和养护成本均较低，但排水安全性较差。

本次规划地块雨水采用自排，主要原因有以下2点:

(1)根据水系专业规划，六灶社区内有规划保留河(湖)9条(个)，分布均匀，间距约200～500 m，规划水面积率较高，约11%，雨水自排条件较好。

(2)社区内绝大部分地块现状地面高程4.4～4.70 m，如图1所示，区内河道最高控制水位为3.75m，满足自流排放条件。

5.2 规划标准

雨水管渠采用满流设计，设计管径由雨水设计流量确定。采用推理公式法计算雨水设计流量:

式中:Q—雨水设计流量，L/s;

F—汇水面积，hm2;

Ψ—径流系数;

q—设计暴雨强度，L/s·hm2。

上海地区设计暴雨强度公式:

式中:P—设计重现期;

t—降雨历时，min。

式中:t1—地面积水时间t1=10～15(min);

t2—管内雨水流行时间，min。

因此与雨水管径相关的参数主要为:暴雨重现期及径流系数。

(1)径流系数计算

汇水面积的综合径流系数应按地面种类加权平均计算。根据六灶社区控制性详细规划，社区内用地以居住用地为主，辅以公共设施、道路广场、绿地、水域等用地。径流系数计算如表1所示。

表1 六灶社区径流系数计算表Tab.1 Table Liuzao Community Runoff Coefficient

经加权平均计算，综合径流系数采用Ψ=0.599，取 0.60。

(2)暴雨重现期

根据最新修订的《室外排水设计规范》(2014版)，雨水管渠设计重现期，按表2规定取值。

本次规划的六灶社区位于上海外环线以外区域，属于非中心城区。综合考虑汇水地区性质、城镇类型、地形特点和气候特征等因素，暴雨重现期取2年。

表2 雨水管渠设计暴雨重现期［4］Tab.2 Rain Water Pipe Design Rainfall Recurrence Interval

6 区域污水量预测和平衡

6.1 污水量预测

污水量预测方法有按用水量折减预测法、分类预测法和城市单位建设用地综合污水量指标法等。本规划分别按用水量折减预测法和按分类预测法预测污水量(如表3)。

(1)按用水量折减预测法

根据《浦东新区川沙新镇六灶社区供水系统专业规划》，该地区规划最高日给水量为12 500 m3/d，按日变化系数1.3折算规划平均日给水量为9 615.38 m3/d，扣除12%管网漏失，规划平均日给水量为8 585.16 m3/d，规划平均日污水量按平均日给水量的90%计，约为7 726.64 m3/d。另考虑10%的地下水渗入量，则污水量为7 726.64×1.1≈8 500 m3/d。

表3 按分类法预测的污水量表Tab.3 Quantity of Sewage According to the Classification Prediction

(2)按分类预测法

根据两种计算方法预测的规划污水量取较大者，为 8 500 m3/d。

6.2 区域污水量平衡

常规污水管道分级原则为:污水总管←污水支线←污水收集干管←污水收集支管。污水的最终出路是通过城市污水总管纳入污水处理厂处理后排入水体。因此，如何纳入城市污水收集总管是污水排水规划需要解决的问题之一。由于缺乏各地块控制性详细规划，城市污水总体规划仅能明确某一地块大致预测污水量及所属污水总管、支线、干管等。而地块用性质、容积率等指标发生变化，前期预测往往不能满足新的需求，特别是污水量。因此，地块污水规划编制时须对原支线或收集干管服务范围内的污水量进行复核。若新的污水量超出城市污水总体规划中的污水量，则须进行区域污水量的重新平衡。

根据《浦东新区污水处理系统专业规划(报批稿)》(2013)，浦东新区污水系统由四个片区组成:竹园污水系统、白龙港污水系统、南汇污水系统和临港新城污水系统(如图2)。区域污水处理系统总体布局为“4片、4厂、8总管、72支线”。根据新区污水处理系统专业规划，川沙新镇六灶社区位于南汇污水系统中北部，属于南汇污水片区中机场高速污水总管之六灶污水支线服务范围。

图2 南汇片区现状污水总管示意图Fig.2 Sketch Map of Nanhui Area Status of Sewage Main

六灶污水支线服务范围东至浦东运河，西至沪芦高速S2，北至周祝公路，南至机场高速，服务面积约24.2 km2。支线的两条污水收集干管均已建成，分别位于南六公路和大川公路。位于南六公路的污水收集干管管径为φ600～φ800，经六灶泵站提升后按纳入机场高速污水总管，污水泵站规模1.4万m3/d;位于大川公路的污水收集干管管径为φ600～φ1 000，重力流直接接入机场高速污水总管。上述两条已建收集干管最大排水能力约5.98万m3/d，数据表4所示。

表4 现状六灶污水支线最大排水能力Tab.4 Current Situation of Sewage Drainage Capacity of the Largest Liuzao Extension

六灶污水支线原规划污水量约3.7～4.0万m3/d，根据最新污水量计算标准污水量规模约7.89 m3/d。故需对区域污水量进行重新平衡，为多出的1.91万m3/d污水寻求新的出路。根据《浦东新区污水处理系统专业规划》，六灶污水支线服务范围以南为三灶污水支线、东为远东大道污水支线、西为横新污水支线、北为南六污水支线度假区分支线及七灶分支线。但区域污水向南需穿越机场高速(S32)、向东需穿越浦东运河、向西需穿越沪芦高速(S2)，均不合理。因此，规划考虑将部分区块划入北侧南六污水支线之度假区分支线，该支线尚未建成，有接纳不同区域污水量的能力。

结合区域内河道分布、已建污水收集干管管底高程，将原六灶污水支线服务范围以宣六港、纵二河分为三个地块，如表5、图3所示。宣六港以西区域污水经六奉公路向北纳入六灶污水支线度假区分支线，宣六港、纵二河间污水就近排入南六公路污水收集干管;纵二河以东地块污水排入大川公路污水收集干管。

表5 各地块污水量及出路Tab.5 Each Block Sewage Quantity and the Way Out

图3 区域污水量平衡示意图Fig.3 Regional Water Balance Diagram

7 排水管线布局

雨水管渠的布置应充分利用地形，就近排入水体;管道布置时应充分考虑规划地块地面高程、规划区域内的河道常水位、最高控制水位等。根据最不利水位标高，地面高程控制应遵循有水力坡降线形成的规划最大暴雨时的水位等高线，从离河道最远处(若四面临河，最远处为地块中部)依次向河道递减，也即从河边向地块中间逐步抬高地面高程，而不需全面抬高(如图4、图5)。六灶社区河道常水位为2.50 ～2.80 m，预降水位2.0 m，最高控制水位为3.75 m。规划的六灶社区内共有7个河道围合地块，河道间距为200～950 m。规划最长雨水管道长度为470 m，经计算，建议最不利点处地面高程应控制在4.30 m以上。

图4 管道水力坡降图Fig.4 Pipeline Hydraulic Gradient Map

图5 雨水管线布置图Fig.5 Water Pipeline Layout

污水管网定线时，应充分利用地形，尽可能顺坡排水，减少管道埋深，还应结合现状与规划路网情况，如图6所示。

图6 污水管线布置图Fig.6 Sewage Pipeline Layout

8 结语

随着《国家新型城镇化规划》的发布，各地城镇化步伐将逐步加速。在现代城市整体规划中，排水系统规划是一项十分重要的工作内容。城市排水规划是否合理、完善，直接关系着城市的经济建设和人民的基本生活需求。在规划与设计城市给排水系统时要善于发现问题，并妥善处理好城市发展中可能面临的排水问题。高质量地编制好城市给排水规划，不仅是排水工程规划与设计自身的需要，而且是城市面向未来，走上可持续发展之路的保障。

［1］董力.新型城市排水系统规划设计研究［J］.科技咨询，2012，13(4):36.

［2］《城镇排水与污水处理条例》(国务院令第641号)［Z］.2013.

［3］孙慧修，郝以琼，龙腾锐.排水工程(上册)［M］.北京:中国建筑工业出版社，1999.

［4］GB 50014—2006，室外排水设计规范［S］.