我国给排水系统的未来发展

我国给排水系统的未来发展

摘要：城市的给水、排水处理设施是保障城市经济发展和人民生活的重要基础设施。是城市基础设施的重要组成部分。本文主要针对城市给排水系统结合国外的给排水系统的现状分析了当前我国城市给排水系统中存在的矛盾和问题。提出了解决的对策和措施，指出了城市给排水系统必须提高的规划设计水平和管理能力，并指出未来发展趋势。

关键词：给排水现状存在问题措施办法发展趋势

前言：水是生命重要组成部分，以三种形态存在于我们的世界。人类社会经过长期的积累和发展使得给排水系统工程技术不断提高。城市给排水系统主要有三个方面：给水工程、排水工程、建筑给排水。1、给水工程主要是指和自来水公司有关的一些事宜，如自来水厂的设计、施工、给水管道、泵房、滤池、沉淀池等。2、排水工程分两个方面：一是市政排水，即和排水管道有关。二是水处理，目前发展趋势比较好，主要是污水处理厂和回用水处理。3、建筑给排水，即建筑内的给排水及消防管道。

中国是一个水资源短缺的国家。淡水资源总量为28000亿方，人均只有2300方。扣除难以利用的洪水经流和散步在偏远地区的地下水资源后，现实可利用的淡水资源量则更少，仅为11000亿方。人均可利用的水资源量为900方，并且分布极不均衡。中国虽然早已把水资源保护列为基本国策，但20年来水环境质量在总体上非但没有改善反而继续恶化，50%的城市水源受到污染，已严重危害人体健康，并制约着城市经济的发展，使原来紧缺的城市水资源更是雪上加霜。

“下水道是城市的良心”100多年前雨果的这句名言在当下仍然有着深刻的现实意义。街道成河、汽车没顶、交通堵塞、人员伤亡……内涝似乎已成为我国许多城市遭遇强降雨的普遍状态。据统计，近年来随着极端天气的频发，我国62%的城市发生过城市内涝。内涝灾害超过3次以上的城市有137个。发生内涝的城市中最大的积水深度超过50厘米的占74.6%，积水深度超过15厘米的多达90%。“到市区看海”是近来流行于网络的冷幽默。

室内渗水、屋顶漏水、消防管网没有水……这些现象每位城市居民都经历过。墙面被渗泡，室内可划水等问题折磨我国大多数城市居住者。

目前世界著名的跨国水务公司纷纷来华投资供水设施建设、供水管网改造和污水处理工程，并带来了先进的管理办法。截止目前已有总额超过10亿美元的投资，主要集中在东部地区。随着西部大开发，西部地区有20多个城市供水和污水处理领域引进外资，外商在中国水务市场的投资呈现向西部扩张的趋势[1]。

在我国强力推进城镇化进程的今天，城镇的给排水系统建设时城镇经济发展，人们安居乐业的重要组成部分。城市的给排水系统的规划设计水平和管理能力的提高时何等重要。本文就给排水在国外和国内的发展概况作一个简单的概述，并提出我国城市给排水系统建设过程中出现的问题。针对出现的问题提出解决措施。对我国城市给排水系统的发展趋势进行简要分析。

一、国外的发展概论

1.1.第一阶段是创建阶段

十九世纪中期西方国家先后发展了现代城市给排水系统。英国早期的排水工艺只是建造管渠工程，将污水废水及雨水直排水体。到1911年德国已建成70个污水厂，在其后的半个世纪里城市排水系统的发展较为缓慢，例如，1957年西德的家庭污水入网率仅为50%；1961年日本东京仅为21.2%。

1.2.第二阶段是发展和治理阶段

六、七十年代开始，西方国家投放大量财力铺设污水管道、建设处理厂，提高污水的收集率和处理率，并对工业污水、污水厂尾水的排放作了严格的控制（又称“点源”治理。）例如1979年东京污水入网率达到70%；1987年前西德污水的入网率已达95%，处理率达到86.5%，城市居民人均污水管长达4m。然而城市水环境的质量仍然不尽人意，研究中发现传统的给排水观念造成人们长期以来认为，合流灌渠内的污水被暴雨水稀释（稀释比约1:5-1:7）、溢流后不会再危害水体，事实上并非如此。1960~1962年在英国北安普敦的调查发现，暴雨之初，原沉淀在合流灌渠内的污泥被大量冲起，并经溢流井溢入水体即所谓的“第一次冲刷”。此后，人们提高了溢流井内的堰顶高程以减少溢流量，但这样作又增加了管渠内沉积物，一旦被更大暴雨冲起、挟入溢流，进入水体仍然造成污染。

1.3.第三阶段是暴雨雨水的管理阶段

为了进一步改善城市水体的水质，自七十年代起都在致力于此项工作。首先是对雨污混合污水在溢流前进行调节、处理及处置，使之溢流后对水体的水质影

响在控制的目标之内。例如美国一些州，要求混合污水在溢流之前就地作一级处理，并对每个溢流口因超载而未加处理的混合污水溢流次数加以限制（如华盛顿州每个溢流口每年1次，旧金山市为4次）；其次是对污染严重地区雨水径流的排放作了更严格的要求，如工业区、高速公路、机场等处的暴雨雨水要经过沉淀、撇油等处理后才可以排放。在已有二级污水处理厂的合流制排水管网中，适当的地点建造新型的调节、处理设施（滞留池、沉淀池等）是进一步减轻城市水体污染的关键性补充措施。它能拦截暴雨初期“第一次冲刷”起的污染物送往污水厂处理，减少混合污水溢流的次数、水量和改善溢流的水质，以及均衡进入污水厂混合污水的水量和水质，它也能对污染物含量较多的雨水作初步处理[2]。

西方国家的实践表明，为了进一步改善受纳水体的水质，将合流制改造为分流制，其费用高昂而效果有限，而在合流制系统中建造上述补充设施则较为经济而有效。所以，国外排水体制的构成中带有污水处理厂的合流制仍占相当高的比例，如前西德1987年其比例为71.2%，且该国专家认为通常应优先采用合流制，分流制要建造两套完整的管网，耗资大、困难多，只在条件有利时才采用。至八十年代末，前西德建成的调节池已达计划容量的20%，虽然其效果难以量化，但是送到处理厂的污泥量增加了、河湖的水质有了显著改善。据估计，用这种方式处理雨水的费用与污水厂不相上下。为了实现对暴雨雨水的管理，必须对雨水径流过程有更深入的认识、准确的预测和模拟。当前西方最著名的程序有：（1）英国环境部及全国水资源委员会的沃林福特程序。它是在六十年代的过程线方法----TRRL程序的基础上发展起来的，可用于复杂径流过程水量计算和模拟、管理设计优化，并含有修正的推理方法，其最新版本称为沃若斯。（2）美国陆军工程师兵团水文中心的“暴雨”模型。改程序可以计算径流过程、污染物的浓度变化过程，适用于工程规划阶段对流域长期径流过程的模拟。（3）美国环保局的雨水管理模型。它能模拟降雨和污染物质经过地面、排水管网、蓄水和处理设施，最终到达受纳水体的整个运动、变化的复杂过程，可作单一事件或长期连续时期的模拟。此外，西方国家还有许多此类模型，以满足各种不同应用水平和要求。这些雨水模型计算机程序的开发常与工程项目的应用紧密联系，经过一段时期的经验积累，政府主管部门便组织协调，推出定型软件供工行人士选用，因此西方国家城市排水工程中计算机的应用已非常普遍。

二、国内的发展概况

2.1.我国城市给水行业发展现状

多年来，我国城市水厂大量扩建，乡镇供水大面积普及，出现了前所未有的给水建设高潮。由于城市环保措施还跟不上发展需要，致使一部分地面水资源及地下水源受到了不同程度的污染。针对这种状况广大给水工作者不断探索有关技术对策，不断发展新的供水处理技术，是我国的给水行业的工程建设得到较大的提高。其中包括：（1）城市地面水厂建设规模越来越大，而地下水源供水的比重日益缩小，水资源量或水质也很难满足一些城市的供水要求，因此出现了不少长距离的引水工程。（2）给水管网是给水系统的重要组成部分，一般约占给水总投资70-80%。城市给水管网布置一般以树状网和环状网的形式接入到用户管线[3]。（3）由于受到城市污水的影响，使部分水源受到污染，为解决无水可饮用的地区用水，许多城市开展了对水处理工艺的研究。一是出现了对被污染水的处理工艺研究；二是对一些特殊水的处理技术；三是高浓度水和低温低浊度水的处理技术，取得了新的成果。（4）目前我国大部分地面水厂的处理工艺任然以常规处理为主，即：混合、絮凝、沉淀、过滤和消毒。

2.2.我国城市排水系统发展现状

近几年来，随着我国环境保护要求的提高和给水工程建设迅速发展，排水工程建设技术和污水处理工艺也相应得到了发展。在建设过程中，我国排水工作者广纳百川。结合结合国情应用和探索了大量工艺技术，从而在排水工程建设的规模和质量方面都取得了较好的成功。其中包括：（1）在排水体制上：原建有合流制管道系统的城市或区域一般都保留利用，但进行了改造，增建或减少了截流管，对污水污泥的处理多数采用机械脱水，脱水机械倾向于带式压滤机，新建的规模较大的污水处理厂，则倾向于建立污泥消化池，所产生的沼气用来发电或解决场内供热。（2）近年来大多数城市倾向于集中建立污水厂，规模逐渐增多，建设了25-40万立方米的污水厂，污水厂的进水一般含有30-70%的工业废水，但要求工厂废水进行预处理后才能接入城市污水处理厂。一般污水厂的工业普遍要采用活性污泥法，大多用鼓风机传送空气作为氧源。此外，当前普遍重视城市污水处理厂出水的利用，特别是在北方水资源缺乏的城市，污水厂的出水已经考虑作为水资源利用，所以，在污水处理系统上也有较大的提高，目前，污水厂的出水主要

考虑作灌溉农田，城市景观或河沟的补给水、工业冷却水以及市政杂用水等。（3）由于城市内水体的环境容量有限和建设资源较紧，近年来许多沿江、海城市将污水收集起来，铺设专业管道，将污水远距离输送至大水体做深水稀释排放的工程。处理厂运行的监控系统，新建污水厂一般采用分散控制集中显示仪表系统。为节约耗电，根据曝气池溶解水来控制风机的运行，也已在一些污水厂中凸显[4]

三、我国城市给排水系统存在的问题

3.1.当前我国城市给排水系统通俗的问题

（1）城市供需水之间的矛盾突出

随着我国经济建设的不断加快，城市水的供需矛盾变得越来越突出，其原因一是人口不断增加，目前我国城市人口正以每年0.2%的速度增长，使城市用水量急剧增加。二是单位人口用水量增加，由于经济发展和人们生活水平的提高，我国城市单位人口用水量比过去增加了近2倍，三是工业用水量增加，四是水质型缺水问题。

（2）供水水质下降和需求高标准水质的矛盾

现在人们生活节奏的加快和生活水平的提高，直饮水的需求不断增加。而水污染的日益严重，造成了现在自来水质相对下降。而我国饮用水水质标准（GB5749-85）是1985年颁布的，明显落后于时代。

（3）水污染处理的急切性和设施不完善的矛盾

目前，我国城市普遍存在水质污染的问题，使城市水环境受到严重破坏，水质型缺水的区域不断扩大，水资源供需失衡。而污水直流，许多城市污水设施不健全，不完善现象在国内仍然存在。

（4）极端天气频发和城市排水系统滞后的矛盾

城市内涝是我国多个城市都面临的问题。随着近年来极端天气的多频发，原来城市给排水系统滞后的问题被再次扩大，严重影响着城市经济和人民的生命安全。

3.2.造成我国城市给排水系统问题的主要原因

（1）城市建设管理者的急功近利的发展心态和政绩观

重视当前效益，缺乏长远规划，中地表轻地下，是当前我国城市建设管理者普遍存在的错误理念。这种错误管理理念的形成有客观因素，但主要缺乏为城市繁荣、民众====深谋远虑的责任心。

（2）城市给排水规划和建设缺乏科学支持

由于对城市整体及长远规划投入的科研不足，造成对城市现阶段的情况缺乏准确的统计，对天气的变化和水资源的污染缺乏科学、系统的分析和预测，致使城市给排水工程缺少战略性的远景规划。现行的给排水工程的质量要求还需要根据实际情况，制定出各种用途水的使用标准，而先行的城市给排水系统多分为3年重现期的设计标准，远远低于极端天气带来的给排水设计要求。

四、我国城市给排水现状采取的对策和未来发展

4.1.要强化水资源的认识，推行节约用水

我国已将水资源保护纳入国策，珍惜每滴水的社会风气也正在逐步形成，但一些单位和个人还存在浪费水的现象，需全社会坚持不懈的进行宣传教育，使节约用水的观念深入人心。加强水资源利用的政策制定，使人们自觉、自愿的节约用水。

4.2.强化科学研究、高起点、高标准制定我国城市给排水系统的规划，建设的规范和标准

要对我国现状的城市供排水系统进行分析，研究，并有针对性的预测未来发展趋势，并结合国际先进的经验，制定出我国城市供水，排水和建筑供排水的行业标准。

4.3.理顺城市给排水系统的管理体制，树立科学的管理理论

城市供排水行业管理应由城市建设行政主管部门归口管理，而不是许多地方现行的划归水务部门管理，城市建设行政主管部门管理有利于城市内各种资源的协调、统一、明确责任。

4.4.加快城市给排水系统和污水处理工程建设

今后要对排水系统和污水厂建设长远规划，合理布局，分期实施，采用先进的工艺和办法。使政府投入的资金尽可能的达到效果，对当前污染严重的地区要加大设施建设的力度，环保部门加强监督、指导、逐步恢复“山清水秀”的自然环境。

五、结束语

鉴于我国人口众多，人均水资源相对贫乏。加快经济建设，推进城镇化迅速发展，我国水资源可持续开发利用必须建立“节流为先，治污为本”的新战略，并以此指导城市水管理政策，规划和建设方案的制定，同时通过价格等措施提高城市供水水质，污水处理率通过新材料，新工艺的推广利用，逐步改善目前我国城市供排水系统存在的弊端，使城市供排水系统步入一个良性发展的阶段。