城镇污水处理厂防洪标准和设计地面标高及排水方式的合理确定(北京中机创杰环境科技股份有限公司,北京)摘要通过具体分析规范、标准中与污水处理厂设计相关的防洪条文,指出了其不明确的地方,总结了影响城镇污水处理厂防洪标准、设计地面标高及排水方式的多种因素。以河北省徐水县一期污水处理工程(3理地确定污水处理厂的防洪标准、设计地面标高及排水方式、同一的,而应结合当地实际情况,通过风险—投资—防洪标准、设计地面标高和排水方式等。关键词城镇污水处理厂防洪标准)6.1.1条规定:“害影响,防洪标准不应低于镇洪标准,有良好的排水条件。”该条条文说明中指出“厂址的防洪和排水问题必须重视,一般不应在淹水区建污水处理当必须在可能受洪水威胁的地区建厂时,应采取防洪措施。另外,有良好的排水条件,可节省建造费用。新增条文规定防洪标准‘不应低于城镇防洪标准’。”条文说明没有对“可能受洪水威胁”作进一步的解释,比如没有明确指出在什么样的地形、区域中可能受洪水威胁,受多少年一遇的洪水威胁,受多大规模的洪水危害,洪水的持续时间及遭受到怎样的破坏等。这就意味着每个设计者认识不同,对同一个污水处理厂所设计的防洪标准可能不同,而污水处理厂设计防洪标准又直接影响污水处理厂的基建投资和运行费用。

笔者认为《中华人民共和国水法》规定的区域可作为“可能受洪水威胁的地区”,见下面的规定。《中华人民共和国水法》第四十一条规定“:在防洪河道和滞洪区、蓄洪区内,土地利用和各项建设必须符合防洪的要求。”《中华人民共和国防洪法》第二十九条规定“:蓄50给水排水贮存洪水的低洼地区及湖泊等。”在可能受洪水威胁的地方建设污水处理厂不适用于《室外排水设计规范》,可以依据的只有《防洪标(—准》94)和《给水排水设计手册?第7册?城镇防洪》。下面对《防洪标准》及《给水排水设计手册?第7册?城镇防洪》中的城市防洪内容进行分析。(—《防洪标准》94)2.0.1条规定“:城市应根据其社会经济地位的重要性或非农业人口的数量分为四个等级,各等级的防洪标准按表1的规定确定。”城市的等级和防洪标准等级重要性特别重要的城市重要的城市中等城市一般非农业人口/万人～5050～20防洪标准(重现期)/～～5050～2020《给水排水设计手册?第7册?城镇防洪》2.5.2条“:江河上游沿岸城市的防洪体系:一般多由整治河道、修筑堤防和修建调洪水库构成。

在城市上游修建水库调洪,可以有效地削减洪峰,减轻洪水对城市的压力,减少河道整治和修筑堤防的工程量,降低堤防的防洪标准,提高防洪体系的防洪标准。例如:本溪市在上游没有修建观音阁水库之前,只依靠堤防抗洪,防洪标准只能达到50年一遇。在观音阁水库建成拦洪后,本溪市的防洪标准可以提高到500可见《给水排水设计手册?第7册?城镇防洪》2.5.2条指出了影响防洪标准最重要的一个因素,即上流是否有调洪水库,水库可以滞蓄洪水,调节径流,上例中由于水库的修建使本溪市的防洪标准从)及其他标准中关于污水处理厂防洪的条文应该细化和明确,理由为:(1)规范中的防洪规定容易使人理解为“在厂区地形不受洪涝灾害影响的情况下,其防洪标准也应等于或高于城镇防洪标准。(2),城镇防洪标准,而册?第7册?的防洪内容(3)、重要程度,处于河流的位置(上游、中游、下游),是否处在河道、泄洪区,排入的河流是否有堤坝,上游是否有水库,水库的防洪库容等,都是影响城镇污水处理厂设计防洪标准、设计地面高度及排水方式的因素,规范和标准都未明确提出。(4)没有明确的规范和标准,设计人员往往采用较高的防洪标准及防洪措施,比如污水处理厂纳入城镇防洪体系中并且排入的河流有防洪堤情况下,还要求设计地面标高高于排入河流20年一遇或30遇的洪水位0.5m,在自然地面达不到设计地面标高情况下必然加高自然地面,从而使污水处理厂的基建投资大增。

(5)不同的防洪标准对应不同的排水河流的设计洪水位,是设计进水泵房提升泵扬程的重要参数,直接关系到污水处理厂建成后的运行费用。下面通过河北省徐水县瀑河污水处理厂的实例说明在没有污水处理厂具体防洪规范及标准情况下如何科学、合理地确定污水处理厂的防洪标准、设计地面标高及排水方式。2设计工程实例分析2.1工程概况河北省徐水县瀑河污水处理厂近期处理规模3万m3/d,近期占地m3/d,预留远期用地。河北省徐水县瀑河污水处理厂的污水处理采用Orbal氧化沟工艺(见图1),经处理后的尾水采用紫外线消毒达标后就近排入瀑河,污泥处理采用机械浓缩脱水工艺,泥饼外运卫生填埋。处理后出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(—2002)一级A标准。污水处理厂工艺流程2.2基础资料与踏勘徐水县及周围的地形、地貌资料:徐水县地势西北高,东南低,县城位于堆积作用所形成的山前倾斜平原区,自然坡度1‟左右,最低点为距离县城东南10km处的大因镇的李家迪城村,海拔8m。徐水县古时修建过古城墙,就近掘土,城内形成9个大坑,现除一个填平外其他8为积蓄雨水之用,是徐水县雨洪调蓄的重要措施。安新县位于徐水县东南22km,其总地势自西北向东南略有倾斜,地势平坦,地面自然坡度为12000,西半部最高海拔10m,东半部最低海拔5.5m。

瀑河从徐水县穿过,流入安新县的白洋淀。污水处理厂地理位置及地形资料:位于县城南部,瀑河东部,厂址原为农田,地势西北高,东南低,地面自然标高13.30～14.00m,厂址附近的自然坡度1.6‟,已纳入徐水县用地总体规划。县水利局提供的水文资料:瀑河污水处理厂段20年一遇设计洪水流量296m3/s,设计洪水位15.39m,设计堤高17.70m。遇标准设防,城区以下段按20年一遇标准设防。辖区内洪水防御采取堤防加固和水土保持相结合的措施,加强在上游地区的植给水排水树造林、修建调蓄水库等措施,增强水土涵养能力,控制水土流失。下游采取修建围堤、加固现有堤防、疏通河道增大泄洪能力等方式,达到防洪减灾目的。瀑河水库资料:位于瀑河徐水县的上游,坝址位于徐水县西北25km处。水库控制流域面积。洪水标准为100年一遇洪水设计、2000年一遇洪水位+0.5m)减为14.30m后,一期填方费用在设计运距11km的情况下就减少了205万元。2.5污水处理厂排水方式的确定污水处理厂出水在常年大多数时间里能够自流排入水体。排放的水位不应选取多年最高水位,因为其出现时间短,易造成常年水头浪费,而应选取经常出现的高水位作为排放水位,当水体水位高于设计水位时,可进行短时间的提升排放。

由于瀑河上游有水库防洪,即使遇到20年一遇的暴雨,瀑河也未必有20,由于污水计,,20年一遇的洪水,,此种排放方式应用得也比较多,比如韶关市第二污水处理厂一期工程、杭州七格污水处理厂一期工程、 上海竹园第一污水处理厂工程、长沙市第一污水处理厂、南宁市江南污水处理厂二期工程等。下面按一期3 万m3/d 规模对优化后的方式 进行投资效益分析。 提升1m 污水的电机总功率为(假设水泵及电机的效率均为 70%):P=ρ gQH/(η 2)=10009.8(30000/86400)1/(10000.70.7)=6.95(kW)。 每天提升1m污水的电耗为6.9524=166.8(kW?h),按目前电费 0.73 元/(kW?h)计算可得,全年提升1m 污水的电费至少为 4.44 万元。 原设计为污水一次提升,处理水借重力可以排入20 年一遇洪水时 的瀑河中(洪水位为15.39m),最后一个构筑物设计水面标高为15.90m, 提升泵的静扬程为17.33m。 瀑河污水处理厂常水位标高约为11.11m,参考已有的工程实例, 可设计瀑河污水处理厂段水位13.25m为开泵水位(以5 水位作为开泵控制水位,20一遇河道洪水位进行校核),推算出最后一 个构筑物出水井水面标高13.76m,比原来设计15.90m 降低2.14m,提 升泵的静扬程也降低2.14m。

遇洪水校核,是一座以防洪为主兼顾灌溉的中型水利枢纽工程。 瀑河水库加固扩建后,上库调蓄库容达2.35 亿m3;下库防洪库容达 0.74 亿m3。现多年干旱,水库已没水。 踏勘情况:通过走访水利部门,询问当地的老人,实地调查并核实 了河流最高洪水位淹没情况和厂区历史上洪水淹没情况,在“63?8” 洪水时,污水处理厂段中洪水位和现有堤岸顶持平,理厂址处并未被洪 水淹没。2.3徐水县8 万,依据表1,划为城市,～50a,考虑到瀑河对 徐水县城的防洪标准可达100 年一遇,同时瀑河污水处理厂段的堤坝 防洪标准为20 年一遇,对于污水处理厂来说已经有水库和堤坝的双重 保护了,笔者认为污水处理厂自身的防洪标准可适当降低,以10 遇的洪水位设计或不考虑洪水的影响都可以。但这种情况下,污水处理厂出水必须按20 年一遇的洪水位进行校核。 2.4 设计地面标高的确定 徐水县污水处理厂为小型污水处理厂,所处地形为山前倾斜平原 区,非处于河道、洼地,滞洪区、蓄洪区;瀑河污水处理厂段有瀑河堤坝,