化工园区给排水规划设计与优化
摘要：化工园区规划专业性要求很高，有别于一般的城市规划，显示出了它的行业特点。

本文将会系统介绍化工园区给排水设计的任务、特点及各项设计参数的确定和计算，且以此为据，对化工园区给排水规划设计提出一些有用的建议。

关键词：化工园区规划；设计参数；建议
中图分类号:S276文献标识码： A
一、前言
化工园区规划是最近几年才出现发展起来的、具有城市区域规划特点的、同时有很强的工业区域规划设计特性的、特殊的区域性规划，行业特点较强。

目前化工园区规划规范缺乏，大多采取城市规划规范。

本文将根据化工园区特点，关键点放在化工园区给排水特点、设计参数确定和计算方面，同时给出建议。

二、化工园区给排水规划特点
化工园区给排水设计在总体规划阶段的主要任务就是测算化工园区给排水负荷，管网的定线，确定给排水方案，确定污水处理方案以及为了节约用水，减少污染物排放的中水回用方案。

在做总体规划时或总体规划完成后，这类专项规划应由具有专业资质的机构来完成，以此对总体规划进行必要的完善和补充。

而总体规划也需要根据专项规划的成果进行必要的修编。

控制性详细规划阶段给水管网设计计算的主要参数有：给水管网中的节点参数，包括节点流量、节点压力；管段参数，包括管段流量、管径、管长等；排水管网的节点流量、管径、坡度、管长及埋深等。

三、化工园区给排水规划设计参数的确定和计算
化工园区给排水具备以下特点：（1）园区内各地块的给排水用量具有不确定性。

（2）规划范围内的给排水设施及地下管网的设计参数会比较大。

（3）给排水用量的连续性。

（4）人口密度小，景观要求不高。

（5）污水处理难度高，污染物对人群的影响大。

（6）清洁废水排放量大。

（7）给排水用量具有不均衡性。

（8）防洪排涝要求高。

1．确定工业生产用水量
化工园区工业用水量的确定，通常采用三种方法进行测算：
一是按照规定，三类工业用地按照3.00～5.00万m3／km2·d进行测算。

二是工业用水定额一般以万元产值用水量表示。

三是按照规划的化工产业实际用水量或同类已建成项目实际用水量进行估算。

2. 管网流量分配
给水管网设计计算中有两个很重要的参数：管段流量和节点流量，将给水管网设计用水量分配到管网的管段和节点。

（1）集中流量
集中流量一般逐项计算。

（2）沿线流量
用水量沿干管均匀分布，由此确定单位管长的用水量，称为长度流量比：当均匀性较差、干管沿街区分布不均匀：
3. 节点设计流量计算
将管段沿线简化为管段两端的节点流量；集中流量直接加到所处节点上；供水流量作为负流量。

节点设计流量是集中流量、沿线流量（转移后）和供水流量之和。

4. 管段计算流量
管网中任一管段的计算流量在确定节点设计流量之后，接着要利用节点流量的连续性方程确定管段设计流量。

5. 管网设计流量的计算方法
水量相对较大的用户按照集中流量处理，对给水管网进行修正以接近实际情况。

6. 排水量的确定
（1）污水设计流量计算
化工园区污水设计流量是通过对所有规划项目的污水排放量的测算或按照
一定的排污率进行测算得出的污水排放量。

（2）清洁废水设计流量计算
清洁废水排水量的测算是通过对项目运行时循环冷却水及化学水用量的分析后，计算出其清洁废水排放量。

7. 排水系统划分
化工园区的排水系统一般分为：清污分流体制和清污合流体制。

8. 设计管段流量计算
（1）设计管段划分
污水管网也可以被简化为由管段和节点构成的污水管网。

（2）设计管段中设计流量的组成
管段流量=本段流量+转输流量
（3）沿线流量设计
沿线流量采用面积比例进行分配。

（4）节点设计流量计算
节点设计流量计算往往与管段设计流量计算同时进行。

（5）管段设计流量计算
污水管网水力计算从上游节点向下游节点进行，依次进行计算。

（6）污水管道衔接
通常采用水平接和管顶平接，特殊情况下需采用管底平接与跌水连接。

9．污水管道水力计算参数
（1）设计充满度
污水在管道中的水深h和管道直径D的比值称为设计充满度。

（2）设计流速
污水管道的最小流速定为0.60m／s，通常金属管道的最大设计流速为10m ／s，非金属管道为5m／s。

（3）最小管径
规定一个允许的最小管径，在街区和厂区内最小管径为200mm ，在街道下为300mm。

（4）最小设计坡度
以设计充满度为1或0.5时的最小坡度作为最小设计坡度。

（5）污水管道的埋设深度
无保温措施的污水管道管底可埋设在冰冻线以上0.15m；有保温措施可加大，在车行道下的最小覆土厚度不小于0.7m；非车行道下可减小。

10．化工园区污水管网设计流量计算修正方法
计算项目污水量，加在最近的节点上，其流量=集中流量+沿线流量，然后对管网的其它参数进行修正。

11. 化工园区雨水管网参数的计算
（1）雨水管渠布置要求
扩大重力流排除雨水的范围；避免设置雨水泵站；结合规划布置雨水管线；道路上一定距离处设置雨水口。

（2）雨水量的计算
①雨水设计流量公式
雨水设计流量公式是根据一定假设条件，由雨水径流成因加以推导而得出的。

②雨量设计参数
降雨量是指降雨绝对深度。

降雨历时是连续降雨的时段。

暴雨强度是连续降雨时段内的平均降雨量。

暴雨强度重现期是指暴雨强度值出现一次的评价间隔时间。

③径流系数
径流系数（化工园区）一般选0.6到0.7。

④设计重现期
一般选用0.5～3 年。

⑤集水时间
包括地面集水时间与雨水在管渠内的流行时间：T = t1 + mt2。

地面集水时间t1取10 min，折减系数m。

⑥雨水管段的设计流量计算
从汇水面积最远端到不同的计算断面处的集流时间（包括管道内的流行设计）也不一样，在计算平均设计暴雨强度时，应采用不同的降雨历时t。

12.雨水管渠水力计算
（1）雨水管渠水力计算的设计规定
①雨水管道的设计充满度按满流考虑，明渠应有0.20m的超高，街道边沟应有0.03m的超高。

②设计流速：雨水管道在满流时最小设计流速为0.75 m／s，明渠为0.40 m ／s。

金属管道的最大设计流速为10 m／s，非金属管道为5 m／s。

③最小设计坡度与最小管径：雨水管道的最小管径为300 mm，相应的最小坡度为0.003，雨水口连接管道200 mm，0.01。

④最小埋深与覆土厚度：具体规定同污水管道。

（2）雨水管渠水力计算的方法
按均匀流考虑，主要确定5 个水力因素：管径D、粗糙系数n、水力坡度i、流量Q、流速v。

（3）雨水径流量调节
利用管渠自身的调节能力蓄洪；利用调节池、天然池塘或河流蓄洪。

（4）雨水管渠系统的设计计算步骤
①划分排水流域和管道定线。

②划分设计管段。

③划分并计算各设计管段的汇水面积。

④确定各排水流域的平均径流系数。

⑤确定设计重现期P、地面集水时间。

⑥求单位面积径流量。

⑦确定管渠的最小埋深。

⑧雨水管渠流量和水力计算。

⑨绘制雨水管渠平面图及纵剖面图。

13．化工园区雨水管网设计计算
化工园区雨水管网设计中，有清洁废水加入，所以应按照合流制管网设计。

（1）化工园区合流制管网设计流量计算
化工园区合流管渠设计流量计算方法与分流制系统中雨水量计算相同。

（2）合流制排水管网水力计算
设计计算规定
①合流制排水管渠设计充满度一般按满流考虑，即h ／H=1。

②合流管道（满流时）最小设计流速为0.75 m／s，校核旱流量时管内流速，一般不宜低于0.2到0.5m／s。

③最大设计流速、最小设计坡度、最小管径与最小埋深要求基本上与雨水管渠的设计相同。

（2）合流制排水管网水力计算内容
合流制排水管网水力计算内容：溢流井上游合流管渠的计算；截流干管和溢流井的计算与晴天旱流情况校核。

四、化工园区给排水规划优化建议
（1）化工园区规划按照一次性规划，分步实施的原则，使规划更具有先进性和可操作性。

（2）建议在做园区用水负荷预测时，采用综合方法对园区用水量进行考核检验，用万元产值耗水量或清洁生产标准对预测结果进行复核。

（3）准确测算给排水用量，可以有效节省建设投资，节省水资源，同时也可以有效提高给排水设施的运行效率。

（4）建议用已经落地的项目作为参考，采用规划中给水量较大的项目作为集中用水，重新进行复核计算，使其更接近实际运行情况。

（5）排水管网设置阶段，建议用已经落地的项目作为参考，采用规划中排水量较大的项目作为集中排水，重新进行复核计算。

五、结束语
化工园区给排水规划设计专业性极强，需要进行大量的计算和优化工作。

在进行此类设计之时，一定要注意理论和实践相结合，看待问题要更加符合现实。

参考文献
[1]孙惠修主编，排水工程(上册)，第四版，中国建筑工业出版社，1999.
[2]张中和等编，给水排水设计手册(第五册·城市排水)，中国建筑工业出版社，2000.
[3]上海市建设和交通委员会主编，室外排水设计规范GB50014- 2006，中国计划出版社，2006.。