中国电科电子科技园建设项目基地位于京涞新城北部片区, 场地内山地、坡地、平地地貌兼备, 地形较复杂。项目总用地面积1 480亩 (1亩≈666.67 m²) , 总建筑面积104.6万m², 分期建设。一期建设总建筑面积29.5万m², 其建筑群主要分3个区块:科研办公区、科研配套生活区、科研试验区^[1]。园区总平面图及排水设施布置详见图1。

　　 由于本工程周边市政道路配套的雨、污水管网不完善, 园区内的生活污、废水及雨水无法通过室外管网直接排入市政排水管网中。本工程地处河北保定区, 属于重度缺水地区, 因而如何实现水资源的可持续利用尤为重要。

　　 本工程拟将园区内的生活污水经室外化粪池处理、厨房含油废水经隔油设施处理后, 通过室外污水管网统一收集, 最终集中排入园区内的生活污水处理站处理, 处理后的污水作为园区内景观水水源和绿化浇洒等用水。园区内各单体雨水经室外雨水管网收集后就近排入附近水系或地埋式雨水处理设施后回用。中水、雨水回用水出水水质达到《城市污水再生利用 城市杂用水水质》 (GB/T 18920-2002) 中的观赏性景观环境用水的最高标准。

　　 本工程室内污、废水合流, 雨、污分流。室内污水管设环形通气管或专用通气立管, 以保证污水管均能形成良好的水流状况。地下室排水经集水井收集后用潜污泵排出室外。室外雨、污分流, 生活污水经室外管网收集后, 进入化粪池处理, 厨房含油废水经隔油设施处理后, 集中排至污水处理站处理后回用。

　　 由于本工程建设要求为整体规划, 分期建设, 分期投入使用。在排水系统设计中, 不仅要满足现有的设计规范要求, 同时还要兼顾一期工程单体先行使用的情况, 故在室外污水系统中单独从谷雨村敷设一条污水管网排至污水处理站, 同时预留其他各区域的污水管网预留接口, 做到分期建设与分期使用合理结合。谷雨村室外污水管网平面布置详见图2。

　　 依照各建筑的不同性质, 参照《建筑给水排水设计规范》 (GB 50015-2003, 2009年版) 和《民用建筑节水设计标准》 (GB 50555-2010) 中关于用水定额的标准, 作为本项目用水定额选取的标准, 排水量根据用水量计算 (详见表1) 。

　　 由表1计算得出, 本项目设计污水处理量按2 000 m³/d。再生水处理核心工艺采用A/O-MBR+臭氧消毒, 设有缺氧池、好氧MBR池及臭氧接触消毒池。按最高日处理水量设计配套设备, 24 h连续运行。剩余污泥采用叠螺脱水一体化处理后外运至附近垃圾填埋场填埋, 污泥含水率不得高于80%。污水处理工艺流程见图3。好氧MBR池分成独立的2格, 以满足项目分期建设带来的污水量变化的要求。

　　 (1) 污水处理站的设置。在方案设计阶段, 对污水处理站分散设置还是集中设置进行综合比较。由于本项目呈西北高, 东南低的地形条件, 有利于室外污水管网汇总于集中设置的污水处理站。污水处理站分散设置虽然运行管理、设计灵活, 室外排水管网会适当减少, 但其进水水质、水量波动性较大, 不利于污水的稳定处理, 同时分散设置不利于污水处理站对周边单体环境的影响及其本身的日常维护。相反污水处理站集中设置便于日后统一运行维护管理, 且初期投资及运行费用节省, 同时会减少污水处理站本身对周边环境的影响。由于本工程所处地区夏季主导风向为西南风, 故将污水处理站设置在地块东南角 (如图1所示) 。

　　 (2) 污水处理工艺的选择。生活污水处理工艺目前已相当成熟, 其核心技术主要为活性污泥法和生物膜法。主要有氧化沟、序批式活性污泥法 (SBR) 、生物接触氧化法、曝气生物池 (BAF) 、A/O工艺、膜生物反应器 (MBR) 等。考虑到本工程总污水量处理规模不大, 同时对处理后回用水水质要求较高, 且园区内用地紧张等因素, 选用A/O-MBR+臭氧消毒工艺具有明显优势, 处理后出水可直接回用。

　　 (3) MBR池的设置。由于本工程分期建设和使用, 生活污水进水量变化较大, 如何应对分期使用带来的污水处理问题成为设计中的一大挑战。考虑到MBR池设置的灵活性, 将该池设计成2个独立的构筑物, 按最高日污水量设计, 一期单池使用, 交替运行;园区总体投入使用时, 双池并列运行, 以满足先期使用时进水量偏少的弊端。

　　 本工程室外排水采用雨、污分流制。雨水量按河北保定地区暴雨强度公式进行计算, 屋面雨水采取有组织排水。谷雨村大圆环屋面排水采用压力流 (虹吸式) 排水系统, 其余屋面排水采用有组织重力流排水。设计重现期重力流屋面为10年, 场地为3年, 下沉式地面为50年, 园区综合径流系数按0.5设计。涞水县当地近10年内的气温、降水等气象资料见表2。

　　 从表2可以看出, 当地雨水年蒸发量远大于降雨量, 合理设置水系及相应雨水设施尤为重要。结合原有地形条件, 将原贯穿于园区内的2条泄洪沟, 设计成为灵溪和龙泉2条水系。沿山体周围设置截洪沟, 在截洪沟内侧根据地形条件一定距离范围内设置一级雨水收集池, 用于收集山体雨水, 旱季时用于山体灌溉。在各区域范围内分别设置下沉式绿地、生态植草沟、景观蓄水池及二级雨水收集池等设施。雨水收集设施规划详见图4。

　　 根据现有室外景观设计, 将室外雨水系统分区域设计, 就近排入各水系或蓄水设施内。谷雨村室外雨水管网平面布置详见图5。

　　 根据场地地形条件及各区域建筑群布置形式, 地埋式雨水处理设施分别独立设置在各区域内。各单体屋面雨水经室外雨水管网收集后就近排入地埋式雨水处理设施, 经处理后用于景观水水源补充水、绿化浇洒等用水。雨水处理工艺流程详见图6。

　　 (1) 一级雨水收集池的设置。由于山体情况的复杂性, 一级雨水收集池容量及位置的确定问题成为设计中的一大难题。在后期设计中, 将根据山体植被情况、汇水区域、客水状况、水体绿化灌溉情况及气象参数等因素综合考虑, 进一步研究确定一级雨水收集池容量及位置的合理性。

　　 (2) 二级雨水收集池的设置。在设计过程中, 如何有效收集和利用雨水是设计中的主要任务。结合园区地形条件及总体规划, 分区域设置地埋式雨水处理设施。根据雨水收集面积确定地埋式雨水处理设施的容积大小, 在一期建设中, 分别在谷雨村和龙泉村处设置3个有效容积400 m³的地埋式雨水收集处理设施。

　　 本项目非传统水资源主要有2种:雨水回用水和污水回用水。雨水回用水受季节性影响较大, 项目所属地区属于暖温带大陆性气候, 降雨季节分布不均, 主要降雨期集中在6～9月, 因而雨水的收集和利用受到很大的局限性。污水回用水水量只受生活污水进水量的影响, 不受外界环境的制约, 是一种很稳定的补水水源。

　　 本项目园区内地埋式雨水处理设施采用区域化独立布置, 而污水处理站采用集中布置。在项目设计阶段考虑如何将中水回用系统与雨水回用系统有机结合成为了一个难点。

　　 由于本项目占地面积较大, 2套系统分别设置显然不合理。设计通过适当放大各区域中的雨水清水池体积, 将其兼做中水的蓄水池, 各区域的绿化浇洒、景观水补水取自雨水清水池, 这种有机的结合避免了中水管网的重复敷设, 同时满足各区域回用水系统的独立运行。在旱季时节, 污水回用水也可直接补水至雨水收集池内, 满足旱季时各区域的景观水、绿化道路浇洒等用水。非传统水源利用规划及中水系统原理见图7、图8。

　　 中国电科电子科技园建设项目从2014年立项, 2015年开始施工图设计工作, 并于同年底完成施工图设计。期间适逢“海绵城市”新一代城市雨洪管理概念的提出, 同时国务院办公厅2015年10月印发《关于推进海绵城市建设的指导意见》, 因此在之前规范和方案中并未考虑该部分内容的情况下, 按照“因地制宜、统筹建设”的要求, 结合项目特点, 选择效益优先的单项及组合系统实施。结合2016年河北省《海绵城市建设工程技术规程》^[3]对年径流总量控制率要求及项目实际, 积极推进本项目中“小海绵”建设。在项目中以雨水资源化利用及径流峰值、径流总量控制为主要目标。具体技术措施如下:

　　 (1) 雨水收集及回用系统。本项目雨水采用有组织排水, 各单体屋面雨水经室外雨水管网收集后就近排入地埋式雨水处理设施, 经机械处理达到中水水质标准后, 用于景观水水源补充水、绿化浇洒等用水。

　　 (2) 径流总量控制。①透水路面铺装:透水路面结构符合《透水砖路面技术规程》 (CJJ/T 188) 、《透水沥青路面技术规程》 (CJJ/T 190) 和《透水水泥混凝土路面技术规程》 (CJJ/T 135) 的规定。充分发挥透水铺装补充地下水、峰值流量削减和雨水净化作用。项目中主要计划在广场道路采用透水铺装, 规模达128 000 m²。②下沉式绿地。下沉式绿地的下凹深度根据植物耐淹性能和土壤渗透性能确定, 深度不小于200 mm。下沉式绿地内设置溢流口, 保证暴雨时径流的溢流排放, 项目中在外围绿地计划增加28 500 m²的下沉绿地面积。③生态植草沟。项目中计划在绿地与道路交界的边缘设置绿地植草沟, 平均有效深度不小于200 mm, 通过生物滞留设施、技术的共同作用形成分散布置的雨水花园、生物滞留带等, 并设置溢流管等多余的雨水溢流排放。项目中生态植草沟面积20 150 m²。④景观水景蓄水。项目通过设置景观水体, 用于分解一部分地表径流雨量。景观水体侧设置水体净化设备, 用以净化水体, 满足景观水要求。

　　 近年来, 随着项目的复杂化和业主需求的变化, 建筑行业的设计范围越来越广, 不仅仅是建筑单体给排水的设计, 还包括室外管网及相应处理设施的设计, 这对设计团队提出了更高的要求。由于本项目市政条件的不完善及地形条件的特殊性, 设计范围涉及到污水处理工程、雨水工程、水资源利用工程等子项, 设计团队需要面对系统复杂、技术要求高、修改后设计周期短等困难。目前项目已全面进入施工阶段, 由于项目建筑规模大, 机电安装复杂的特点, 希望通过本文的总结可以得到专家、同行的指导, 帮助推进中国电科电子科技园建设项目的顺利完成。