施 宏 张永丽*
(四川大学建筑与环境学院，四川成都 610065)
1 两种排水系统的特点
将两个以上城镇地区的污水统一排除和处理的系统，称作区域(或流域)排水系统。它具有污水厂数量少，处理设施大型化集中化，污水厂占地面积小，水质、水量变化小，能形成统一的水资源管理体系等优点。同时，它也具有工程设施规模大，运行管理困难，发挥综合效益慢，一旦污水厂运行管理不当，对整个排水河流影响较大等缺点[1]。
多点分散局部排水系统是指因受限于地形环境、经济条件等因素而形成的独立排水系统。作为多点分散局部排水系统，有污水管道铺设长度短，施工难度小，施工工期短，投资见效快，单个污水处理厂不能运转或某个镇污水管道受损对全局影响较小等优点。其缺点是污水厂数目多，维护管理复杂，污水厂规模相对较小，难于发挥规模效应等。
2 排水方案设计
2.1 基本概况
1)地质地貌概况。该市地质构造比较复杂，市境以北地貌主要为山地和丘陵，以南地貌为平原和平坝。市境区域南北长，东西窄。地势西北高，东南低，呈阶梯状下降。
2)排水现状。该市目前已经形成了以镇为单位的污水处理系统，每个镇都建了污水厂和相配套的管网系统。然而随着经济的发展，污水处理基础设施建设的滞后性越来越明显，表现为污水管网密度较低，不能实现污水的全收集，这一情况亟待改善。
为了探索污水集中处理的可行性，本文根据该市的地形情况，拟定了两种污水集中处理方案。
2.2 方案设计
1)方案一。从该市全局考虑，建设区域排水系统。根据该市的地形地貌，结合经济发展水平，将全域分为两大片区，即以北的山地、丘陵区，以南的平坝区。在以北和以南分别修建一个污水处理厂，北部污水处理厂收集处理以北所有镇域的污水，南部污水厂收集处理以南所有镇域的污水。片区污水厂布置见图1。
2)方案二。充分利用现有排水设施，以镇为单位进行污水的收集和处理，通过对原有的污水厂和污水管道进行改扩建或者新建，以满足一、二期各镇对污水的收集和处理需求。该方案作为多点分散局部排水系统，每个镇内均建有污水厂，它们收集处理各自镇域范围内的污水，采用的是化整为零、分散处理的思想。
3 方案优化
区域排水系统和多点分散局部排水系统各有优势，本文主要针对效益进行分析。
3.1 经济分析比较
1)方案投资对比见表1。
表1 方案工程投资
2)方案年经营费用。方案一、二年经营费用见表2，表3。
表2 方案一年经营费用
表3 方案二年经营费用
3)方案经济效益分析。
采用动态经济分析，把各时期支出的费用折算成总现值进行比较，支出的总现值最少的方案为经济最优方案[5]。计算中不计固定资产残值，收益率按i=8%，则总现值为:
其中，PT为总现值，亿元;M1为一期工程投资，亿元;M2为二期工程投资，亿元;N1为一期工程年经营费，亿元;N2为二期工程年经营费，亿元;(P/F，8%，5)为i=8%，期限为5年的一次支付现值系数，(P/F，8%，5)=0.680 6;(P/A，8%，5)为i=8%，期限为5年的多次等额支付现值系数，(P/A，8%，5)=3.992 7;(F/A，8%，15)为i=8%，期限为15年的多次等额支付终值系数，(F/A，8%，15)=27.152 1;(F/A，8%，5)为i=8%，期限为 5年的多次等额支付终值系数，(F/A，8%，5)=5.866 6;(P/F，8%，20)为i=8%，期限为20 年的一次支付现值系数，(P/F，8%，20)=0.214 5。
计算结果见表4。
表4 各方案总现值
如表4所示，方案二的总现值较低，为经济最优方案。
3.2 方案综合效益分析
对于给排水工程来说，仅从技术经济方面分析、评价还不全面，必须从社会效益、环境效益、经济效益等多方面进行综合分析，全面评价，才能获得综合效益最优的技术方案。加权评分法就是一种良好的评价方法，介绍如下。
加权平均评分法:
其中，Fj为第j个技术方案的总评分(j=1，2，3，…，m);Wi为第i项评价指标的权重(i=1，2，3，…，n);Pji为第j个技术方案第i项评价指标得分;n为综合评价指标总个数;m为经济可行技术方案个数[4]。
本文将采用两两对比加权平均评分法。
1)拟定综合评价指标。根据该市的排水现状和经济承受能力，结合排水工程的特点，确定8项综合评价指标:a.基建投资;b.经营费用;c.安全性;d.能耗;e.施工难度;f.维护检修;g.操作管理;h.施工周期及投资收益快慢。
2)用两两对比法评定各指标的权重Wi(见表5)。
表5 各项权重指标计算表
每组对比指标的分数p=1.0，全部指标的总分Pn为(n=8):
3)各方案各项指标评分Pji。
根据两个排水系统方案对各项指标的满足程度，评出各项指标的得分，结果见表6。
表6 排水方案各项指标得分
4)按照计算公式计算各方案的总得分Fj。
计算结果见表7。
表7 排水方案总分计算表
由表7的计算结果可知，方案二的综合得分要大于方案一，综合效益较好。
4 结语
1)结合该市的排水现状，通过经济投资方面的比较，得出以下结论:基建总投资:方案二比方案一节省10.65%，年运营费用:一期工程方案二比方案一节省15.69%，二期工程方案二比方案一节省2.57%，总体上方案二优于方案一。另一方面，该市已建多座镇级污水厂，若采用方案一的区域排水系统，无疑要对它们进行废弃处理，污水处理设施存在重复建设，会造成资金的浪费。因而从经济角度考虑，方案二——多点分散局部排水系统才是适合该市经济发展的排水方案。2)为了对两个方案进行综合效益分析，采用了两两对比加权平均评分法，该方法能很好地确定各指标的权重，相比于算术平均评分法、连乘评分法，是一种较为理想的给排水工程方案评价方法。结合工程实际，选择了8项评分指标，通过评分计算，发现方案二的总评分要高于方案一，即方案二的综合效益较高。3)综合分析，从经济效益、社会效益和环境效益上看，方案二都是比较理想的排水系统方案，更适合于当地的经济发展。待工程建设完成，方案研究结果将得到进一步的验证和完善。
[1]孙慧修.排水工程(上册)[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社，1990.
[2]聂艳秋.高速城市化与小城镇污水的区域集中处理[J].小城镇建设，2003(3):18-19.
[3]邱明海，李树平，徐建初，等.慈溪市区域排水系统技术方案分析[J].中国给水排水，2005，21(7):61-64.
[4]伍芬元.非零值对比加权平均评分法在优化给排水工程方案中的应用[J].给水排水，1994(5):18-22.
[5]伍芬元.两两对比加权平均评分法综合分析给排水技术方案[J].化工给排水设计，1990(4):1-6.
[6]张 勤，张建高.水工程经济[M].北京:中国建筑工业出版社，2002.
[7]傅 斌.排水系统方案综合评价方法比较[J].给水排水，1999，25(4):18-20.
