試論中等城市給排水管網的現狀及優化

許美云

（身份證號：33012619720511072X）

試論中等城市給排水管網的現狀及優化

許美云

（身份證號：33012619720511072X）

本文將以城市給水排水管網優化方案為重點，進行全文的展開。

城市基礎設施；給排水；管網；優化

引言

目前，隨著我國城市化建設規模和建設水平的不斷提升，以及城區布局環境調整和老城區改造項目的不斷推進，不僅對城市基礎設施的建設水平和建設步伐提出了嚴峻考驗，更在很大的程度上體現著未來的城市發展規劃和延展空間。在這一過程中，作為城市基礎設施建設項目的給排水管道網的規劃設計問題便被擺在了首要的位置之上。本文將從現階段我國給水排水管網現狀和給水排水管網優化措施兩方面對此進行全面的論述。

1　給水排水管網現狀

1.1規劃設計問題

給排水管道網的規劃要以城市建設發展布局規劃為主，其規劃目標不僅需要滿足現階段的實際需要，更要適應于未來城市改造建設需求，因此在實際的規劃過程中需要將各項設計標準進行綜合性的全面考慮。

1.2排水體制問題

合流制和分流制作為目前我國排水系統中的的兩個主要體制，都具有其各自獨特的特征性。混合制常出現于城市排水系統中，在需要擴建的合流制的城市排水系統時常出現的。在中小城市中，因各區域的自然條件以及修建情況相差較大，因此要因地制宜地在各區域采用不同的排水體制。

2　給水排水管網優化措施

一般來講，排水管道優化設計主要內容為：對于某一設計管段，當設計流量確定后，在滿足設計規范要求的管徑和坡度的多種組合中，取得管材費用與數設費用的甲衡。當然這僅為在設計流量時的優化，但是在整個給水排水管網中，其優化設計措施必須是多層次、多角度的。

2.1管線平面優化設計

給水排水管網的布置原則是既要使工程量最小，又要使水流暢通、節省能量。止確的定線是合理經濟的設計管網的先決條件。定線的基本原則是：干管支管的設計盡量采用直線布局，不要拐彎：定線應盡量利用地勢，使污水在重力作用下流人污水廠：設計時應盡量減少管道埋深：在管道的中途盡量減少提升泵站的設置。在早期的研究中，設計方法為假定每一段管徑相同，以挖方費用為優選依據，選擇一初始布置方案，然后通過算法逐步進行調整，后來又引人了排水線的概念，將排水區域內與最終出水口節點相距同樣可行管數的節點用一根排水線連接起來，這樣把問題轉化為最短路問題，可用動態規劃法求解，但此方法把尋優的范圍被限制，使人們在設計過程中很容易把最優方案排除。后來人們把城市排水系統排水布置抽象為由點和線構成的決策圖，從圖論中尋找方法1986年發展到利用三種權值來解決問題，三種權值是各管段地面坡度的倒數；各管段的管長：各管段在滿足最小覆土條件下，按最小坡度設計時的挖方量，分別對這三種權值運用最短路生成樹算法求管線平面布置方案，再進行管徑、埋深和提升泵站的優化設計，最后取投資費用最小的平面布置方案作為最優設計方案。

2.2環剛度的優化選擇

環剛度是塑料埋地排水管（新型管材均可認為是塑料排水管）抗外壓負載能力的綜合參數，為了保證塑料埋地排水管在外壓負載下安全工作，環剛度的選擇是設計中的關鍵之一。如果管材的環剛度太小，管材可能發生過大變形或出現壓屈失穩破壞。反之，如果環剛度選擇得太高，必然采用過大的截面慣性矩，將造成用材料太多，成本過高。外壓負載比較復雜，主要包括土壤重量和地面產生的靜負載，以及運輸車輛經過時產生的動負載。塑料埋地排水管承受負載的機理也比較復雜，因為塑料管屬于柔性管，在外壓負載下管材和周圍的土壤（回填材料）產生管土共同作用。換句話說，是管材和周圍土壤（回填材料）共同來承受外壓負載。決定塑料埋地排水管鋪設后能否正常工作的，負載、管材和土壤3個參數都很重要，而且相互影響。所以環剛度的選擇不僅取決于外壓負載的情況還取決于鋪設后管道周圍土壤（回填材料）的情況。

3　結語

作為市政工程建設項目的基礎組成部分，城市給排水管網的設計與施工建設，不僅體現著一個城市的現代化發展水平，更影響著未來城市建設的發展與城市區域的劃分，因此加強對城市給排水管網的設計與施工工作將直接作用于城市本身，和該城市居民的生產生活活動的開展。給水排水管網的優化設計，是當前工程關注的重點，在當前形勢下，要充分利用排水體制，在管網上進行優化設計，合理應用新型材料，才能使給水排水管網更上一層樓。

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1673-0038（2015）25-0095-01

2015-6-5