論述給排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)

薛健

【摘 要】城市建設(shè)的快速發(fā)展，加速了城市給排水管網(wǎng)的建設(shè)，它關(guān)系到了生態(tài)環(huán)境和人們的生活質(zhì)量。本文對城市給排水管網(wǎng)存在的問題進(jìn)行分析，并提出了改造設(shè)計(jì)建議。

中國論文網(wǎng) http：//www.xzbu.com/8/view-5655201.htm

【關(guān)鍵詞】給排水；問題；改造；設(shè)計(jì)

1 前言

城市給排水系統(tǒng)是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，擔(dān)負(fù)著城市防汛、雨水收集、輸配水的重任。但是，當(dāng)前一些城市由于高速發(fā)展，現(xiàn)有給排水系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前城市建設(shè)的需要，要對給排水系統(tǒng)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，以完善管網(wǎng)功能，滿足當(dāng)前社會(huì)的生產(chǎn)生活需要。

2 城市給排水工程的重要性

我國人口眾多，水資源短缺，并且水資源的利用率普遍偏低。因此，實(shí)現(xiàn)城市化的發(fā)展，必須走可持續(xù)發(fā)展的道路，堅(jiān)持節(jié)約的理念。作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要部分，給排水工程的合理規(guī)劃直接影響到當(dāng)前城市的發(fā)展，關(guān)系到人民生活質(zhì)量的改善。在規(guī)劃城市給排水系統(tǒng)時(shí)就一定要采用科學(xué)的工藝配置，有效提高水資源的利用率，防止水污染及水資源浪費(fèi)，以滿足現(xiàn)代化城市建設(shè)的需求。

目前城市給排水工程的潛力有待開發(fā)，不能只注重美觀以及簡潔，而要關(guān)注其實(shí)用功能。使用節(jié)水型管道器具能夠?qū)崿F(xiàn)大幅度的節(jié)約城市給排水工程所使用的水量，且無負(fù)面影響，其性價(jià)比高出一般的城市節(jié)能許多，較適宜在全國推廣。城市的排水系統(tǒng)直接關(guān)系著居民的日程生活以及生產(chǎn)，在設(shè)計(jì)中要確保排水的暢通以及室內(nèi)優(yōu)良的環(huán)境，以防疾病的傳染，特別是對于高層城市的排水，要有足夠的重視。

3 城市給排水出現(xiàn)的問題

3.1 供需水矛盾突出

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及城市化進(jìn)程的不斷加快，城市供需水矛盾也變得越來越突出。具體表現(xiàn)在：第一，城市人口不斷增加，導(dǎo)致城市用水量急劇增加；第二，工業(yè)用水增多。我國企業(yè)在提高工作量及生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上，勢必會(huì)導(dǎo)致工業(yè)用水量增加；第三，城市人口單位用水量增加。根據(jù)有關(guān)資料顯示，我國城市人口單位用水量比之過去增長了近兩倍之多；第四，因污染問題造成缺水現(xiàn)象。目前，我國有一半以上的城市存在缺失問題，且這些城市中有一大部分都是因?yàn)樗廴驹斐傻乃Y源短缺。

3.2 城市給排水設(shè)施不健全

一直以來，我國城市給排水設(shè)施都極為不健全，具體表現(xiàn)在：一是給排水技術(shù)問題復(fù)雜，導(dǎo)致技術(shù)運(yùn)用水平較低。例如，低溫低濁及富營養(yǎng)化水處理技術(shù)、回用水處理技術(shù)、污水處理技術(shù)、海水淡化工藝技術(shù)等，依然處于研發(fā)階段，并沒有真正運(yùn)用到城市日常生活當(dāng)中；二是排水設(shè)施老化。三是城市建設(shè)引發(fā)積水問題突出。雖然各大城市針對本地區(qū)往年降雨情況建立了排水預(yù)案，但是由于許多地方城市建設(shè)擠占排水系統(tǒng)的升級(jí)空間，一旦降雨超過預(yù)期，就會(huì)引發(fā)積水問題。

3.3 缺乏對地下排水系統(tǒng)的長遠(yuǎn)規(guī)劃

目前，我國城市地下排水系統(tǒng)相對比較落后，并沒有利用電腦模型來模擬系統(tǒng)排水情況，而只是憑經(jīng)驗(yàn)?zāi)睦锍霈F(xiàn)問題哪里進(jìn)行補(bǔ)救，例如2012年7月21日北京的一場特大暴雨，引發(fā)多個(gè)區(qū)域交通陷入癱瘓，就暴漏出了北京地下排水系統(tǒng)應(yīng)急管理能力的問題。由于歷史等原因，北京地下排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)只是1-3年一遇，相對于紐約10-15年一遇、東京5-10年一遇來說，標(biāo)準(zhǔn)過低，一旦遇到特大暴雨，城區(qū)多處內(nèi)澇也就不足為奇了。事實(shí)上，城市積水點(diǎn)的產(chǎn)生，深層原因是地下排水系統(tǒng)建設(shè)沒能與城市發(fā)展同步，缺乏長遠(yuǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)，且環(huán)保、電力、排水、市政、通訊等不同部門并沒有一個(gè)統(tǒng)一協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)來統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè)城市環(huán)境，整合改造力量，改善排水管網(wǎng)。

5 城市供水管網(wǎng)改造設(shè)計(jì)

5.1 管線設(shè)計(jì)

在具體的管線設(shè)計(jì)過程中，預(yù)留預(yù)埋、管徑、管道基礎(chǔ)、標(biāo)高等等設(shè)計(jì)人員要重點(diǎn)標(biāo)注和說明，并從減少損失、節(jié)約成本的角度出發(fā)盡可能地多畫標(biāo)準(zhǔn)圖或是詳圖。在進(jìn)行豎向設(shè)計(jì)時(shí)有如下幾個(gè)布置原則

（1）要合理布置確保管線在受到荷載作用下不會(huì)被壓壞

（2）如果是天氣寒冷的地區(qū)，尤其在冬季，要確保管道介質(zhì)不凍結(jié)，保證豎向規(guī)劃的要求得以滿足，各個(gè)管線之間的垂直間距要嚴(yán)格按照規(guī)范的相關(guān)要求布置

（3）由于各種管材對外在壓力的承受力各異，所以在最小覆土的設(shè)計(jì)上必須要結(jié)合給排水的管材實(shí)際加以定奪。

工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，在具體的管線設(shè)計(jì)時(shí)上述原則也并非固化不變的，要從城市的實(shí)際情況出發(fā)科學(xué)布置，力求簡單和低成本。住宅區(qū)給水管線設(shè)計(jì)時(shí) （1）結(jié)合物業(yè)注重設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性

（2）結(jié)合當(dāng)?shù)厥┕に竭M(jìn)行設(shè)計(jì)

（3）必須在了解新產(chǎn)品的原理、優(yōu)缺點(diǎn)后，嚴(yán)格按照注意事項(xiàng)慎重運(yùn)用并安裝新產(chǎn)品。

（4）注意住宅區(qū)的整體設(shè)計(jì)要求，確保管線設(shè)計(jì)符合建筑構(gòu)造和結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)限制。

5.2 管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

所謂優(yōu)化設(shè)計(jì)即在定線設(shè)計(jì)后優(yōu)化管徑與水力參數(shù)組合，對管網(wǎng)流量合理地分配，優(yōu)化算法對管徑進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，結(jié)合城市的地形等客觀條件，優(yōu)化給水管網(wǎng)組合和供水區(qū)域的布局，使用不同的壓力范圍實(shí)施給水，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)降低整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。

通常情況下，中小型管道系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)借助于遺傳算法算出最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，選擇無負(fù)壓管網(wǎng)增壓穩(wěn)流給水設(shè)備和直接式管網(wǎng)疊壓供水技術(shù)

（1）如果城市市政供水管網(wǎng)有充足的水量且具有穩(wěn)定的供水壓力時(shí)，選擇無負(fù)壓管網(wǎng)增壓穩(wěn)流給水設(shè)備

（2）瞬時(shí)用水量過大、用水比較集中的區(qū)域，選擇直接式管網(wǎng)疊壓供水，如此一來可以有效地減少峰值流量對管網(wǎng)的負(fù)面影響，確保無負(fù)壓設(shè)備運(yùn)行正常。

6 城市排水管網(wǎng)改造設(shè)計(jì)

6.1 雨水排水設(shè)計(jì)

雨水管渠的設(shè)計(jì)是城市道路排水設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)注重雨量計(jì)算的準(zhǔn)確性，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦翁攸c(diǎn)和氣候特征，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，傳統(tǒng)的方法缺乏對暴雨強(qiáng)度公式中多個(gè)參數(shù)的綜合考量。筆者認(rèn)為，借助于遺傳算法的全局隨機(jī)搜索技術(shù)和對目標(biāo)函數(shù)的直接操作，能夠有效地提高公式的計(jì)算精度，達(dá)到優(yōu)化暴雨強(qiáng)度公式各項(xiàng)參數(shù)的目的。

從市區(qū)的實(shí)際情況，由于市區(qū)的建筑密度高，城市道路交通量大，在具體管線的設(shè)計(jì)上，雨水管通常采用暗管，地形平坦的道路上通常借助于加蓋板渠道來排除雨水，經(jīng)濟(jì)又有效，也便于日后的管理與維護(hù)。相比于市區(qū)，郊區(qū)建筑密度相對較低，從節(jié)約成本的角度來看，可考慮采用明渠的設(shè)計(jì)方案，借助于道路邊溝排除雨水。

6.2 污水排水設(shè)計(jì)

實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，通常在住宅小區(qū)規(guī)劃還未完全確定時(shí)就要布置污水干管，這樣一來排水點(diǎn)位置并不是十分確定。排水干管和支管的銜接成為了設(shè)計(jì)上的最大問題，既要滿足排水的具體要求，又要做到減少施工量和成本，具體原則如下：排水干管上每隔一定距離接出連接管伸入建筑紅線外和人行道，減少規(guī)劃未預(yù)見性導(dǎo)致支管接入時(shí)破損路面。應(yīng)從有利于區(qū)域內(nèi)建筑物就近排水為原則，連接管的間距從實(shí)際需要出發(fā)，適可而止。

7 結(jié)束語

綜上所述，城市給排水改造設(shè)計(jì)要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，因地制宜，采取不同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，制定與之配套的設(shè)計(jì)方案，在保證工程質(zhì)量的同時(shí)，做到工程資金合理優(yōu)化。同時(shí)，加強(qiáng)對管道的定期維護(hù)，延長管道使用壽命，保證管道的穩(wěn)定運(yùn)行。

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