論述給排水管網的設計

薛健

【摘 要】城市建設的快速發展，加速了城市給排水管網的建設，它關系到了生態環境和人們的生活質量。本文對城市給排水管網存在的問題進行分析，并提出了改造設計建議。

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

【關鍵詞】給排水；問題；改造；設計

1 前言

城市給排水系統是城市的重要基礎設施，擔負著城市防汛、雨水收集、輸配水的重任。但是，當前一些城市由于高速發展，現有給排水系統已經不能適應當前城市建設的需要，要對給排水系統進行改造設計，以完善管網功能，滿足當前社會的生產生活需要。

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，實現城市化的發展，必須走可持續發展的道路，堅持節約的理念。作為城市基礎設施的重要部分，給排水工程的合理規劃直接影響到當前城市的發展，關系到人民生活質量的改善。在規劃城市給排水系統時就一定要采用科學的工藝配置，有效提高水資源的利用率，防止水污染及水資源浪費，以滿足現代化城市建設的需求。

目前城市給排水工程的潛力有待開發，不能只注重美觀以及簡潔，而要關注其實用功能。使用節水型管道器具能夠實現大幅度的節約城市給排水工程所使用的水量，且無負面影響，其性價比高出一般的城市節能許多，較適宜在全國推廣。城市的排水系統直接關系著居民的日程生活以及生產，在設計中要確保排水的暢通以及室內優良的環境，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 城市給排水出現的問題

3.1 供需水矛盾突出

隨著我國經濟建設以及城市化進程的不斷加快，城市供需水矛盾也變得越來越突出。具體表現在：第一，城市人口不斷增加，導致城市用水量急劇增加；第二，工業用水增多。我國企業在提高工作量及生產效率的基礎上，勢必會導致工業用水量增加；第三，城市人口單位用水量增加。根據有關資料顯示，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為水污染造成的水資源短缺。

3.2 城市給排水設施不健全

一直以來，我國城市給排水設施都極為不健全，具體表現在：一是給排水技術問題復雜，導致技術運用水平較低。例如，低溫低濁及富營養化水處理技術、回用水處理技術、污水處理技術、海水淡化工藝技術等，依然處于研發階段，并沒有真正運用到城市日常生活當中；二是排水設施老化。三是城市建設引發積水問題突出。雖然各大城市針對本地區往年降雨情況建立了排水預案，但是由于許多地方城市建設擠占排水系統的升級空間，一旦降雨超過預期，就會引發積水問題。

3.3 缺乏對地下排水系統的長遠規劃

目前，我國城市地下排水系統相對比較落后，并沒有利用電腦模型來模擬系統排水情況，而只是憑經驗哪里出現問題哪里進行補救，例如2012年7月21日北京的一場特大暴雨，引發多個區域交通陷入癱瘓，就暴漏出了北京地下排水系統應急管理能力的問題。由于歷史等原因，北京地下排水系統設計只是1-3年一遇，相對于紐約10-15年一遇、東京5-10年一遇來說，標準過低，一旦遇到特大暴雨，城區多處內澇也就不足為奇了。事實上，城市積水點的產生，深層原因是地下排水系統建設沒能與城市發展同步，缺乏長遠規劃設計，且環保、電力、排水、市政、通訊等不同部門并沒有一個統一協調機構來統一規劃和建設城市環境，整合改造力量，改善排水管網。

5 城市供水管網改造設計

5.1 管線設計

在具體的管線設計過程中，預留預埋、管徑、管道基礎、標高等等設計人員要重點標注和說明，并從減少損失、節約成本的角度出發盡可能地多畫標準圖或是詳圖。在進行豎向設計時有如下幾個布置原則

（1）要合理布置確保管線在受到荷載作用下不會被壓壞

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

（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計上必須要結合給排水的管材實際加以定奪。

工程實踐經驗表明，在具體的管線設計時上述原則也并非固化不變的，要從城市的實際情況出發科學布置，力求簡單和低成本。住宅區給水管線設計時 （1）結合物業注重設計的系統性

（2）結合當地施工水平進行設計

（3）必須在了解新產品的原理、優缺點后，嚴格按照注意事項慎重運用并安裝新產品。

（4）注意住宅區的整體設計要求，確保管線設計符合建筑構造和結構的各項限制。

5.2 管網優化設計

所謂優化設計即在定線設計后優化管徑與水力參數組合，對管網流量合理地分配，優化算法對管徑進行優化設計，結合城市的地形等客觀條件，優化給水管網組合和供水區域的布局，使用不同的壓力范圍實施給水，通過優化設計降低整個系統的運行費用。

通常情況下，中小型管道系統的優化設計借助于遺傳算法算出最優化設計方案，選擇無負壓管網增壓穩流給水設備和直接式管網疊壓供水技術

（1）如果城市市政供水管網有充足的水量且具有穩定的供水壓力時，選擇無負壓管網增壓穩流給水設備

（2）瞬時用水量過大、用水比較集中的區域，選擇直接式管網疊壓供水，如此一來可以有效地減少峰值流量對管網的負面影響，確保無負壓設備運行正常。

6 城市排水管網改造設計

6.1 雨水排水設計

雨水管渠的設計是城市道路排水設計的重要環節，應注重雨量計算的準確性，結合當地的地形特點和氣候特征，實踐經驗表明，傳統的方法缺乏對暴雨強度公式中多個參數的綜合考量。筆者認為，借助于遺傳算法的全局隨機搜索技術和對目標函數的直接操作，能夠有效地提高公式的計算精度，達到優化暴雨強度公式各項參數的目的。

從市區的實際情況，由于市區的建筑密度高，城市道路交通量大，在具體管線的設計上，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，經濟又有效，也便于日后的管理與維護。相比于市區，郊區建筑密度相對較低，從節約成本的角度來看，可考慮采用明渠的設計方案，借助于道路邊溝排除雨水。

6.2 污水排水設計

實踐經驗表明，通常在住宅小區規劃還未完全確定時就要布置污水干管，這樣一來排水點位置并不是十分確定。排水干管和支管的銜接成為了設計上的最大問題，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，減少規劃未預見性導致支管接入時破損路面。應從有利于區域內建筑物就近排水為原則，連接管的間距從實際需要出發，適可而止。

7 結束語

綜上所述，城市給排水改造設計要根據當地的實際情況，因地制宜，采取不同的設計標準，制定與之配套的設計方案，在保證工程質量的同時，做到工程資金合理優化。同時，加強對管道的定期維護，延長管道使用壽命，保證管道的穩定運行。

參考文獻：

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