市政給排水管網(wǎng)的現(xiàn)狀分析與優(yōu)化思路探析

劉光輝

摘 要： 在眾多市政工程建設(shè)項(xiàng)目中，市政給排水管網(wǎng)是非常重要的一部分，城市給排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)與建設(shè)不僅體現(xiàn)了我國(guó)城市的發(fā)展與建設(shè)水平，同時(shí)還影響著我國(guó)未來(lái)城市的發(fā)展。由此可見，加強(qiáng)城市給排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)，一方面是為了提高居民們的生活水平，另一方面是為了加快城市發(fā)展腳步，從而打造更美好的城市。

關(guān)鍵詞：市政;優(yōu)化;給排水管網(wǎng);現(xiàn)狀

引言：我國(guó)正處于城市化建設(shè)水平不斷提升的階段，國(guó)家開始全面關(guān)注城市環(huán)境的布局以及老城區(qū)的改造等工作，這對(duì)于城市基礎(chǔ)建設(shè)而言具有一定的挑戰(zhàn)，同時(shí)還面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。在這個(gè)過(guò)程中，政府部門應(yīng)該重視城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，也就是加強(qiáng)市政給排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)，并將這項(xiàng)工作置于重要位置。近幾年，我國(guó)很多地區(qū)常見暴雨天氣，這對(duì)于城市的交通運(yùn)輸以及供水電等工作帶來(lái)了嚴(yán)重性的破壞，不僅影響了人們的日常生活，同時(shí)還干擾了城市的運(yùn)轉(zhuǎn)。所以說(shuō)，市政部門應(yīng)該加強(qiáng)城市給排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)工作的合理性和經(jīng)濟(jì)性， 這樣才能保證城市供水系統(tǒng)的良好運(yùn)營(yíng)。但在優(yōu)化排水管網(wǎng)的過(guò)程中，一定要嚴(yán)格遵循相關(guān)程序，同時(shí)還要采取有效的方式才能促使管網(wǎng)的優(yōu)化程度達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。

1 給排水管網(wǎng)的現(xiàn)狀

1.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題

在規(guī)劃給排水管網(wǎng)的過(guò)程中需要考慮城市的建設(shè)發(fā)展以及城市布局這兩方面，整體的規(guī)劃目標(biāo)不僅要滿足當(dāng)前階段的需求，同時(shí)還要確保該規(guī)劃滿足城市未來(lái)改造建設(shè)的需求，因此，在實(shí)際的規(guī)劃過(guò)程中需要加強(qiáng)各方面的設(shè)計(jì)，然后再進(jìn)行綜合性以及全面化的考慮。

1.2 排水體制方面的問(wèn)題

在我國(guó)的排水系統(tǒng)中，主要分為合流制以及分流制這兩種體制，這兩者都具備了獨(dú)有的特征，合流制這個(gè)體制時(shí)常出現(xiàn)在城市排水系統(tǒng)中，特別是在一些中小城市。但各個(gè)地區(qū)的自然條件以及修建情況存在差異性，因此，政府部門需要因地制宜然后采取不同的排水體制。

2 優(yōu)化城市給排水管網(wǎng)的主要策略

2.1 優(yōu)化平面布局

在優(yōu)化給排水管網(wǎng)的平面布局工作中，相關(guān)工作人員需要注意管線的長(zhǎng)短以及管道鋪設(shè)的工程量和水流的暢通性等等。正確的定線其實(shí)應(yīng)該是合理設(shè)計(jì)給排水管網(wǎng)的基礎(chǔ)，其中，一定要保證定線的運(yùn)用將地勢(shì)想結(jié)合，干管和支管需要走直線，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中放置管道埋的過(guò)深，期間還要減少提升泵站的設(shè)置。具體的平面布局優(yōu)化方案需根據(jù)定線埋深的設(shè)計(jì)方案去計(jì)算最終結(jié)果。當(dāng)前的平面布局優(yōu)化方案被分以下幾種方式：優(yōu)化樹法以及簡(jiǎn)約梯度法和決策圖法，但不管使用其中哪一種方式都能加強(qiáng)市政給排水管網(wǎng)的科學(xué)性。例如決策圖法，在數(shù)學(xué)方法的系統(tǒng)優(yōu)化中經(jīng)常可以看到?jīng)Q策圖，主要是將方案中的決策問(wèn)題由決策圖來(lái)解決，然后用最短路的算法去進(jìn)行簡(jiǎn)易化的計(jì)算，這樣就能有效解決實(shí)質(zhì)性的決策問(wèn)題。另外，在市政的排水管網(wǎng)平面布局優(yōu)化設(shè)計(jì)工作中，通過(guò)決策圖法去建立模型，然后用決策網(wǎng)絡(luò)去展示排水管網(wǎng)的方案集，以此尋找節(jié)點(diǎn)流量導(dǎo)入出水口的最短路，同時(shí)還能挖掘最有效并且最經(jīng)濟(jì)的管道布置方案。通過(guò)使用這種方式，不僅可以提高設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)還能充分考慮市政水力以及地形方面的因素，以及減少給排水管網(wǎng)工程的計(jì)算，并促使該工程的長(zhǎng)期發(fā)展，

2.2 優(yōu)化管道參數(shù)方面的設(shè)計(jì)工作

當(dāng)管道完成平面布置優(yōu)化工作之后，就要對(duì)給排水管網(wǎng)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，同時(shí)還對(duì)管道的管徑以及深埋等不同的管段之間的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。通常而言，管徑和管道材料費(fèi)用是成正比的，但是和坡度和深埋是成反比的，因此，盡管確定流量之后，還是要選擇投資最小但效果要最好的優(yōu)化組合。這對(duì)于管徑以及深埋等管道參數(shù)具有一定的優(yōu)化作用，同時(shí)也是非常重要的存在。當(dāng)前，管道參數(shù)的優(yōu)化方式被分為兩種，分別是直接優(yōu)化法和間接優(yōu)化法這兩類。

2.3 ?直接的優(yōu)化

管徑的尺寸是在不斷變化的，其中管徑的大小和管道最大充滿度的限制相關(guān)，水的流速和流速時(shí)的變化和管徑的大小也有著密切的關(guān)系，同時(shí)還存在一定的復(fù)雜性，這些的無(wú)法用數(shù)學(xué)公式計(jì)算出來(lái)的。這樣一來(lái)，就導(dǎo)致相關(guān)部門需要建立完整的求解優(yōu)化方式，以此實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)模型的有效性以及現(xiàn)實(shí)性，同時(shí)還能促使各種方案或則參數(shù)的調(diào)節(jié)選擇。直接優(yōu)化這種方式具備了直觀性的有點(diǎn)，主要采取的優(yōu)化方式有電子表格以及兩相優(yōu)化法，就拿兩相優(yōu)化法來(lái)說(shuō)，等到確定了設(shè)計(jì)流量之后，在滿足約束條件下，需要選擇最經(jīng)濟(jì)的流通速度以及最大的充滿度，這樣才能保證給排水管網(wǎng)管徑的最佳以及坡度處于最小狀態(tài)，以此降低管道的埋深。總而言之，這種方式促使設(shè)計(jì)人員的主觀因素不斷擴(kuò)大，因此最紅求出的結(jié)果也是最佳化的。

2.4間接的優(yōu)化

在設(shè)計(jì)市政給排水管網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，雖然其中存在著錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系，但有些關(guān)鍵性的條件其實(shí)可以將其視為制約作用，因此需要找出關(guān)鍵性的條件，同時(shí)還要運(yùn)用合理的工具，這樣才能促使給排水管網(wǎng)系統(tǒng)變得簡(jiǎn)易化，以此解決數(shù)學(xué)模型。就當(dāng)前的情況來(lái)看，非線性規(guī)劃法和線性規(guī)劃法以及遺傳算法等式主要的簡(jiǎn)介優(yōu)化法，每一種方式都具備它們的優(yōu)缺點(diǎn)，就比如線性規(guī)劃法的計(jì)算相比其他幾種是最簡(jiǎn)單，同時(shí)也是最直接的，但由于這種方式歸于純粹，基本上是理論上的計(jì)算方式，因此，實(shí)際的計(jì)算和市場(chǎng)上的情況具有一些差距。在這些方式中，其實(shí)動(dòng)態(tài)規(guī)劃法是最適合的一種，該方式可以參與管道參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，同時(shí)還能被廣泛應(yīng)用。由此可見，市政給排水管網(wǎng)是一個(gè)多階段的決策過(guò)程，工作人員一定要學(xué)會(huì)對(duì)其進(jìn)行研究，然后找出最佳的優(yōu)化方式去推動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在城市的發(fā)展于建設(shè)中，優(yōu)化市政給排水管網(wǎng)系統(tǒng)是非常有必要的，因此，政府部門需要對(duì)現(xiàn)有的排水管網(wǎng)進(jìn)行改造。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)給排水系統(tǒng)，促使我國(guó)這項(xiàng)工程的建設(shè)進(jìn)一步提升，這樣才能保證城市的發(fā)展走向預(yù)期的目標(biāo)。在優(yōu)化設(shè)計(jì)期間，相關(guān)工作人員一定要遵守合理的方式，通過(guò)建立排水管網(wǎng)系統(tǒng)，以此保證該系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

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（雨花臺(tái)區(qū)水務(wù)局，江蘇 南京 210000）