市政給排水設計中節能技術的運用

馬文靜

摘要：市政給排水系統直接影響著一個城市的地下面貌，設計中應當以為居民提供便利為宗旨，充分考慮發展規劃、地理環境等因素，設計出經濟性與實用性并存的給排水系統。其中還要注意節能技術的運用，尤其是2021年國務院政府報告指出要扎實做好碳達峰、碳中和工作。本文就針對給排水設計的發展現狀以及如何采用節能技術展開詳細的討論和分析。

關鍵詞：市政給排水設計;節能技術;運用

引言：給排水系統涉及到居民的日常生活和工作，是一個城市地下面貌的體現，且隨著城市規模的日益擴大，區域供水和排水需求也逐漸增加。要保證供水的安全和排水的通暢，保證給居民提供便利的服務就要注重給排水系統的設計，充分結合周邊地塊的發展和近、遠期的規劃來設計滿足人民需求和城市發展的給排水系統。在設計過程中還要注重節能技術的運用，節能環保是社會發展永恒的主題，尤其是我國確定了要在2030年前實現碳達峰，2060年前實現碳中和，而城市基礎設施建設又是低碳經濟中的重要一環。建設低碳、美麗城市需要引入節能理念和技術，市政給排水設計中也應當注重節能技術的設計與應用，以低碳綠色發展為方向，增加能源節約和碳減排目標。綜上所述，在給排水系統設計中運用節能技術既是行業需求也是時代發展的要求。

一、給排水設計中節能技術應用的重要性

隨著人口不斷增加和社會的快速發展，我國可利用的淡水資源在逐年減少，同時人們節約用水的意識仍未得到普及，并且居民的生活水平不斷提高，各項生活活動的耗水量和排放量不斷增加，城市原有市政給排水設施逐漸無法滿足居民需求，再加上中央和地方政府的政策和資金支持，一大批市政給排水設施正在建設熱潮中。設計是給排水基礎設施建設的重要環節，在給排水系統的設計中就要先行引入節能理念，市政給排水設計要積極采用節能技術，既滿足用戶需求、助力經濟發展，又節約水資源、減少能源損耗。

隨著城市建設步伐的加快，居住區、綠化帶、道路設施都在不斷擴大，飲用水、綠化用水、澆灑用水需求越來越大，不僅需要消耗更多的水資源，還會造成碳排放的持續增加。國際研究報告表明，全球污水處理碳排放量大約占全球碳排放量2%左右。為了降低城市內澇風險，傳統的雨水管網收集排放系統一般管徑較大、轉輸距離長。因此，市政雨污水設計中，盡可能地降低水處理能耗和設備、管道等物耗是節能設計的必然目標。

二、 市政給排水系統設計的發展現狀

（一）整體設計不協調

城市建設日新月異，總是不斷更迭，實際上各個地塊的發展進程不統一，公路、地鐵、鐵路等開發都會影響著給排水系統的設計。市政給排水系統設計時常常缺乏對整個城市市政設施的考量，缺乏對市政規劃的遠期預留，忽視與其他地塊的建設銜接，因此在設計的時候導致給排水系統設計不協調，出現排水下游不暢、污染環境的情況，甚至出現許多安全隱患。

再加上現在施工的頻繁，多處道路都在不斷翻修，給排水系統在進行改造和重新設計時，可能受制于經濟投資，沒有從遠期規劃出發，導致設計方案的不協調。例如，雨水管道的改造設計中，存在市政雨水管道分布不合理、管徑不合理、徑流計算不準確等問題，污水管道缺乏水處理設施，雨污合流造成污水廠負荷過大，導致周邊環境的污染，給水管道缺乏附屬設施、管材管徑管壓不合理，常發生水管爆裂和停水事件，影響居民生活的幸福感和獲得感。

（二）供排水管網運行異常

供水管網運行異常的原因常見有：管材低劣、管道老化、施工安裝不達標、超壓超負荷運行。上述問題不僅導致了給水系統中水資源的損失，而且嚴重影響給水服務水頭和水質，造成水頭下降、水質濁度高、末端余氯不達標。例如很多地區的老城區供水管道年代久遠，管材多采用灰口鑄鐵管等落后材質，長期超限運行，給水管道漏水情況嚴重，這不僅造成了水資源的浪費流失，在管道傳輸過程中泄露水滲入周圍土壤，容易導致路基軟塌、管道銹蝕的問題。

雨、污水管網無法有效地收集和排放雨污水，大部分原因是由于雨污水管道混接、錯接和合流制管網汛期溢流，帶來城市內澇災害、河流水系污染、溢流污染環境等一系列問題。例如各地老城區常見雨污合流管段，不少管段接口破損、水流滲漏，甚至出現管徑過小，用戶未經許可違規排放污水，高峰期污水溢流，對周邊居住環境生態造成惡劣影響。

三、 市政給排水系統節能技術運用的具體策略

（一）減少管道漏損

減少管道漏損，從減少水耗的角度來減少能耗，進而達到低碳節能的設計目標。在市政給水系統設計中，通過合理地選取管材和接口，優化管網的壓力和水量分配，可以有效減少管道漏損。市政給水系統設計時，應當盡可能新建給水管道，選用符合國家規范要求、質量達標、品質優良的管材，例如球墨鑄鐵管、聚乙烯管材，避免使用灰口鑄鐵管、鍍鋅鐵管等。同時，要優化供水管網設計，當水源發生改變時，要重新根據平差等手段設計供水管道的管徑和壓力，避免管道超負荷運行。

市政設計時可以考慮引入“互聯網+”平臺，例如設置“智慧水務”相關平臺，通過對供水管網進行分區，每個獨立分區上的進水管和出水管上安裝流量計，對各個區域管道的漏損狀況進行檢測。當監測到某次流量與平時流量差距過大時，推測出某處管道出現漏損，管理人員及時進行維修堵截。

（二）避免長距離敷設管網

市政管道的管材和埋深是影響排水管道系統造價的一大部分，因此需要避免長距離敷設雨、污水管道，減小雨污水管道的埋設深度，達到管道安裝過程的碳減排，從而達成市政建設節能減排的目標。

市政雨水設計時，應引進“低影響開發”和“海綿城市”的理念，統籌設計LID設施，例如雨水花園、綠色屋頂、景觀水池、透水鋪裝、生態樹池，通過一系列截留、下滲措施，降低汛期雨水徑流。同時合理劃分雨水分區，積極設計城市水系，就近排放雨水徑流。通過以上設計措施，達到減少雨水管徑和埋深的節能目標。

市政污水設計時，可考慮設計污水分區，對于一些偏遠的郊區地帶，周圍無現狀和規劃污水處理設施，可考慮增設小型污水處理設施，避免污水長距離輸送的情況出現。設計小型污水處理設施時，注重選用低耗能設備，例如MBR、速分工藝等。也可設計人工智能技術，監測進水、出水的實時水質水量等數據，對加藥系統進行精細化控制，減少運行過程中的藥耗和能耗，實現污水處理的低碳運行。

（三）采用雨、污分流制系統

市政排水設計時，應當采用雨、污分流制系統，將雨水、污水分開收集、轉輸、排放，雨水排放下游為水系、河流，污水排放下游為污水處理場站。分流設計的目標是降低污水處理廠的負擔，降低水量對污水廠的沖擊，保證污水處理廠的處理效率，最終減少污水處理的碳排放量。

市政雨水管道應根據暴雨強度公式，劃分徑流分區進行計算設計。在道路兩側預留用戶井，方便周邊用戶支管集中接入。市政污水管道的檢查井間距不宜過長，否則不宜清淤通暢，同時也應預留用戶污水井，利于周邊地塊污水的收集排放。雨水、污水管道盡量布置在非機動車道下，可以單側或雙側平行布置。

四、結束語

綜上所述，建設低碳、美麗城市需要引入節能理念和技術，市政給排水設計中也應當注重節能技術的設計與應用，以低碳綠色發展為方向。市政給排水設計應破除整體設計不協調、供排水管網運行異常的弊病，采取具體策略運用節能技術，包括采用雨、污分流制系統;合理地選取管材和接口，優化管網的壓力和水量分配，有效減少管道漏損;采用低影響開發措施，新建小型污水處理站，避免長距離敷設管網，達到減少雨水管徑和埋深的節能目標。通過以上設計措施，節約市政給排水系統工程能耗，支撐城市的綠色低碳轉型。

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