城市市政給排水管網(wǎng)的優(yōu)化配置與管理初探

崔 帥，吳永強(qiáng)，王書(shū)盛，王錦濤，李明凱，王旭朝

(1.河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000； 2.河北省水質(zhì)工程與水資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 張家口 075000)

1 引言

面對(duì)現(xiàn)當(dāng)今日新月異的發(fā)展大背景，社會(huì)整體經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高和科技的不斷發(fā)展與完善為人們的生活和工作方式帶來(lái)了極大的便利，人們的物質(zhì)生活與精神需要得到了極大提升，城市市政給排水工程的不斷優(yōu)化承擔(dān)著對(duì)人們的日常生活用水和廢水回收的重大責(zé)任，對(duì)于如何將原有的管網(wǎng)系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合未來(lái)的社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行研究與改善是當(dāng)下市政給排水工程的重中之重[1，2]。給排水系統(tǒng)由水源、取水構(gòu)筑物、凈水構(gòu)筑物、輸配水管網(wǎng)、加壓設(shè)備和起調(diào)節(jié)作用的水池、水塔或高地水池等組成，制定合理的管網(wǎng)布置方式，對(duì)于提高泵的工作效率，降低管網(wǎng)的漏損率有重要的意義，所以，如何根據(jù)實(shí)際，分析管網(wǎng)存在的問(wèn)題，制定合理的優(yōu)化措施，加強(qiáng)管理，進(jìn)一步提高人們的生活品質(zhì)是值得探討的問(wèn)題[3]。

2 城市市政給排水管網(wǎng)存在的問(wèn)題

2.1 新舊管網(wǎng)交錯(cuò)運(yùn)行及建筑設(shè)計(jì)問(wèn)題

伴隨著城市飛速的發(fā)展，城市的給排水管網(wǎng)布置出現(xiàn)了很多問(wèn)題，許多舊管道與新管道交錯(cuò)運(yùn)行，這也導(dǎo)致新修的管道與舊管道的運(yùn)行管理出現(xiàn)了很多棘手的問(wèn)題，相應(yīng)的城市內(nèi)部給排水管網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)過(guò)程越來(lái)越復(fù)雜，其中主要存在的建筑設(shè)計(jì)問(wèn)題如下[4]：伴隨著當(dāng)前高速發(fā)展的建筑速度，給排水建設(shè)的速度一旦與建筑速度失去平衡，給排水管網(wǎng)的系統(tǒng)布局就會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題。另外，系統(tǒng)布局的應(yīng)用水平不足，在很多的工程當(dāng)中，管理部門(mén)沒(méi)有將正常的施工進(jìn)程與實(shí)際情況相比對(duì)，沒(méi)有根據(jù)實(shí)際情況對(duì)管道的坡度、寬度和承載力進(jìn)行及時(shí)調(diào)整[5，6]。其次，對(duì)于一些舊管道與新管道進(jìn)行銜接配對(duì)時(shí)會(huì)有很多的復(fù)雜問(wèn)題，主要表現(xiàn)在給排水設(shè)計(jì)與規(guī)劃一般都是在建筑施工完成之后才開(kāi)始進(jìn)行，并且大部分設(shè)計(jì)者都是憑借自身經(jīng)驗(yàn)對(duì)管道的容量、寬度、管徑進(jìn)行設(shè)計(jì)，這就導(dǎo)致很多管網(wǎng)在投入使用之后所產(chǎn)生的效果與預(yù)期大相徑庭[7]。

2.2 舊管道老化導(dǎo)致供水能力不足

伴隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，給排水管網(wǎng)的建設(shè)也越來(lái)越受到重視，城市的快速發(fā)展勢(shì)必需要管網(wǎng)的覆蓋面變大以及完善的系統(tǒng)優(yōu)化，但是一些舊管網(wǎng)依舊存在常年不修的問(wèn)題，由于老管網(wǎng)存在的這些問(wèn)題，影響了給排水的質(zhì)量和效率，有些地方的老化管道則常年維修，導(dǎo)致用戶經(jīng)常斷水，降低了用水的效率性與保障[8]。首先，經(jīng)常這樣也會(huì)降低管道的使用壽命，管道老化還會(huì)有爆管的危險(xiǎn)，危及用水安全；其次，由于城市道路建設(shè)的不斷擴(kuò)張，管網(wǎng)又在道路下方，上方土壤稀薄并且壓力較大，這樣就會(huì)給下面的管道造成一定威脅，隨時(shí)會(huì)有道路塌陷的危險(xiǎn)。所以，加強(qiáng)市政項(xiàng)目質(zhì)量勢(shì)在必行[9，10]。

2.3 給排水管網(wǎng)應(yīng)對(duì)爆管、漏水的能力較差

作為維持城市供水與回收廢水的管網(wǎng)系統(tǒng)，不僅要能充分保證城鎮(zhèn)居民的生活用水與生活污水回收，還要隨時(shí)面對(duì)壓力、暴雨、管道爆裂、管道漏水等各方面因素的問(wèn)題并能及時(shí)解決，同時(shí)還要有一定的清潔能力，比如有毒有害的物質(zhì)泄漏到管道里[11]。另外舊管道的內(nèi)壁粗糙程度略大于新管道，水流流過(guò)時(shí)，舊管道處的水流流速會(huì)小于新管道，這樣會(huì)導(dǎo)致在新管道處出現(xiàn)水錘現(xiàn)象，長(zhǎng)期的水錘沖擊會(huì)造成新管道處出現(xiàn)管道開(kāi)裂、漏損現(xiàn)象。目前，給排水管網(wǎng)應(yīng)對(duì)這些突發(fā)狀況的能力還很有限[12]。

2.4 建設(shè)所用的材料問(wèn)題

城市市政給排水管道材料選用也是當(dāng)前面臨的一大難題，各地的市政部門(mén)也都重視這個(gè)問(wèn)題，但是由于受到了建設(shè)資金、施工環(huán)境等多方面因素的影響，往往會(huì)在選材上面臨一定的問(wèn)題，目前全國(guó)大部分的管道還是20世紀(jì)的舊管道，本身已經(jīng)用了很多年，無(wú)論是管道自身材料還是時(shí)間的影響，大多數(shù)已經(jīng)不能很好地提供正常的供水與排水，現(xiàn)在所用的管材大多數(shù)是灰口鑄鐵和鍍鋅的鋼管，這兩種材料如果長(zhǎng)時(shí)間埋在地下會(huì)被腐蝕，在給排水使用當(dāng)中會(huì)造成很大的運(yùn)行危險(xiǎn)[13，14]。

3 給排水管網(wǎng)的優(yōu)化配置與管理措施

3.1 新管網(wǎng)與舊管網(wǎng)的配置管理與建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化

伴隨著城市的發(fā)展，市政有關(guān)部門(mén)要把原有的已經(jīng)投入使用的和現(xiàn)在新建的管網(wǎng)之間做到銜接無(wú)縫，要能保證在使用過(guò)程當(dāng)中安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)于已經(jīng)在使用的管網(wǎng)要明確找到其泄漏點(diǎn)、進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚韀15，16]。對(duì)于有監(jiān)管不當(dāng)?shù)幕蛘呔S護(hù)不當(dāng)?shù)牟块T(mén)要進(jìn)行相應(yīng)的處罰，對(duì)于有較大泄漏、跑水的管道要進(jìn)行換管處理[17]，另外在建設(shè)新管道的同時(shí)要考慮其同上部環(huán)境相適應(yīng)，要考慮上部環(huán)境變化將會(huì)對(duì)其產(chǎn)生的所有影響及確定相應(yīng)的解決方法，考慮上部的道路施工所產(chǎn)生的壓力是否會(huì)對(duì)下方管道造成破壞，可以提前進(jìn)行埋管深度計(jì)算，避免此類(lèi)現(xiàn)象的發(fā)生[18，19]。對(duì)于建筑設(shè)計(jì)問(wèn)題，管理部門(mén)要將正常的施工進(jìn)程與實(shí)際情況相比對(duì)，市政給排水管網(wǎng)在建筑設(shè)計(jì)時(shí)要能夠做到根據(jù)實(shí)際情況對(duì)管道的坡度、寬度和承載力進(jìn)行及時(shí)調(diào)整[20]。

3.2 舊管網(wǎng)的優(yōu)化及確保正常用水

市政管理部門(mén)可以根據(jù)目前城市的發(fā)展?fàn)顩r與未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)結(jié)合起來(lái)對(duì)原有的舊管道管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化與改造[21]。對(duì)于管網(wǎng)的優(yōu)化，既要保證原有管道得以充分運(yùn)用，又要通過(guò)創(chuàng)新，保證將新管道在不大面積破壞原有管道的基礎(chǔ)上使管道鋪設(shè)有序，建設(shè)過(guò)程當(dāng)中既要保證質(zhì)量，又要做到盡量材料最省發(fā)揮最大效益[22]。對(duì)于一些舊管網(wǎng)時(shí)常出現(xiàn)爆管、漏水等現(xiàn)象導(dǎo)致無(wú)法正常供水的現(xiàn)象，市政部門(mén)可以通過(guò)設(shè)置合理的供水時(shí)間或分區(qū)分時(shí)段供水的方式來(lái)保證管網(wǎng)的正常運(yùn)行，以此來(lái)達(dá)到用戶都能安全用到水，并且這樣還進(jìn)一步保證了管網(wǎng)能夠正常運(yùn)行，不會(huì)出現(xiàn)壓力過(guò)大導(dǎo)致的爆管、開(kāi)裂等問(wèn)題[23，24]。

3.3 加強(qiáng)管網(wǎng)的應(yīng)急突發(fā)狀況的能力

城市市政給排水管網(wǎng)應(yīng)該具備優(yōu)秀的應(yīng)急處理能力，加大監(jiān)管維護(hù)力度，建立完善的管理維護(hù)系統(tǒng)，提高對(duì)漏水、爆管、開(kāi)裂等狀況的處理能力[25]。爭(zhēng)取做到損傷最小化，對(duì)于這幾種現(xiàn)象，工作人員可以及時(shí)更新管網(wǎng)信息系統(tǒng)，定期采集相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)，及時(shí)找出有缺漏的管網(wǎng)進(jìn)行維護(hù)[26]。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是當(dāng)下人們關(guān)注的焦點(diǎn)。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在給排水系統(tǒng)的監(jiān)控和檢修上是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，通過(guò)建立可以隨時(shí)監(jiān)控和調(diào)配的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)代替人工不定期檢查，這樣既大大減少了勞動(dòng)力，還大大提高了檢測(cè)效率和檢測(cè)精度[27]。同時(shí)，對(duì)于安全隱患應(yīng)該做到早發(fā)現(xiàn)、早處理，利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)隨時(shí)檢測(cè)地下管網(wǎng)的狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)有漏水、爆管等現(xiàn)象要及時(shí)采取措施進(jìn)行處理，保證官管網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。有關(guān)部門(mén)還應(yīng)該安排相關(guān)人員對(duì)負(fù)責(zé)管網(wǎng)維護(hù)工作人員進(jìn)行詳細(xì)的教育和培訓(xùn)，加強(qiáng)管網(wǎng)維護(hù)工作人員的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)于管網(wǎng)的維護(hù)運(yùn)維有很好的作用[28]。

3.4 應(yīng)用新材料

對(duì)于給排水管網(wǎng)的優(yōu)化，應(yīng)用新材料是一大措施，原有的管網(wǎng)大多是用灰口鑄鐵和鍍鋅的鋼管，在地下容易被腐蝕，從而可能會(huì)導(dǎo)致管道破裂等現(xiàn)象，現(xiàn)在的新型材料則可以很好的避免上述問(wèn)題[29]。比如HPDE纏繞結(jié)構(gòu)壁管和雙壁波紋管等就有很好的耐腐蝕性，而且壁管本身的使用年限也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)灰口鑄鐵和鍍鋅的鋼管，同時(shí)新型鋼管還可以減少使用過(guò)程中的污染和浪費(fèi)現(xiàn)象，同時(shí)可以增加給排水管網(wǎng)的建設(shè)效率(尤其是在新城區(qū)當(dāng)中)，在運(yùn)用新型管的建設(shè)當(dāng)中，要充分與當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件結(jié)合起來(lái)，確定最佳的管道路線和埋管深度[30]。

4 結(jié)論與展望

城市給排水管網(wǎng)是一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的工程項(xiàng)目，它對(duì)人們的日常起居有著至關(guān)重要的作用，給排水管網(wǎng)優(yōu)化是關(guān)乎整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)劣的重要環(huán)節(jié)，新舊管網(wǎng)的銜接問(wèn)題要做到及時(shí)處理，必須要時(shí)刻重視安全問(wèn)題，這樣可以很好地保證運(yùn)行的安全性和可靠性，在舊管網(wǎng)改造與維修過(guò)程當(dāng)中，可以選擇更好的管道材料。同時(shí)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到給排水管網(wǎng)的檢測(cè)與管理當(dāng)中，這樣可以更好的做到時(shí)刻檢測(cè)整個(gè)管網(wǎng)的運(yùn)行情況。另外，在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維過(guò)程當(dāng)中，要始終堅(jiān)持以人為本的原則，把人民的幸福指數(shù)放在首位，正確處理好業(yè)主、設(shè)計(jì)施工單位和運(yùn)行管理部門(mén)這三者之間的關(guān)系，推動(dòng)市政行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。