市政給排水設計中的輸水方式及管網分區探析

文／靳愛平 菏澤市排水服務中心 山東菏澤 274000

張秀愛 鄆城縣水務局管理所 山東菏澤 274000

引言：

市政給排水規劃設計就是在不斷的優化解決固有問題的基礎上，設計方案越來越科學、實用。為了避免國家建設資源浪費，作為相關工作人員要正視工作上的不足，采用嚴謹的態度和科學理念，合理規劃，有效解決市政給排水規劃設計中的常見問題。保障給排水管道施工質量的提升，如對管道質量進行嚴格把關和檢驗、優化項目管理模式、提高施工人員的綜合素養、完善管網系統規劃設計、加強現場質量監管、健全質量監督管理體系等，為提高市政給排水管道工程質量奠定堅實的基礎。

1、市政給排水系統規劃主要涉及的問題

1.1 缺少對于給排水系統規劃設計的重視

當前階段城市建設的實踐中，對于給排水系統設計的不重視導致了給排水系統的設計和規劃嚴重不規范的問題，城市建設過程中存在對于基礎設施建設的忽視，對于建筑施工要求以及質量缺乏標準，過度追求具有重要影響力的標志性建筑以及市容市貌建設。給排水系統作為城市運作的底層硬件系統，對于城市的穩定運行有著重要的影響。以往的城市建設中對于給排水系統的忽視，直接影響到城市后期的規模擴張以及人們的生活質量提升，很多城市在后期都為不重視給排水系統設計付出了沉重的代價，例如為應對人口增長而進行大規模的給排水系統改造，需要對道路進行拆除來完成，嚴重影響居民的生活用水以及城市的正常運轉。

1.2 水資源利用與保護不足

市政給排水規劃設計首要考慮的問題就是水資源的充分利用與保護。造成水資源利用不足主要原因在于規劃設計時，水壓設計不合理造成水資源浪費比較普遍；其次城市中水利用率不足。城市生活用水經過科學處理，滿足國家相關用水標準的就可以用于城市綠化及生產建設當中。但是以往市政給排水規劃設計中沒有意識到水資源利用率問題，所以對中水規劃管理不足造成浪費；最后市政給排水管道和控制配件設計不合理造成水資源浪費。

1.3 雨水管道的設計缺乏合理性

注重雨水管道的設計，特別是在降雨相對較多的地區，雨水管道是市政基礎設施網絡的重中之重。雨水管道的設計會直接決定著城市雨水的排水效率。然而，大部分市政給排水進行設計時，沒有考慮雨水管道的設計，若在多雨的天氣下，它會導致一些地區的洪水問題，如老城區，城市村莊等。發生洪水的主要原因是凈流量系數計算不準確，導致管道傾角不足，也有可能是降雨量少而引起的。在對雨水管道開展設計時，應分析當地城市的降雨量，以確保雨水管道的相關指標，能充分達到城市的排水標準。除此之外，還要持續對雨水管道進行檢查，確保市政雨水管網正常使用。

1.4 管網設計規劃不合理

在城市不斷建設發展的過程中，城市給排水管道數量、布設范圍逐漸擴展，布局密度加大，新舊管道交疊，更需要結合城市未來發展規劃、具體環境地理條件等進行合理規劃和設計，力求在滿足城市發展需求的基礎上與城市各個基礎設施相互協調，以免對城市未來發展造成極大的消極影響。現有管網具體存在以下問題：一是現有給排水管網系統性能不足，難以滿足當下越來越大的城市給排水壓力，尤其是對雨季泄洪等的應對能力較差，對突發事件應對能力不足；二是部分城市相關人員忽視對老城區給排水管道的維護更新，導致管道壓力超標運行，破損、老化現象更加嚴重，易引起爆管問題，影響正常使用；三是很多城市給排水管道設計中科技含量較低，僅能發揮供水、排水功能，對水資源的回收利用方面缺乏研究；四是城市給排水管道管理維護不到位，易出現垃圾堵塞、雨水積存等問題，影響給排水管道發揮正常功能；五是城市給排水管道規劃設計時，忽視城市美觀、環保需求等。

1.5 管網布局不合理

近些年，我國不斷擴大城市規模，也增加了市政工程給排水管網的密度，交替新網和舊網的過程中，緊密聯系市政管網的聯系，在建設市政工程給排水管網的過程中，利用不同的設計方案和施工工藝，導致易產生較多的問題。我國各地區的氣候條件具有較大的差異性，在規劃建設市政工程給排水管網的過程中需要結合區域氣候條件和地質水文條件等，如果未對市政工程給排水管網進行合理布局，管網正常運行將會受到影響，同時還會影響到整個城市的運行。

2、給排水系統設計中常用的輸水方式

2.1 輸水管線穿越河道的方式

輸水管線穿越河道的方式有架空過河和河底敷設過河兩部分。架空過河有沿公路橋過河和管橋過河法兩種。沿公路橋過河可以節省一定的人力和物力，相比之下施工更加簡便快捷，但在露天敷管的情況下需要考慮防凍、防曬和老化的問題。管橋過河可以在無公路的條件下架設過橋，降低施工難度。但與沿公路橋過河相比，對人力和物力的損耗很大，在兩岸土質良好和河流不太寬的條件下，適合使用管橋過河法。在河底敷設過河施工中，倒虹吸過河法是最基本的方法。在倒虹吸過江法的實際應用中，應提高管道的輸水能力，不僅如此，還應當要求設計師善于發現和總結。人性化的設計需要在滿足管線正常運行的同時，考慮管網后期維護、疏通方便，設計出真正迎合實際的合理化工程。設計師要注重管網工程的功能性、便利性、可靠性等，深入了解當地的水文、地質、氣候以及常用管材，并結合當地已建的管網跨越河道工程，借鑒其經驗及合理化措施，使工程在竣工投入使用后能起到所預期的效果，達到計劃與成果的一致性。

2.2 長距離輸水方式的選擇

長距離輸水是水源工程設計的重要內容，輸水線路的選擇、輸水方式的選擇和輸水建筑物類型的選擇是長距離輸水的主要條件。在針對市政給排水的輸水方式進行選擇設計時，若是應用長距離的輸水方式，則需要考慮到實際情況，比如，距離遠近、環境條件、技術水平等多個方面，以此對輸水路線進行科學規劃，同時還要引進先進的技術手段，針對具體的環境情況制訂出合理的長距離輸水方案，而且要設計出多種不同的輸水方案，從地形地質條件、建設、占地、投資等方面進行技術經濟比較，從中選擇最合適的方案，保障長距離輸水效果，同時也能夠提高市政給排水的有效性。

3、市政管網分區方案制訂

3.1 增強市政給排水系統設計的科技化水平

隨著建筑科技水平的不斷提升以及互聯網在各行各業中的運用，市政給排水系統在進行規劃設計的環節中要重視對于信息化設備的使用，通過增強給排水系統的科技化水平，來實現給排水系統規劃設計的完善以及后期的良好運行。針對規劃環節中，設計人員應該使用更先進工程理念，并且提升自己的專業能力知識，例如計算機技能等。在設計的環節中要充分發揮先進設備的作用，保證給排水系統設計的高效精準，然后在具體的設計過程中要對給排水系統涉及的流量峰值等相關指標進行科學的分析，通過對于更多相關信息的收集和分析，使給排水系統的規劃設計更具科學性。在建設完成后的運行階段，要充分發揮信息技術的優勢，通過移動終端完成對于給水系統的水質監測以及排水系統的流量監控，為城市的給排水系統提供專業詳實的數據支撐，輔助城市給排水系統的良好運行。

3.2 準確掌握整個工程的施工計劃

為了保證排水管道工程整體的施工質量，應在施工前準確了解并掌握工程的整體計劃，從而為后期施工奠定基礎。首先，需對施工圖紙進行全面深入了解，施工方、設計方及監理單位等對施工圖紙進行會審。其次，應依據施工圖紙的具體要求對施工沿線的情況進行實地考察，以便掌握地域內的實際路況等情況，提前做好針對施工重難點的準備工作。最后，依據施工圖紙的具體要求準備好相應的施工材料，并掌握有關數據及材料的情況。

3.3 下管

管道的墊層施工完成后，需對墊層和基座等進行質量驗收，當墊層具有一定強度后方可進行管道安裝。管道施工時，應對基礎表面的雜物、積水以及淤泥等進行清理，復核管道高程，確定管道位置。進行管道施工時，排管的方向應從下游向上游進行。下管時，應采用機械與人工相配合的方式，主要機械為8t 以上吊裝汽車。吊車作業位置應距離溝邊緣位置約2m，以保證溝槽邊坡的穩定性，防止溝壁發生坍塌事故。鋪設管道時，應將管道平穩下放，通過手拉葫蘆吊將管材平移至管道接口，通過人工對管道進行拼接、安置。通過對管道的標高和軸線進行調節，使管道平整銜接。下管時，應采用專用吊鉤，禁止使用鋼絲繩。管道起吊時，應找到重心位置，保證管道起吊時的平順度，并且作業時要做到平吊輕放，防止與管道基礎發生碰撞。需要注意的是，施工過程中應配備專人進行指揮。

3.4 提高應急能力

首先，需要開展監測工作，有效處理管道爆裂問題。市政管理部門需要及時更新給排水管網的信息，建立信息管理平臺，整理歷史數據，進一步完善市政工程給排水管網的信息，為管網施工和管理工作提供參考。此外，需要利用先進的技術監控管網流量，如果發現持續性增大管網流量，可以發出預警信息。當管網發生爆管問題，將會顯著改變管道參數，這時需要向搶修中心反饋數據，搶修中心要及時安排工作人員搶修管道。其次，需要結合區域氣候特征測算最大降水量，結合測算結果完善雨污水分流系統，同時需要考察管網排水能力，通過對比分析標準系數保障管網運行的安全性。例如，在排水管網運行中，如果區域等級較低，可以設計排水管網重現期為1～3年，針對重要區域可以設計排水管網重現期為3～5年，特別重要的區域可以設計重現期為10年。最后，需要加強對管網污染問題的監督管理，結合監督結果開展防控工作，針對重要的施工區域需要建立監測系統，負責實時采集和分析管道負荷信息，確定管道是否存在泄漏等問題，及時處理發現的問題，避免事故不斷擴大。給水系統施工中需要結合當地水源情況，合理設置取水口，同時將閉合管網設置在敏感區域，如果發生突發情況可以及時關閉外網，保障整體水質的安全性。

3.5 完善管網系統規劃

要對城市給排水管道進行合理規劃，確保其與城市整體發揮規劃相契合，保障其科學性、合理性，同時要注重對老舊管道進行全面性排查，及時更新維修管道，以便延長其使用周期，強化其質量安全性。要結合現代化社會發展中人們日益增長的生活質量需求，相應提升管網系統設計標準，提高其對各類問題的對應能力，優化雨污管網系統、防洪排澇系統的建設方案，體現整體管網系統的現代化和高效性。結合實際的施工需求，建立完善的質量監管體系，加強對施工現場的全過程質量監督，保障施工操作的規范性，確保施工材料質量滿足設計要求，優化各個環節的施工質量控制。一旦發現違規現象，要在第一時間責令停工整改，為提高整體施工質量奠定基礎；加強現場施工技術交底工作，進行現場技術指導，保障技術應用規范性和標準化；同時可以加強施工人員之間的溝通交流，鼓勵其在技術分享中學習更多優秀經驗，促進其施工能力的提升。

3.6 合理設計城市供水系統方案

城市供水系統的設計方案需要按照不同功能區域的用水需求進行合理分配，以確保能為城市內生活生產和農業等產業提供正常用水，在設計供水系統方案時應該充分考慮到埋管位置、管線材質型號、管線數量與施工工藝等需要注意的因素，不同功能區域供給自來水的管線需要做好標記并進行分類。給排水系統設計人員需要詳細調查并研究不同區域的供水與需求是否平衡，及時調整規劃水資源供需不平衡區域給水設計。而以農業產業鏈為主的區域應當通過農業技術推廣來宣傳雨水收集等相關技術，將收集后的雨水運用到農業灌溉里實現水資源有效回收和再利用。對于以工業為主的區域除了保證其水資源供需平衡外，更重要的是工業廢水排放與循環利用，工業產業在水能源的使用上消耗頗高，所以有必要加強水資源重復利用的設計以緩解城市供水壓力。

3.7 加強對于極端天氣排水功能的優化

極端天氣對于城市運行以及人民的生命財產安全有著重大的威脅，因此，針對市政給排水系統的規劃設計要更加重視排水系統防洪澇的作用。今年夏季，我國多地出現了強降雨的極端天氣，造成了巨大的人員傷亡和經濟財產損失。加強對于給排水系統的排水功能優化，既是對過去市政給排水系統設計的完善，也是為應對未來突發極端天氣狀況的措施。在過去的給排水系統建設的設計環節中，由于沒有對城市發展的速度以及規模有一個合理的預估，導致了城市給排水系統基礎建設已經無法滿足后期城市化進程的需要。對著城市規模的不斷擴張，給排水系統對日常的居民用水需要已經出現了不相適應的情況，遇到極端天氣情況下的強降水，城市給排水系統基本處于無法運行的狀態。針對未來可能發生的極端的氣象狀況，給排水系統的設計要提高冗余量以及增加對保險管網的設計，使新一代的給排水系統能夠承載更多極端情況下突發的降水增量，確保城市運行和人民生命安全。

3.8 合理改造管網

為了解決市政工程給排水管網設施老化問題，需要及時改造優化現有的管網，在改造過程中，需要結合城區改造工程，制訂科學的管網改造計劃，落實摸排工作，確定管道滲漏點，及時處理滲漏問題，同時要利用新的管道代替老化管道，合理選擇管道材質，選用的管道要具備良好的耐壓性和抗腐蝕性，保障管網運行的安全性。此外，在選擇材料的過程中需要控制整體成本。工作人員需要實時觀察管道環境，結合環境變化采取具有針對性的處理措施。如果改變了管道運行環境，將會改變管道內外壓力，需要采取合適的處理措施。如果道路施工處于管道上方，工作人員需要提前計算相關參數，如果計算結果表示施工行為會影響管道，那么就要遷移管道。

3.9 詳細調查市政給排水需求量

開展市政給排水工程設計時，必須以確保城市人們正常用水為前提，合理管理和控制給水量，這可以有效避免水量過多的情況。在提升了居民生活水平的同時，還需要通過各種手段來宣傳節約用水的知識，讓節約用水的理念深入每一個城市居民的心中。設計人員在進行給排水設計工作之前，還必須要合理的去調查城市居民用水量，調查城市給排水的總量、上限等等數據，然后再來展開具體的設計工作，要確保調查數據符合城市實際給排水數據，而設計工作者完全依據數據來開展。

結語：

給排水對于城市穩定運行和居民日常生活有著重要的影響，促進市政給排水系統規劃設計的不斷完善，對于城市發展有著積極的推動作用。本文從當前階段城市給排水系統規劃設計環節現狀著手，分析目前城市給排水系統設計中存在的問題，然后結合當前實際，對于給排水系統的規劃設計給出了一些建議，希望能夠對設計人員進行城市給排水系統的規劃中起到幫助，促進給排水系統設計的不斷優化，使得城市運行能夠更加穩定高效，實現經濟社會的可持續發展和人們生活水平的不斷提升。通過合理的給排水以及輸水系統來提高人民的用水質量，解決人民的用水問題，進一步落實創建宜居環境、提升居民用水幸福感、打造和諧社會的目標，只有這樣才能達到改善供水水質、提高排水效率、節約水資源、確保管網安全運行的目的。