市政給排水設(shè)計(jì)中常見的問題及解決策略

王正陽(yáng)

［上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司西安分公司，陜西 西安 710000］

0 引言

市政給排水系統(tǒng)作為城市建設(shè)的必要基礎(chǔ)設(shè)施，其設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性對(duì)于城市建設(shè)質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。并且隨著當(dāng)前人們對(duì)于水資源使用要求的提升，以往的市政給排水系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足人們的用水需求，下文將對(duì)于市政給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的問題及解決措施進(jìn)行詳細(xì)探討。

1 市政給排水設(shè)計(jì)內(nèi)容

1.1 防洪排水

防洪排水主要是由外排及內(nèi)排組成，外排大多是通過水庫(kù)等形式實(shí)現(xiàn)的，我國(guó)當(dāng)前對(duì)于外排措施建設(shè)得相對(duì)較為完善，各個(gè)城市基本上都建有相應(yīng)的水庫(kù)設(shè)施。在進(jìn)行市政給排水設(shè)計(jì)的過程中主要是解決城市內(nèi)澇排水，因?yàn)槌鞘械臍夂蛟蛟谟昙镜慕邓^多，連續(xù)降水或是大到暴雨的情況頻繁出現(xiàn)，若是排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不到位，極有可能導(dǎo)致城市內(nèi)澇問題出現(xiàn)。在進(jìn)行大中型城市的排洪設(shè)計(jì)時(shí)，要保障設(shè)計(jì)滿足排洪量不可低于10年一遇的最大值，可以使用全面抬高地面的雨水泵以及滯洪區(qū)的排水設(shè)計(jì)方式[1]。

1.2 保障區(qū)域內(nèi)供水平衡

我國(guó)整體的水資源分布是非常不平衡的，部分城市存在著水資源供給不足的情況，為保障區(qū)域內(nèi)供水平衡，在進(jìn)行市政給排水設(shè)計(jì)的過程中需要滿足以下幾方面內(nèi)容：首先，使用地指標(biāo)法對(duì)于城市的用水量進(jìn)行估算，特別是生活用水和工業(yè)用水的需求量，在此基礎(chǔ)上分析城市附近的江河湖泊能否滿足供水需求；其次，還需要對(duì)于供水質(zhì)量進(jìn)行管理，并且還應(yīng)該合理控制對(duì)于地下水的開發(fā)力度；最后，在設(shè)計(jì)市政給排水系統(tǒng)的過程中，要重視集約化設(shè)計(jì)，降低市政給排水系統(tǒng)的重復(fù)率。

1.3 雨水排放系統(tǒng)

在城市的雨季經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)雨水在地面堆積的問題，因此，在設(shè)計(jì)市政給排水系統(tǒng)的過程中要重視雨水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)雨水處理系統(tǒng)的過程中，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合城市未來發(fā)展規(guī)劃以及排洪防水系統(tǒng)來進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。對(duì)于城市內(nèi)的河流進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要保證該系統(tǒng)滿足五年一遇的標(biāo)準(zhǔn)，在對(duì)城市道路雨水處理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)不可出現(xiàn)頻率為100%的情況，這會(huì)影響到雨水系統(tǒng)的處理效果。在設(shè)計(jì)雨水系統(tǒng)的過程中設(shè)計(jì)人員需要注意以下3點(diǎn)內(nèi)容：①自然系統(tǒng)的搭建。通過增加臨時(shí)泵站以及抬高地面標(biāo)高的方式，形成自然排水系統(tǒng)，減輕市政給排水系統(tǒng)的排水壓力[2]；②要確保排水管道設(shè)計(jì)滿足城市道路的排水需求，保障在道路使用的過程中，雨水也能夠正常進(jìn)入排水管道當(dāng)中，避免出現(xiàn)雨水堆積等問題影響到交通出行的安全性；③要通過清理或是改造的方式及時(shí)對(duì)影響城市河流中影響排水系統(tǒng)運(yùn)行的物體或建筑物進(jìn)行處理。此外，還應(yīng)該充分發(fā)揮水庫(kù)和渠道的調(diào)蓄能力來保障河道排水有序進(jìn)行。

1.4 污水處理系統(tǒng)

隨著當(dāng)前人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，在市政給排水系統(tǒng)中增加污水處理系統(tǒng)已經(jīng)刻不容緩，合理的污水處理系統(tǒng)不但能夠有效減少污水排放帶來的環(huán)境污染，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水源的重復(fù)利用。在設(shè)計(jì)污水處理系統(tǒng)時(shí)設(shè)計(jì)人員需要重點(diǎn)考慮這兩個(gè)方面：①合流與分流的設(shè)計(jì)方式。分流設(shè)計(jì)對(duì)于施工條件及技術(shù)的要求較高，通常情況下很多的分流設(shè)計(jì)都無法被有效實(shí)現(xiàn)，并且在設(shè)計(jì)過程中還有可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)接的現(xiàn)象，最終使得分流設(shè)計(jì)變?yōu)楹狭髟O(shè)計(jì)[3]。因此，當(dāng)前很多大型城市與中型城市在進(jìn)行分流設(shè)計(jì)時(shí)，通常都會(huì)根據(jù)當(dāng)前的技術(shù)情況進(jìn)行分流設(shè)計(jì)。而小型城市通常來說污水排放量較小，可以使用截流式的合流設(shè)計(jì)方式來設(shè)計(jì)污水處理裝置。②污水二次利用裝置的設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)的市政給排水設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，由于缺乏環(huán)保意識(shí)，很多的設(shè)計(jì)師都不重視對(duì)于污水的二次利用。但是隨著當(dāng)前人們的環(huán)保意識(shí)加強(qiáng)以及水資源短缺問題加重，污水的二次利用設(shè)計(jì)逐漸成為污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在設(shè)計(jì)污水裝置的過程中，首先，要設(shè)計(jì)污水收集裝置，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)及家庭用水產(chǎn)生的廢水和污水進(jìn)行回收，避免直接排入河道當(dāng)中，對(duì)水體造成污染；其次，在利用相應(yīng)的污水處理裝置對(duì)污水進(jìn)行凈化；最后，在通過專用管道將其用于城市綠化養(yǎng)護(hù)等對(duì)于水質(zhì)要求不高的活動(dòng)當(dāng)中，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)于污水的重復(fù)利用。

2 市政給排水設(shè)計(jì)中的常見問題

2.1 市政給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的問題

水資源是人們?nèi)粘Ｉ钜约肮I(yè)生產(chǎn)中的必要資源，市政給水系統(tǒng)是保障人們正常用水的基礎(chǔ)設(shè)施，若是給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在缺陷就會(huì)產(chǎn)生水源供給不足的問題，影響到人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)用水。當(dāng)前，市政給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要存在著如下問題。

（1）在進(jìn)行市政給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的過程中，通常都會(huì)考慮到對(duì)地下水源的開發(fā)與使用，若是沒有科學(xué)的地下水開發(fā)使用計(jì)劃，就會(huì)影響到地下水源開發(fā)工作的有序開展，甚至?xí)哟蟮叵滤_采難度，并且缺乏科學(xué)開采計(jì)劃還有可能出現(xiàn)地下水開采過度的情況，從而導(dǎo)致城市的地下水資源大幅減少，加劇城市水源匱乏問題，使得市政給水系統(tǒng)無法發(fā)揮應(yīng)有功能。除此之外，如果在沿海城市的給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中缺乏科學(xué)的地下水資源開采計(jì)劃，還用可能導(dǎo)致地下水與海水出現(xiàn)混合情況[4]。

（2）在進(jìn)行市政給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)城市的地下情況選擇合適的施工管道材料，若是選擇的管道材料的性能和質(zhì)量出現(xiàn)問題，將會(huì)影響到市政給水系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并且還會(huì)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。設(shè)計(jì)方案是在進(jìn)行管材購(gòu)買工作時(shí)的主要參考，在設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員需要保障管材的規(guī)格等與設(shè)計(jì)內(nèi)容一致外，還需要確保管道施工材料的性能與質(zhì)量達(dá)到相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)。但在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)管道材料規(guī)格、型號(hào)及質(zhì)量要求不明確的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致給水系統(tǒng)建設(shè)質(zhì)量無法達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 市政排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的問題

市政排水系統(tǒng)是市民生活污水以及工業(yè)生產(chǎn)廢水的主要排放渠道，并且能夠有效緩解城市積水，避免出現(xiàn)城市內(nèi)澇問題，影響到城市居民的日常出行。除此之外，高效的城市排水系統(tǒng)還能夠降低雨水對(duì)于城市道路的水損傷，保障了城市道路的安全使用。當(dāng)前，市政排水系統(tǒng)當(dāng)中主要存在以下問題。

（1）在傳統(tǒng)的市政排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，污水處理系統(tǒng)承擔(dān)著雨水處理和污水處理的兩種功能，在運(yùn)行的過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致城市雨水和污水排放受到影響。當(dāng)前隨著排水系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)的提升，新建城區(qū)的排水系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行了雨污分離設(shè)計(jì)，日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的污水在經(jīng)由污水處理廠的統(tǒng)一凈化后實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用，有效避免了污水直接排放模式對(duì)于自然環(huán)境造成的破壞[5]。但是，很多老城區(qū)中的污水和雨水處理系統(tǒng)依然沒有進(jìn)行分離改造，污水同雨水一起直接排放到河流湖泊內(nèi)，導(dǎo)致城市內(nèi)的水源及周邊水源出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化問題，嚴(yán)重影響了城市及周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

（2）很多設(shè)計(jì)師在進(jìn)行城市排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作時(shí)，沒有詳細(xì)了解城市的年降水量等數(shù)據(jù)，并且忽視了防洪排水的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)的排水系統(tǒng)的排水量較差，從而在城市迎來暴雨天氣時(shí)，城市內(nèi)的雨水無法排出，導(dǎo)致雨水在地面堆積形成城市內(nèi)澇現(xiàn)象，特別是一些地段較低的區(qū)域，積水情況將更為嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了城市交通的正常運(yùn)行，還會(huì)對(duì)于市民出行造成較大阻礙。除此之外，在雨季城市很有可能遭受連續(xù)降水，若是市政排水系統(tǒng)的排水量小于降水量，還有可能引發(fā)洪災(zāi)等自然災(zāi)害，不但會(huì)對(duì)于城市建設(shè)造成毀滅性打擊，還會(huì)對(duì)于市民的人身安全以及財(cái)產(chǎn)安全造成較大的威脅[6]。

3 市政給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題的解決對(duì)策

3.1 優(yōu)化市政給水設(shè)計(jì)

在進(jìn)行市政給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先，設(shè)計(jì)人員要對(duì)于城市的日用水總需求進(jìn)行計(jì)算，日用水總需求主要包含生活用水、工業(yè)用水、消防用水、綠化用水和管網(wǎng)漏水等多項(xiàng)內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上完成最大供水量的設(shè)計(jì)，以此保障滿足城市的日常供水。其次，在規(guī)劃市政給水管布局的過程中，設(shè)計(jì)人員需要從以下幾點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行布局設(shè)計(jì)：進(jìn)行管網(wǎng)定線工作中，要保障干管的朝向與二級(jí)泵站輸水池的方向相同，相鄰兩個(gè)干管之間需要保持600～800m的距離，并且要保障在城市用水量較大的區(qū)域設(shè)置干管，并且要盡量靠近用水較多的建筑，這樣能夠有效縮短配管長(zhǎng)度。最后，在計(jì)算給水管網(wǎng)平差的過程中，可以根據(jù)管網(wǎng)供水方向?qū)τ诿總€(gè)管段的水流方向進(jìn)行大致設(shè)計(jì)并設(shè)定控制點(diǎn)，然后在從二級(jí)泵站與控制點(diǎn)中間選取兩條或兩條以上的平行干管，讓其平均承擔(dān)給水流量。這樣才能夠保障給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，保障滿足城市日常給水需求[7]。

3.2 選擇質(zhì)量達(dá)標(biāo)的給水管材

在設(shè)計(jì)給水系統(tǒng)的過程中，設(shè)計(jì)人員還需要重視管道材料的選擇，要保障所選擇的材料能夠承受供水過程中產(chǎn)生的巨大壓力并且不會(huì)對(duì)于水資源造成污染。現(xiàn)階段，給水管道多使用球墨鑄鐵管、鋼管、PE管等管材，其中鋼管的造價(jià)昂貴且較為容易產(chǎn)生水銹；PE管具有較強(qiáng)的耐腐蝕性且不易滋生細(xì)菌，不會(huì)對(duì)于水源造成二次污染，同時(shí)耐沖擊性比較強(qiáng)，整體性能較為優(yōu)越[8]；而球墨鑄鐵管是當(dāng)前使用最頻繁的管材，此種管材防腐蝕能力強(qiáng)且延展性較強(qiáng)，安裝操作非常簡(jiǎn)單，安全性較高，不但不需要投入大量的建設(shè)資金，而且還具有較強(qiáng)的環(huán)保性。因此，受到市政給排水施工單位的歡迎，在設(shè)計(jì)給水管道時(shí)應(yīng)該積極使用這種材料進(jìn)行施工。

4 市政排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題的解決對(duì)策

4.1 優(yōu)化市政排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在正式開始市政排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作之前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)于施工地點(diǎn)的地質(zhì)情況、城市未來發(fā)展規(guī)劃以及降水量等多種信息進(jìn)行詳細(xì)了解，在此基礎(chǔ)上科學(xué)設(shè)計(jì)排水管道尺寸和路面坡度等內(nèi)容，保障排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿足城市排水需求。在開展排水管線的平面布置工作時(shí)應(yīng)該遵循標(biāo)定線原則，通過直線布局的形式來設(shè)計(jì)排水干管和支管的布局。在設(shè)計(jì)排水管網(wǎng)的過程中要綜合城市接下來的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)并預(yù)留出新城區(qū)的排水管線布局位置，以此降低城市在雨季出現(xiàn)內(nèi)澇的可能性[9]。除此之外，在開展行車道的雨水排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的過程中，需要綜合考慮到雨水處理系統(tǒng)的位置與城市道路系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性，這樣才能夠保障在不影響道路通車的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)于雨水的合理收集與排放。

4.2 對(duì)排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)完善

在進(jìn)行排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)完善工作時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要將排水管線的各項(xiàng)參數(shù)明確的標(biāo)記在設(shè)計(jì)圖紙當(dāng)中，并且要通過反復(fù)的計(jì)算與試驗(yàn)保障管網(wǎng)豎向設(shè)計(jì)中所選擇的管道材料符合相關(guān)使用要求，保障排水管網(wǎng)的功能能夠正常發(fā)揮，延長(zhǎng)市政排水系統(tǒng)的使用壽命。

4.3 現(xiàn)有市政排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

在進(jìn)行現(xiàn)有市政排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作的過程中，設(shè)計(jì)人員需要考慮到城市的日排水最大流量，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的排水管線優(yōu)化方案。若是排水管線之間存在位置重疊時(shí)，需要通過交叉等方式進(jìn)行處理，如果存在無法處理的現(xiàn)象，則可以對(duì)支管進(jìn)行彎曲設(shè)計(jì)。除此之外，在進(jìn)行排水管道優(yōu)化工作的過程中，還需要注意以重力管道為先，壓力管道應(yīng)避開重力管道。與此同時(shí)，當(dāng)車行道下的管道在管頂覆土小于0.7m的情況下，需要對(duì)管道設(shè)計(jì)20cm左右的混凝土滿包加固；當(dāng)出現(xiàn)排水管道下方的地下水位過高的情況，設(shè)計(jì)人員就需要設(shè)計(jì)地下水抽取工序，確保地下水位距離排水管道下放50cm后才可進(jìn)行后續(xù)施工[10]；在設(shè)計(jì)排水管線時(shí)，工作人員應(yīng)該按照標(biāo)定線路進(jìn)行復(fù)測(cè)設(shè)計(jì)，從而保障設(shè)計(jì)方案中的各項(xiàng)參數(shù)滿足市政排水管道設(shè)計(jì)規(guī)范，確保排水系統(tǒng)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)高效城市污水的排放工作。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為有效環(huán)節(jié)城市發(fā)展過程中產(chǎn)生的水資源短缺問題，并實(shí)現(xiàn)優(yōu)化市民生活生產(chǎn)用水體驗(yàn)的目標(biāo)，相關(guān)部門要重視市政給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，對(duì)于當(dāng)前給水與排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中存在的問題進(jìn)行詳細(xì)分析，并在此基礎(chǔ)之上采取選擇合適的給水管材以及完善排水管道設(shè)計(jì)等多種方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)于市政給排水管道設(shè)計(jì)的優(yōu)化，保障城市發(fā)展的用水需求能夠得到滿足。