市政給排水設計存在的問題與合理性建議

文／韓慶玲 中國市政工程華北設計研究總院有限公司深圳分公司 廣東深圳 518000

1.市政給排水設計的內容與任務

1.1 市政給排水設計的內容

市政給排水設計的根本依據是城市規劃，城市規劃以工程實施性為依托，滿足城市工程需要為前提，其中市政規劃是給排水設計的基礎依據，對供水和排水系統的設計實施起到指導作用。就市政給排水設計而言，給水、污水和雨水系統的規劃設計是工作的重點內容。

在市政給排水設計中，市政總體規劃最為關鍵，通常對設計方案、市政排水和生活給水專項等項目產生著直接關系。同時，市政給排水工程設計又是一個系統工程，需要社會科學作為有效基礎，需要依據城市具體狀況，通過系統設計將給水、雨水和污水進行收集和輸送及最終轉化，從而達到供水和排水系統的均衡配置[1]。

1.2 市政給排水設計的任務

城市規劃建設與市民日常生活要求給排水服務基礎建設，完成基礎配套工程是市政給排水工程設計的重點任務。在水資源日益緊張的今天，供水系統和排水系統的合理設計，提高水資源的合理分配和循環利用，都是市政給排水工程設計的重點要求。市政給排水設計的科學合理是促進城市工業、城市居民和自然環境共存的關鍵，對城市發展產生著舉足輕重的影響。

2.市政給排水設計的基本要求

2.1 環境保護要求

環境保護是市政給排水規劃設計中的直接目標。目前，城市化建設進程需要深化環保思想，明確供水標準，要求市政給排水項目兼顧環保思維，規范本身功能與環境要求，綜合考慮市政給排水工程的經濟性與環保性，從較大范圍上確立環保要求[2]。

2.2 協調需求

市政給排水規劃設計必須應滿足社會協調性需求，以符合城市規劃的特點。市政給排水體系必須和城市規劃建設其他工程相配合，提高設計合理性，通過市政供水、排水系統的合理設計充分利用城市水資源，提高水資源利用率，加大城市化效率，增加城市居民生活便利性。

2.3 目標需求

市政給排水設計的最終原則是目標需求。市政給排水設計的目的在于滿足國內水資源供給的需求，在給排水設計中要能夠滿足目標的要求，結合城市發展以及居民生活中水資源需求的實際情況進行給排水設計并提出科學合理的設計方案，滿足城市供水、排水需求，實現城市水資源的高效循環利用。

3.市政給排水設計存在的問題

3.1 市政給排水與城市用地規劃間的問題

在現階段市政給排水設計中，由于防洪排澇規劃設計存在發展不平衡、適用范圍內缺乏合理設計，以及管道布設規模不當等幾個方面的不良影響，而上述影響又成為制約市政給排水工程設計的因素之一。眾所周知，目前城市化發展速度相當快，這也導致對城市市政配套基礎設施的需求日漸增加，于是在城市用地豎向設計中就出現很多問題，但大部分問題都被總結為城市用地豎向設計缺陷。同時在市政給排水設計中，由于設計高程無法得到保證，導致其在實際使用過程中可能無法完全滿足防汛的設計要求，從而出現很多安全隱患。例如有部分城市規劃區并未安裝雨水排澇泵站，從而造成小區道路在施工過程中出現惡劣的環境影響等[3]。

第一，城市建設用地豎向規劃問題。由于城市化速度較快，城市用地緊缺局面加重，與此同時，城市發展對市政道路、地面排水要求越來越高，因此要求在城市規劃中必須合理規劃用地，提高土地利用率。在部分城市規劃中，市政給排水工程設計中出現了許多問題，問題出現的主要原因就在于沒有將城市豎向用地與市政給排水設計合理結合，導致城市規劃不完善，也使得市政給排水設計出現許多制約因素。

第二，市政給排水設計會因為城市用地豎向規劃受到影響，目前在市政給排水設計中，大多數采用的是短管壓力流和重力流兩種設計方式，通過這兩種方式能夠有效解決給排水系統高程問題，減少因埋深較大造成的開挖支護投資。為了實現這一目的，相關部門就要做好市政給排水設計評審工作，結合實際情況綜合比選設計方案，及時調整設計中的不合理之處[4]。

3.2 污水管埋設深度不夠

市政污水管敷設深度不足，導致周邊污水管道無法接入，造成一條市政道路卻有多條污水管道出現，不僅造成投資浪費，也影響其他地下管線布設，這是當前市政給排水工程中比較常見的問題。出現這種問題的原因之一，是設計單位在設計初期，沒有綜合考慮周邊的污水接入情況，僅滿足單一小區或者單一支管接入的高程，埋深較淺，沒有跟上游周邊管網的高程進行復核，導致在后續市政工程設計中不滿足后續接入需求，不得不新建管道滿足排水需求，因此造成上述局面出現。

3.3 市政給排水規劃相對滯后

在市政給排水規劃設計中，部分設計單位常常忽略排水系統設計的重要性，導致給排水設計出現不合理問題，出現這一問題主要原因在于由于市政給排水總體規劃未能引起充分的重視，并且在城市道路建設迅速開展的情況下，市政給排水工程設計也沒有得到足夠的重視，部分給排水工程項目在一期施工結束以后，發現實際情況與原有方案已經存在差異，導致在接下來的施工中無法按照原有計劃繼續開展，致使規劃指導失去其實際意義[5]。

3.4 用水量估算不合理

用水量是影響設計給排水管網規模大小和管道系統設計質量的關鍵因素，一旦對用水量估算不當就可能造成在實際使用中無法達到現實應用要求。若對城市人口用水量估計不足，容易造成供水高峰期卻供水不足或中斷，從而給日常生活和工作方面造成直接不便。工業領域由于用水量估計不足也可能造成損失，主要反映在給排水管道設計與布置上，由于布局設計不當，運行協調性根本無法滿足設計要求的情況。用水量估計不足的原因主要為兩方面：第一，對工程活動用水量估算不正確，主要是由于對地方經濟社會發展狀況以及人民群眾使用需求情況不正確判斷引起；第二，管道本身水力問題分析不足造成，比如高層住房在用水高峰期容易出現水量不夠的情況[6]。

3.5 雨水管道設計不合理

雨水系統作為市政排水體系的一個重要環節，尤其對于暴雨高發區城市尤為關鍵。但目前，不少城市對雨水系統建設還沒有足夠關注，使得雨水管網存在著多方面問題：比如，強降雨時城市道路兩側雨水管的長期沉積阻塞導致路面被大量雨水淹沒或者在突發性強降雨天氣下排水系統崩潰等，這些都對市民日常生活、道路交通等造成負面影響。另外，城市道路排澇系統也會對路面性能產生一定影響，一旦下雨時管道阻塞導致排水不暢，排水管道大量雨水迅速匯集形成冒溢積水，嚴重時形成內澇，也將對交通路基和路面結構造成不好的影響。道路雨水對結構面產生侵蝕，而路基層瀝青混凝土或水泥混凝土也易因降雨侵入進而產生裂縫、唧漿、塌陷等問題，路基問題直接對行車和道路交通安全產生影響。路基積水則對填充物產生膨脹作用，在熱脹冷縮影響下道路更易失穩損壞，可能會導致整條道路塌陷損壞。

4.市政給排水設計的合理化建議

4.1 合理設計給排水管道

現階段，隨著我國城鎮化步伐的加快，人民可支配收入也逐步提高，在這個趨勢下，民眾對于生活品質的需求也愈來愈高。所以，在重新設計市政給排水系統時，設計單位應注重居民的實際需求，并將城市發展的實際情況和其他基礎設施建設的情況綜合考慮，合理設計管道的路由和直徑，減少給排水管網引起的非必要的投資。另外，重新設計更新原有的管道時，盡可能選擇較大直徑的管道，如將原有雨水口連接管管徑設計為DN300，以便于進一步適應城市排水實際需求等。采用合理化設計，還可以降低管道末端噪音。如針對給水加壓問題，設計人員可以在供水管道上設置加壓閥和減壓閥等設備，降低管道壓力，以此提高市政給排水系統的穩定性。

4.2 提高城市防洪防澇設計合理性

針對降雨較多的大中型城市，防洪防澇工程設計十分重要。第一，排水系統的設計必須充分考慮到城市降雨的環境條件，重視排水管網系統中排水功能弱化的部分，從而采取針對性工程進行改進。第二，充分考慮到突發性強降水當天的排水情況，必須針對當前大中型城市經濟社會發展狀況、人口密度等因素合理選取降水重現期和徑流系數，如果重現期選取過低將導致城市排水體制無法應對連續性強降水天氣條件，易造成城市內澇積水，影響居民正常生活和交通出行，甚至影響居民的生命安全，引起交通事故等嚴重情況；如果重現期選取過多，則會造成市政排水管道設計投資浪費，影響其他地下市政管線設計的空間和路由。第三，應針對城市規劃建設范圍內高程較低的區域采取針對性舉措，例如優化雨水口布置，防止城市規劃低洼地帶積水嚴重形成內澇。第四，需計算徑流系數確保雨水排水系統設計的合理性。導致雨水系統出現問題的主要原因之一是徑流系數的計算不準確，應根據城市發展的實際情況以及該地區的自然條件，計算出城市的最大徑流系數。同時還需要根據城市以往的降水量計算徑流系數，切實合理的解決問題，保證雨水系統設計的合理性。

4.3 管道材料合理選擇

在市政給排水設計中，管道材質的選擇也是設計人員需要重點關注的問題。選擇性能良好的管道材質，可以有效減少管道腐蝕破裂或者爆管現象，增加管道使用壽命，減少因管道維修造成的投資費用。尤其是給水管道的材質，由于對水質的影響較大，設計人員必須謹慎選擇。因此，給水管盡量選擇鋼材料會更大程度上避免管道出現滲漏和銹蝕問題，同時管道噪聲較小。在排水系統設計過程中，設計人員同樣應根據實際情況和設計指引的要求，選擇滿足強腐蝕性和其他要求的管材。

4.4 市政給水合理優化

給水設計，其主要前提是顧及城市居民在日常生活和企業用水等方面正常供給，在規劃設計市政給水系統時，必須仔細研究一個城市和特定地區的用水需求量和分配情況，進而合理設計給水管網方案，其主要涉及規劃位置、地區管道數量、地區管道種類等，特別是給排水管道型式劃分，建議分為生活給水管道、工業給水管道、農村給水管道以及其他給排水管道，研究各類管道所對應領域給水需要量與給水分配情況，以調節供水平衡，例如在工業生產中，在城市其他供水板塊中產業占比較大，可把市政給水建設重點設置在工業生產地區，保證工業區供水充足。又如重點發展種植業地方，為盡可能做到引灌不會破壞土壤，同時要引入雨水收集技術和設備，把降雨循環運用于各種植物灌溉。市政給水方案設計，必須秉著“合理化”和“節約性”原則，一方面保證供給均衡，另一方面要充分利用自然資源，加強水資源循環使用，并通過合理科學的技術措施，降低水資源的無形耗費。

4.5 合理控制水壓不足問題

在給水工程中，如果水壓不足，可能給居民的生活用水帶來不便，尤其是用水高峰期。這一問題的出現主要有三個方面因素導致，第一是設計方面的問題。在前期設計過程中沒有準確計算水力損失、耗水量等數據，以及水泵揚程和供水管徑不滿足實際要求，造成用水時其水壓不能有效滿足日常生活需求。第二是運行維護不到位，管內存在雜質沉積，導致過流斷面減少，最終導致水量不足。第三是實際水箱安裝高度和水泵揚程設計不合理，受到供水點高度差而產生的壓力影響，不能有效滿足供水水壓要求。為了解決好以上問題，應嚴格按照施工圖紙的設計進行審核，對相鄰建筑物數據記錄要全面、及時和準確，同時還要注重管道日常維護，防止管道堵塞問題出現，以此來保證水質以及水壓。

4.6 合理改善城市經濟

在人才引進和先進技術的引入上，資金至關重要。除地區各政府部門的支持之外，也須想方設法利用各種渠道籌集資金。城市建設需要自身具備更強的投資實力。只有進一步提高城市吸引力，才能引入更多投資。另外，城市建設投資也必須突破傳統壟斷領域，建立投資利益驅動機制和風險自律機制，以確保城市建設投資結構能夠合理的健康增長，唯有如此，城市建設才能獲得更多資金來源，在強大資金的支撐下，城市建設才能更好地推進，給排水工程設計規劃與實施也將同步推進。

4.7 市政排水合理優化

在市政排水系統規劃設計初期，工程設計技術人員必須仔細研究和分析大量基礎資料和其他信息，以便為建設出高質量城市排水系統提供可靠科學的基礎。同時，在城市排水工程規劃建設中，要結合城市給水工程與其他市政工程綜合考慮，重視排水系統對周邊環境的影響，并綜合考慮其與其他項目之間的協調性關系。

市政排水主要存在兩個較大問題，一個是市政道路排水能力能否應對暴雨季節，一個是排水過程中污水處理能力是否滿足要求。前者解決問題的主要辦法是在城市排水系統設計中，根據地區自然氣象條件、地理水文狀況、江河湖泊變化規律等，先測算出每個地區的最大排放要求，科學劃分排水分區，準確計算匯水面積，保證可以在一定時限內，順利完成城市轄區內所有排放要求；后者還牽涉到環境方面，市政工程設計主要目的是希望利用城市自然資源的合理分布，并設置便于人類生存、工作、生活的城市附屬服務設施，以提供有利于人類生活與生存的良好城市條件，但由于城市排水是城市發展的主要部分之一，若將含有危害性污染物的污水直接排出，對地表水體和地下水體將會造成嚴重污染，從而導致城市生態嚴重破壞，這將有違城市計劃中的“環保性”原則，所以城市排水設計應當充分考慮到所排出污染物是否帶有污染性特點、其危害水平多大，并協調相關單位根據城市排水標準要求，認真考慮如何有效采取排水截污技術，嚴格遵守排放標準。

4.8 市政給排水設計其他合理設計

市政給排水和其他市政建設項目，同屬城市總體規劃設計范圍內，但不同市政建設項目規劃設計，因為受時間、空間等各種因素影響，很有可能產生矛盾和沖突，比如在以往進行地下電纜等管道安裝施工時，可能不會預測到若干年后對市政排水管道敷設路由產生制約影響，同樣道理，當前市政排水管道施工，若不能沖破時間因素局限，充分考慮總體規劃，也會嚴重影響城市總體規劃設計工作可持續性。那么在規劃設計市政給排水工程項目時，必須站在整體規劃角度，綜合性分析給排水工程項目和其他市政工程項目總體規劃設計是否存在沖突，避免受到其他市政工程項目影響和盡量減少對其他市政工程項目的影響，為城市規劃設計創造更加合理的前提條件。

結語：

綜上所述，市政給排水工程是一個繁雜的工作，在市政給排水設計中，應該注重市政給排水工程設計的合理性，提高設計技術水平，保證市政給排水系統的完整性和穩定性。因此，必須正視市政給排水工程設計中的難題，進而剖析難題形成的原因。在文章中，給排水設計相關人員應該結合工作實踐和有關理論文章，從市政給排水工程設計中難題與合理化建議兩個角度，制定出更具有針對性與實用性的給排水設計方案。