市政給排水設計中常見的問題及解決策略

摘 要：為解決市政給排水設計中常見的問題，促進城市的可持續發展，本文首先分析了完善市政給排水設計的意義，之后提出了當前給排水設計中存在的問題和設計原則，最后據此提出了解決給排水設計問題的措施，包括綜合考慮環境因素、加強水資源管理、重視污水管理等。研究表明，合理進行市政給排水設計，能夠提高系統的性能以及可持續性，從而確保城市的水資源供應和有效管理與維護周邊環境。

關鍵詞：市政給排水；設計方案；問題與策略文章編號：2095-4085（2024）04-0123-03

0 引言

市政給排水設計是城市基礎設施建設中至關重要的一環，涵蓋了供水、排水和污水處理等多個關鍵領域，其質量和可持續性直接關系到城市的居民生活質量、環境健康和社會經濟發展。然而，在實際設計和運營中，市政給排水系統常常面臨一系列常見問題，這些問題不僅會影響系統的性能，還可能導致資源浪費、環境污染和公共衛生風險。因此，了解并解決市政給排水設計中的這些常見問題至關重要。

1 完善市政給排水設計的意義

首先，完善市政給排水設計有助于提高居民生活質量。合理設計的給水系統可以確保居民獲得高質量的自來水，不僅可以滿足生活用水需求，還有助于防止水源污染和疾病傳播。排水系統的完善可以有效處理廢水，防止污水倒流和積水，提高城市的環境衛生和公共衛生水平。其次，完善市政給排水設計有助于加強環境保護。經過科學設計的排水系統可以有效防止洪澇災害和土壤侵蝕，減少城市污染物的排放，保護水體質量和生態系統的穩定性。遵循可持續的設計原則，如雨水收集系統和污水處理設施，可以降低對自然資源的依賴，減少能源消耗，有助于減少碳排放，推動城市朝著更加環保和可持續的方向發展。最后，完善市政給排水設計對于經濟可持續性具有重要意義。良好的水資源管理和廢水處理系統可以提高城市的抗災能力，減少洪澇損失和環境災害帶來的經濟損失。同時，投資市政給排水設施建設和維護也能夠創造就業機會，促進城市的經濟增長。也會吸引更多的投資和商業機會，助力城市的繁榮和可持續發展［1］。

2 市政給排水設計中的常見問題

2.1 設計與實際環境不相符

這一問題的核心在于設計過程中未充分考慮到特定城市或地區的地理、氣候、地質和人口等因素，導致設計方案無法有效適應現實環境的變化和需求。這種不相符主要表現為過度設計或不足設計，例如過大或過小的管道容量、排水系統不足以應對極端天氣條件、不合理的水資源分配等。這不僅會浪費資源和資金，還可能導致城市的環境問題，如洪澇、污染和水資源短缺。因此，市政給排水設計必須與實際環境緊密結合，考慮到各種自然和人為因素，以確保設計方案的可持續性和適應性。

2.2 污水處理不充分

這一問題涉及城市廢水處理系統未能有效地去除污染物和污水中的有害物質，導致廢水排放到環境中時仍然帶有高濃度的污染物。首先，它對水體和生態系統構成了直接威脅。未經充分凈化的廢水可能包含有毒物質、細菌和富營養化物質。當這些廢水排放到河流、湖泊或海洋中時，會導致水體污染、藻類過度生長、氧氣耗竭以及生態系統的破壞，進而危害水資源的質量和可持續性，對生物多樣性產生負面影響。其次，不充分的污水處理可能會對公共健康構成風險。未經有效處理的污水中可能含有病原體和有害化學物質，當人們接觸到這些污染物時，可能導致傳染病和健康問題的爆發，這會增加醫療負擔和公共衛生風險［2］。

2.3 不合理的用水管理

不合理的用水管理涉及到城市居民和企業對水資源的不合理使用，包括浪費、濫用和未采用節水措施。不合理的用水管理會對城市的可持續性和水資源的可用性產生多重負面影響。首先，浪費水資源會導致供水壓力增加，尤其是在干旱地區，容易造成水源枯竭，影響城市的供水穩定性。其次，不合理的用水習慣會增加廢水排放，加大污水處理負擔，降低水環境質量。最重要的是，這種用水行為不僅對城市的經濟可持續性構成威脅，還會在全球水資源短缺問題日益凸顯的背景下，引發嚴重的資源浪費和環境問題。

2.4 設計管道材料的選擇不合理

不合理的材料選擇會導致管道系統的脆弱性、老化和維護成本增加。首先，不適當的材料選擇會造成耐久性問題。不同材料在面對不同環境條件和水質要求時會表現出不同的抗腐蝕性和耐久性。如果選用的材料不能適應特定環境，管道系統就會遭受腐蝕或機械損害，進而引發泄漏或破裂。其次，不合理的材料選擇也會導致效率問題。材料的內部摩擦、流動特性和耐磨性都會影響水的流動。不適當的材料選擇容易造成供水或排水系統中的流量減小、水壓下降，甚至堵塞。最后，不合理的材料選擇還會增加維護和更換的成本。某些材料因其特性，需要更為頻繁的維護和更早的更換周期，這無疑會增加系統的整體維護開支。更為嚴重的是，這種頻繁的維護和更換可能會引發供水或排水中斷，給城市居民的正常生活帶來諸多不便［3］。

3 提高市政給排水設計水平的措施

3.1 充分考慮環境因素，進行綜合規劃和設計

不同地區的環境條件千差萬別，這對給排水設計提出了針對性和靈活性的要求。在設計過程中，必須充分考慮并融入各種環境因素，包括但不限于氣候條件、地形地貌、土壤類型、水文條件以及地方特有的環境挑戰，以確保給排水系統在實際環境中的可持續性和適應性。首先，在設計之初，進行全面的環境評估是至關重要的，包括收集并分析有關城市地理特征、降水模式、水體健康狀況以及潛在環境風險的數據。通過充分了解環境因素，設計團隊可以制定更符合實際需求的規劃和設計方案。其次，采用自然工程和綠色基礎設施。自然工程（如：濕地恢復、河流修復和城市森林）可以在給排水系統中發揮積極作用，不僅能夠提供生態系統服務，還可以改善水資源管理。綠色基礎設施（如：雨水花園、綠色屋頂和滲透性路面）有助于降低洪水風險，改善水質，減少徑流污染，應當納入設計中。最后，在設計給排水系統時，還應遵循可持續性設計原則，包括循環利用水資源、最大限度減少廢水排放、減少污染和降低能源消耗。比如使用高效設備、推廣節水技術、實施水資源回收等。

3.2 重視污水處理，凸顯環保設計理念

有效的污水處理不僅有助于保護水資源和生態系統的健康，還可以減少水污染，改善城市環境。首先，采用先進的污水處理技術。市政給排水系統應當采用高效、環保的污水處理技術，以確保廢水得到充分凈化。可以根據城市的需求和資源進行組合使用生物處理、化學處理和物理處理等各種技術，以最大程度地去除污染物和有害物質。新興的技術，如膜生物反應器和紫外線消毒，也可以提高污水處理效率。其次，制定嚴格的水質排放標準，并確保城市各種污水排放點遵循這些標準，以減少對水環境的負面影響。還要建立定期監測和檢查的機制，以跟蹤廢水排放的質量和數量，以及對環境的潛在影響。對于不符合標準的排放點，應采取適當的制裁和改進措施。最后，不僅要將廢水凈化，還應鼓勵和促進污水回收和資源化利用，包括將經過適當處理的污水用于灌溉、工業用水和冷卻水，以及從污水中提取有價值的資源，如氮、磷和有機物質。這有助于減輕對淡水資源的需求，減少廢水排放，以及實現資源的可持續利用［4］。

3.3 加強水資源管理，實現可持續供應

水資源是城市生活的關鍵基礎設施之一，其管理直接關系到城市的可持續發展和環境保護。首先，市政給排水設計應當在一個綜合的水資源管理框架下進行，該框架應考慮城市的水源、需求、質量、分配和治理等各個方面，通過綜合性的規劃和協調管理，可以更好地優化水資源的利用，確保水的可持續供應。其次，城市應制定明確的水資源管理政策和法規，以確保水資源的可持續利用和保護。包括制定水資源分配計劃、推動水資源節約和回收，以及制定靈活的管理策略，以適應不斷變化的氣候和水資源條件。最后，提倡公眾參與并進行水資源教育。加強公眾參與是水資源管理的關鍵，可以通過倡導節水意識、教育公眾關于水資源的重要性以及鼓勵社區參與水資源管理決策來實現。

3.4 選擇適當材料，保證水管網質量

水管網是城市基礎設施的核心組成部分，其質量不僅關系到供水和排水效率，還關系到環境保護和居民健康。因此，在市政給排水設計中，必須特別關注材料選擇，以確保系統的可靠性和持久性。首先，市政給排水系統的管道和附件應選用耐用、抗腐蝕和使用壽命長的材料，以減少維護和更換的頻率。例如，不銹鋼、鑄鐵、高密度聚乙烯（HDPE）等材料具有出色的耐用性，可以應對惡劣環境條件和長期使用。其次，在材料選擇過程中，必須充分考慮所處環境的特點，包括土壤類型、水質、氣候條件等，不同環境可能對材料產生不同的影響，因此需要選擇能夠在特定環境中表現出色的材料。最后，市政給排水系統的材料選擇應符合國家和地方的標準和法規，以確保所選材料符合安全、環保和質量的要求［5］。

3.5 應用先進技術，按照水質確定方案

水質是城市生活質量和環境健康的重要因素之一，因此在市政給排水設計中優先考慮水質問題是至關重要的。首先，采用先進的水質監測和分析技術。市政給排水設計團隊應當投入資源，采用最新的水質監測和分析技術，深入了解城市水體的水質情況，包括使用高精度傳感器、遙感技術和實時監測系統收集水質數據。通過實時數據，設計團隊可以更準確地評估水體健康狀況，識別潛在的污染源，并及時采取措施維護水質。其次，基于水質監測的數據，設計團隊應制定詳細的水質管理計劃，以確保城市水體的可持續保護和提高。這個計劃應該包括緊急應對措施、長期的水質目標設定、控制污染源的計劃、采用適當的水質處理技術以及污水排放標準的設定。最后，在設計給排水系統時，應優先考慮采用適當的水質處理技術，以確保廢水得到充分凈化，包括生物處理、化學處理、物理處理和高級氧化等多種技術的組合。

3.6 合理設計，平衡不同區域的供水情況

城市內不同區域具有不同的用水需求、水質要求和供水可行性。因此，在設計給水系統時需要考慮如何實現平衡，以確保各區域都能夠獲得穩定、高質量的供水。首先，設計團隊應該對城市各區域的供水需求進行綜合評估。包括人口密度、用水用途、季節性變化等因素。比如通過歷史用水數據、人口統計以及未來的城市規劃來了解不同區域的供水需求，從而促進供水平衡。其次，基于供水需求評估的結果，設計團隊應該優化供水網絡的設計，以確保管道布局和管徑能夠滿足各個區域的需求。包括增加水泵站、設置水箱、調整管道網絡等，關鍵是確保水流平穩、無壓力問題，同時減少浪費和輸送損失。最后，設計團隊應該制定供水管理策略，以平衡不同區域的供水情況。包括根據需求進行調整供水時間、流量和水壓以及實施緊急供水措施，如水源切換等。還須建立應急計劃來應對突發狀況，如供水中斷或水質問題［6］。

4 未來發展趨勢

未來市政給排水設計將受到多方面因素的影響，其發展也呈現出多元化的趨勢。首先，隨著城市化進程的不斷推進，市政給排水系統將更加注重智能化和數字化的發展。先進的感知技術、大數據分析以及人工智能將廣泛應用于監測、管理和優化系統運行。其次，環保和可持續性將成為市政給排水設計的核心關注點。設計將更加注重水資源的合理利用和再生利用，推動雨水收集、灰水回用等綠色技術的應用，以減輕對自然水體的壓力，實現水資源的可持續利用，同時通過生態設計手段改善城市水環境。最后，跨領域的協同規劃將得到加強，市政給排水系統將與城市規劃、交通規劃等緊密融合，形成更加整體、協同的城市基礎設施體系。

5 結語

綜上所述，市政給排水設計中存在的問題會嚴重影響城市的發展和人們的生活。相關人員應該加強對這些問題的探究，以便采取可行性的措施解決問題，實現更高效、可持續和環保的城市水資源管理，提高居民生活質量，減少環境負擔。未來，需要不斷學習和改進，密切關注科技創新，以確保市政給排水設計在適應不斷變化的城市需求、保護水資源和維護環境方面發揮核心作用。只有通過綜合性的解決方案，才能夠建設更加可持續、宜居和健康的城市，為人們創造更美好的生活環境。

參考文獻：

［1］林國軍.海綿城市建設理念在市政給排水設計中的應用［J］.石材，2023（9）：57-59.

［2］李晨陽，張永奎.市政給排水設計中海綿城市理念的滲透策略［J］.城市建筑空間，2023，30（S1）：347-348.

［3］李明，焦露慧.市政給排水管道工程設計研究［J］.工程技術研究，2022，7（10）：215-217.

［4］薛晗.市政給排水設計優化策略［J］.工程技術研究，2022，7（6）：171-173，190.

［5］張艷霞.新時期下如何提高市政給排水設計合理性［J］.中國住宅設施，2022（2）：58-60.

［6］王檳強.市政給排水設計中的污水處理關鍵技術探討［J］.江西建材，2021（12）：313-314.