試論中等城市給排水管網(wǎng)的現(xiàn)狀及優(yōu)化

許美云

（身份證號：33012619720511072X）

試論中等城市給排水管網(wǎng)的現(xiàn)狀及優(yōu)化

許美云

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本文將以城市給水排水管網(wǎng)優(yōu)化方案為重點，進(jìn)行全文的展開。

城市基礎(chǔ)設(shè)施；給排水；管網(wǎng)；優(yōu)化

引言

目前，隨著我國城市化建設(shè)規(guī)模和建設(shè)水平的不斷提升，以及城區(qū)布局環(huán)境調(diào)整和老城區(qū)改造項目的不斷推進(jìn)，不僅對城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)水平和建設(shè)步伐提出了嚴(yán)峻考驗，更在很大的程度上體現(xiàn)著未來的城市發(fā)展規(guī)劃和延展空間。在這一過程中，作為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目的給排水管道網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計問題便被擺在了首要的位置之上。本文將從現(xiàn)階段我國給水排水管網(wǎng)現(xiàn)狀和給水排水管網(wǎng)優(yōu)化措施兩方面對此進(jìn)行全面的論述。

1　給水排水管網(wǎng)現(xiàn)狀

1.1規(guī)劃設(shè)計問題

給排水管道網(wǎng)的規(guī)劃要以城市建設(shè)發(fā)展布局規(guī)劃為主，其規(guī)劃目標(biāo)不僅需要滿足現(xiàn)階段的實際需要，更要適應(yīng)于未來城市改造建設(shè)需求，因此在實際的規(guī)劃過程中需要將各項設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合性的全面考慮。

1.2排水體制問題

合流制和分流制作為目前我國排水系統(tǒng)中的的兩個主要體制，都具有其各自獨(dú)特的特征性?；旌现瞥３霈F(xiàn)于城市排水系統(tǒng)中，在需要擴(kuò)建的合流制的城市排水系統(tǒng)時常出現(xiàn)的。在中小城市中，因各區(qū)域的自然條件以及修建情況相差較大，因此要因地制宜地在各區(qū)域采用不同的排水體制。

2　給水排水管網(wǎng)優(yōu)化措施

一般來講，排水管道優(yōu)化設(shè)計主要內(nèi)容為：對于某一設(shè)計管段，當(dāng)設(shè)計流量確定后，在滿足設(shè)計規(guī)范要求的管徑和坡度的多種組合中，取得管材費(fèi)用與數(shù)設(shè)費(fèi)用的甲衡。當(dāng)然這僅為在設(shè)計流量時的優(yōu)化，但是在整個給水排水管網(wǎng)中，其優(yōu)化設(shè)計措施必須是多層次、多角度的。

2.1管線平面優(yōu)化設(shè)計

給水排水管網(wǎng)的布置原則是既要使工程量最小，又要使水流暢通、節(jié)省能量。止確的定線是合理經(jīng)濟(jì)的設(shè)計管網(wǎng)的先決條件。定線的基本原則是：干管支管的設(shè)計盡量采用直線布局，不要拐彎：定線應(yīng)盡量利用地勢，使污水在重力作用下流人污水廠：設(shè)計時應(yīng)盡量減少管道埋深：在管道的中途盡量減少提升泵站的設(shè)置。在早期的研究中，設(shè)計方法為假定每一段管徑相同，以挖方費(fèi)用為優(yōu)選依據(jù)，選擇一初始布置方案，然后通過算法逐步進(jìn)行調(diào)整，后來又引人了排水線的概念，將排水區(qū)域內(nèi)與最終出水口節(jié)點相距同樣可行管數(shù)的節(jié)點用一根排水線連接起來，這樣把問題轉(zhuǎn)化為最短路問題，可用動態(tài)規(guī)劃法求解，但此方法把尋優(yōu)的范圍被限制，使人們在設(shè)計過程中很容易把最優(yōu)方案排除。后來人們把城市排水系統(tǒng)排水布置抽象為由點和線構(gòu)成的決策圖，從圖論中尋找方法1986年發(fā)展到利用三種權(quán)值來解決問題，三種權(quán)值是各管段地面坡度的倒數(shù)；各管段的管長：各管段在滿足最小覆土條件下，按最小坡度設(shè)計時的挖方量，分別對這三種權(quán)值運(yùn)用最短路生成樹算法求管線平面布置方案，再進(jìn)行管徑、埋深和提升泵站的優(yōu)化設(shè)計，最后取投資費(fèi)用最小的平面布置方案作為最優(yōu)設(shè)計方案。

2.2環(huán)剛度的優(yōu)化選擇

環(huán)剛度是塑料埋地排水管（新型管材均可認(rèn)為是塑料排水管）抗外壓負(fù)載能力的綜合參數(shù)，為了保證塑料埋地排水管在外壓負(fù)載下安全工作，環(huán)剛度的選擇是設(shè)計中的關(guān)鍵之一。如果管材的環(huán)剛度太小，管材可能發(fā)生過大變形或出現(xiàn)壓屈失穩(wěn)破壞。反之，如果環(huán)剛度選擇得太高，必然采用過大的截面慣性矩，將造成用材料太多，成本過高。外壓負(fù)載比較復(fù)雜，主要包括土壤重量和地面產(chǎn)生的靜負(fù)載，以及運(yùn)輸車輛經(jīng)過時產(chǎn)生的動負(fù)載。塑料埋地排水管承受負(fù)載的機(jī)理也比較復(fù)雜，因為塑料管屬于柔性管，在外壓負(fù)載下管材和周圍的土壤（回填材料）產(chǎn)生管土共同作用。換句話說，是管材和周圍土壤（回填材料）共同來承受外壓負(fù)載。決定塑料埋地排水管鋪設(shè)后能否正常工作的，負(fù)載、管材和土壤3個參數(shù)都很重要，而且相互影響。所以環(huán)剛度的選擇不僅取決于外壓負(fù)載的情況還取決于鋪設(shè)后管道周圍土壤（回填材料）的情況。

3　結(jié)語

作為市政工程建設(shè)項目的基礎(chǔ)組成部分，城市給排水管網(wǎng)的設(shè)計與施工建設(shè)，不僅體現(xiàn)著一個城市的現(xiàn)代化發(fā)展水平，更影響著未來城市建設(shè)的發(fā)展與城市區(qū)域的劃分，因此加強(qiáng)對城市給排水管網(wǎng)的設(shè)計與施工工作將直接作用于城市本身，和該城市居民的生產(chǎn)生活活動的開展。給水排水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計，是當(dāng)前工程關(guān)注的重點，在當(dāng)前形勢下，要充分利用排水體制，在管網(wǎng)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，合理應(yīng)用新型材料，才能使給水排水管網(wǎng)更上一層樓。

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TU990.3

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1673-0038（2015）25-0095-01

2015-6-5