如何優(yōu)化市政給排水管線設(shè)計

摘 要：市政給排水管線設(shè)計是一項非常復(fù)雜、重要的內(nèi)容，若給排水管線設(shè)計不合理，必然會影響城市正常的給水和排水，甚至造成城市嚴(yán)重內(nèi)澇，污染城市自然環(huán)境，威脅生命安全。所以應(yīng)特別注意優(yōu)化市政給排水管線設(shè)計，從多方面進(jìn)行改進(jìn)和完善，提高市政給排水管線設(shè)計水平。

關(guān)鍵詞：市政；給排水管線；設(shè)計

結(jié)合不同城市的具體情況，從多方面進(jìn)行給排水管線設(shè)計，嚴(yán)格把關(guān)各個環(huán)節(jié)，科學(xué)、合理地進(jìn)行施工設(shè)計，確保市政給排水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，滿足現(xiàn)代化城市發(fā)展需求。

1 市政給排水管線設(shè)計現(xiàn)狀

目前，隨著城市人口數(shù)量大幅度上漲，對于水資源的需求也越來越多，很多城市的給排水管線規(guī)模不斷擴(kuò)大，但是卻出現(xiàn)很多問題，特別是給排水管線和其它市政管線之間出現(xiàn)交叉、重疊等情況，不僅影響了給排水系統(tǒng)的安全、正常運(yùn)行，而且增加了施工設(shè)計難度，并且很多城市忽視給排水管線的管理維護(hù)，不重視地下設(shè)施的定期檢查和維護(hù)，造成一些給排水管線出現(xiàn)銹蝕、破損等情況，發(fā)生滲水、漏水問題，造成水資源的浪費(fèi)。同時，大多數(shù)城市的雨洪設(shè)施發(fā)展比較緩慢，缺少健全的雨洪資源利用設(shè)備，排水管網(wǎng)無法承受較大的雨水量，一旦短時間內(nèi)降雨量較大，排水系統(tǒng)無法及時、快速地將雨水排出，就會造成城市內(nèi)澇，給人們的生活和交通出行帶來極大不便，并且一些城市仍然采用雨污合流模式，大量雨水和城市污水一起排放，浪費(fèi)了大量的雨水資源，不利于現(xiàn)代化城市的可持續(xù)發(fā)展。

2 市政給排水管線優(yōu)化設(shè)計策略

2.1 防洪排澇設(shè)計

防洪排澇是市政給排水管線設(shè)計的重要內(nèi)容，在具體設(shè)計中應(yīng)特別注意兩方面內(nèi)容：內(nèi)洪和外洪，針對外洪要做好防控，針對內(nèi)洪應(yīng)做好排蓄，如修建防洪堤、水庫等，強(qiáng)化人們對于防洪排澇的認(rèn)識，做好城市的防外洪和排內(nèi)澇規(guī)劃設(shè)計，采取科學(xué)、有效的排洪措施，采用地面抬高、設(shè)置滯洪區(qū)和雨水泵，山區(qū)城市在地形地勢方面有一定優(yōu)勢，內(nèi)洪消長速度較快，最好采用地面抬高方案，盡量避免設(shè)置水泵站，還可在合適位置布置抽排設(shè)施。同時，結(jié)合排洪標(biāo)準(zhǔn)和排水標(biāo)準(zhǔn)，城市排水的目的在于解決短時間內(nèi)城市小匯流暴雨排水，暴雨控制時段為5min～120min，根據(jù)年超大值法，科學(xué)選擇暴雨樣本。由于排洪過程中匯水面積往往較大，這時刻利用暴雨推力公式，參考重現(xiàn)期降雨量，結(jié)合城市排洪流域?qū)嶋H面積，確定排洪防洪重現(xiàn)期，排洪匯水面積和重現(xiàn)期選擇標(biāo)準(zhǔn)成正比關(guān)系。

2.2 管道連接和流速設(shè)計

若住宅小區(qū)的具體規(guī)劃設(shè)計還沒有確定，污水管道規(guī)劃布置時，無法確定各個排水點(diǎn)位置，實際設(shè)計過程中，每間隔一段距離接出連接管，確保干管和支管有效、科學(xué)地銜接，根據(jù)具體的使用要求，確定合理的連接管間隔距離，避免市政其它管線和連接管發(fā)生矛盾或者沖突，合理調(diào)節(jié)跌水井，增大局部斷面，優(yōu)化排水管線設(shè)計，避免減少過水?dāng)嗝?，為了確保良好的排水效果，可采用倒吸虹管。同時，污水管道最小流速不能低于0.6m/s，根據(jù)污水管道設(shè)計要求，污水管段流速過慢，應(yīng)優(yōu)化污水管道設(shè)計坡度，選擇合適直徑的污水管道，并采取科學(xué)、有效的清淤、防淤措施。

2.3 污水設(shè)計處理

在處理城市污水時，可采用集中和分散相結(jié)合的處理方法，當(dāng)前很多城市處理污水考慮到污水廠對于污水的處理效率和質(zhì)量較高，運(yùn)營成本較低，所以主要采用集中處理方法，然而隨著現(xiàn)代化城市的快速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，這種集中處理污水的辦法已經(jīng)無法滿足城市發(fā)展需求，各種缺點(diǎn)和問題越來越突出，例如，不能就近對部分中水進(jìn)行利用，下游區(qū)域必須采用直徑較大的管網(wǎng)，這使得管網(wǎng)投資成本較高，在日常運(yùn)營中，各區(qū)域有很多提升泵站，能耗較大。為了更好地解決這些問題，城市污水廠修建時刻采用BOT形式，這種模式可分散處理城市各個區(qū)域的污水，極大地降低污水處理成本，并且在未來發(fā)展過程中，城市污水處理應(yīng)推廣集中處理和分散處理相結(jié)合的方式，不斷提高污水處理水平。

2.4 給水管網(wǎng)優(yōu)化

給水管網(wǎng)設(shè)計時，基于確定的線下，使用管徑和水力參數(shù)的最佳組合解，合理分配給水管網(wǎng)流量，采用優(yōu)化算法，優(yōu)化給水管道設(shè)計管徑，結(jié)合城市規(guī)劃設(shè)計情況，科學(xué)管理供水區(qū)域，為了降低給水系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用，在不同壓力范圍對不同區(qū)域供水，采用動態(tài)規(guī)劃法、遺傳算法、純屬規(guī)劃法、非線性規(guī)劃法優(yōu)化給水系統(tǒng)設(shè)計。城市給水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計時，應(yīng)注意優(yōu)化水資源配置，科學(xué)預(yù)測當(dāng)?shù)氐男杷?，綜合考慮畜牧業(yè)、漁業(yè)、農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)、城市和村鎮(zhèn)生活等方面的用水，還要結(jié)合江河流域的生態(tài)流量。對于工業(yè)用水量的預(yù)測，采用用地指標(biāo)法和工業(yè)產(chǎn)值法，科學(xué)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計，由于信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)行業(yè)的設(shè)備更新越來越快，通過使用這些方法，嚴(yán)格控制工業(yè)用水量預(yù)測結(jié)果偏差，提高區(qū)域供水質(zhì)量，改良水質(zhì)，控制地下水量的開采和開發(fā)，置換水源，實現(xiàn)集約化的供水管理，提高環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.5 給水管線優(yōu)化設(shè)計

城市給水管線優(yōu)化設(shè)計中應(yīng)重點(diǎn)做好以下幾個方面：其一，相關(guān)設(shè)計人員要在給水管線設(shè)計圖中明確標(biāo)注標(biāo)高、預(yù)埋預(yù)留、管道基礎(chǔ)、管徑等內(nèi)容，提供詳細(xì)、準(zhǔn)確的設(shè)計圖，豎向設(shè)計中，應(yīng)確保在外部荷載影響下管線仍然保持完整，避免發(fā)生損壞，在寒冷冬季應(yīng)防止給水管道發(fā)生凍結(jié)，結(jié)合不同管材的壓力承受能力，確定最小覆土；其二，使用1：500地形圖對給排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計地形圖定線，實際操作過程中，降低給水管道的凈距離，例如，熱水管和給水管之間應(yīng)保持1.5m以上的水平距離，若采用優(yōu)質(zhì)的管材，可適當(dāng)縮短兩根管道之間的水平距離；其三，住宅小區(qū)的給水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計時，結(jié)合小區(qū)物業(yè)的管理要求，結(jié)合實際的施工水平，深入了解供水產(chǎn)品的原理和性能，明確標(biāo)注各種注意事項；其四，當(dāng)城市給排水管線在豎向出現(xiàn)矛盾，主干管應(yīng)避開支管，嚴(yán)禁將管線彎曲，重力管應(yīng)避開壓力管，直徑較大的管線應(yīng)避開直徑小的管線，結(jié)合城市給排水規(guī)劃設(shè)計要求，具體情況具體分析；其五，優(yōu)化管材和接口設(shè)計，盡量采用柔性管材，消防管和給水管最好選擇HDPE管，排水管選擇UPVC管，所有管材都設(shè)置柔性接口，使用多個短管連接管道接口和檢查井，然后再按照給排水設(shè)計要求，優(yōu)化給排水管線設(shè)計。

3 結(jié)語

目前，大多數(shù)城市的給排水管線設(shè)計對于當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況了解不全面、給排水系統(tǒng)管網(wǎng)布置不合理、規(guī)劃設(shè)計不科學(xué)，為了推動現(xiàn)代化城市的不斷發(fā)展，應(yīng)詳細(xì)了解當(dāng)前城市給排水管線存在的各種問題，應(yīng)特別注意市政給排水管線設(shè)計，結(jié)合城市實際的規(guī)劃設(shè)計要求，具體情況具體問題，科學(xué)預(yù)測給排水管線設(shè)計存在的問題，不斷提高市政給排水管線設(shè)計水平。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：李樹華（1977- ），女，河北張家口人，本科，惠生工程（中國）有限公司。