市政給排水設計存在的問題以及設計策略探討

黃敏思

（清遠市水利水電勘測設計院有限公司，廣東 清遠 511515）

我國城市化進程不斷加快，給排水等市政基礎設施的建設力度也在相應的加大。作為現(xiàn)代城市中重要基礎設施的給排水系統(tǒng)不僅直接關系到城市供水以及排水是否穩(wěn)定順暢，而且對于城市防洪排澇能力的建設也會產(chǎn)生較大的影響，因此應高度重視市政給排水系統(tǒng)的設計工作。但是，現(xiàn)階段在市政給排水設計實踐中，一些設計人員在設計思想以及設計方法上仍拘泥于傳統(tǒng)的設計理論，未能準確把握新時期城市建設背景下的給排水設計理念的發(fā)展趨勢，導致市政給排水系統(tǒng)的設計無法滿足現(xiàn)代化城市發(fā)展實際需要，在系統(tǒng)結構布局以及具體的設計參數(shù)的確定等方面還存在很多不合理之處。

因此，設計人員應積極總結市政給排水設計實踐中的各種問題，并采用相應的改進優(yōu)化措施，以全面提高設計水平和質(zhì)量。

1 現(xiàn)階段市政給排水系統(tǒng)設計實踐中的主要問題分析

1.1 市政給排水系統(tǒng)設計未能與城市實際用水以及排水需求相適應

現(xiàn)階段在市政給排水系統(tǒng)的設計工作中，一些設計人員未能對城市的實際生產(chǎn)生活用水需求進行全面、詳細的了解，這不僅導致在設計實踐中無法準確測算城市供水量需求，而且也難以準確把握城市用水量在不同時間段的變化特點，進而造成市政給水設計既難以滿足城市用水的實際需要，也造成了水資源未能得到科學的利用。同時，也有部分設計人員在市政給排水系統(tǒng)的設計中未能全面收集該地區(qū)的歷史降水數(shù)據(jù)，對城市整體排污量的測算不準確，或者未能準確把握城市的建設發(fā)展規(guī)劃，導致在排水管網(wǎng)的設計中出現(xiàn)了設計排放能力不足的情況[1]。特別是近年來我國很多城市都將海綿城市作為了城市發(fā)展的主要方向，但在此過程中由于市政排水管網(wǎng)的設計缺陷，導致城市內(nèi)澇問題反而更為嚴重，因此要求設計人員必須對市政給排水系統(tǒng)設計進行進一步的優(yōu)化，使其能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定、可靠運行。

1.2 市政給排水系統(tǒng)結構設計不合理

目前，在市政給排水系統(tǒng)的設計實踐中，受城市建設用地資源匱乏以及傳統(tǒng)設計方法等因素的影響，給排水管道的布局結構往往還存在很多問題，例如給排水的運輸路徑較長。管道埋深設計不科學、排水泵等相關閥門設備的布設位置不合理以及雨水口設計位置不合理等。這些設計問題的存在往往會導致市政給排水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來較多的風險因素，使得市政給排水管網(wǎng)經(jīng)常出現(xiàn)堵塞或者其他運行不暢現(xiàn)象，不僅影響了城市正常的用水供給，也容易引發(fā)城市內(nèi)澇等問題，不利于城市的健康有序發(fā)展。

1.3 市政給排水系統(tǒng)設計中所選擇的技術工藝和材料不合理

在市政給排水系統(tǒng)的設計工作中，部分設計人員對新型給排水管網(wǎng)設備以及新型的技術工藝缺乏了解，所選擇的管網(wǎng)材質(zhì)或者敷設工藝不合理，這不僅加大了后續(xù)市政給排水管網(wǎng)工程的施工難度，而且也導致市政給排水系統(tǒng)在建成投入運行后比較容易出現(xiàn)滲漏等問題，不僅增加了管理維護的成本，而且也會影響市政給排水系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。

1.4 市政給排水系統(tǒng)設計中仍存在雨污同排現(xiàn)象

在一些城市的市政給排水系統(tǒng)設計中，受傳統(tǒng)設計思路的影響，仍采用的是雨污同排的排放方式，給市政給排水系統(tǒng)帶來了很多的問題。首先，采用雨污同排的設計方式時，由于雨污排放是通過同一排水管道來完成，且在具體排水量的測算方面會受到降雨量變化等不確定性因素的影響，存在較大的難度，這使得設計人員往往難以準確確定排水管道內(nèi)徑等設計參數(shù)，嚴重制約了市政給排水系統(tǒng)設計質(zhì)量的提高[2]。同時，在市政給排水系統(tǒng)的設計中，雨污同排的設計方式也加大了排水管道材質(zhì)類型選擇的難度。此外，這種排放方式還會導致水資源的浪費，無法對雨水進行資源化利用，這不僅使得水資源被浪費，也與我國城市建設的海綿城市理念相背離，使得市政給排水設計無法與海綿城市建設的發(fā)展目標相適應。

1.5 市政給排水系統(tǒng)的冗余度設計不合理

現(xiàn)階段，在一些城市的市政給排水系統(tǒng)設計中，受建設用地以及設計理念等因素的影響，導致給排水系統(tǒng)的設計缺乏冗余度方面的考慮，這使得雖然市政給排水系統(tǒng)能夠基本滿足正常情況下的給排水要求，但是一旦給排水系統(tǒng)發(fā)生故障，或者在遇到嚴重的短時強降水、長時間連續(xù)降水、城市突發(fā)斷電或者需要在短時間內(nèi)大量用水等特殊緊急情況時，則難以保證給排水系統(tǒng)運行的有效性和穩(wěn)定性，影響了城市應對突發(fā)災害的能力，因此需要在市政給排水系統(tǒng)的設計階段就對這些問題進行充分的考慮，合理設計市政給排水系統(tǒng)的冗余度，在兼顧經(jīng)濟性以及實用性的基礎上對設計方案進行優(yōu)化。

2 優(yōu)化市政給排水系統(tǒng)設計的有效途徑探討

2.1 加強對城市用水以及排水情況的調(diào)查了解

設計人員在設計市政給排水系統(tǒng)時，應詳細了解城市的實際用水需求以及排水要求，準確把握城市經(jīng)濟發(fā)展特點和社會生活形態(tài)特征，對城市生產(chǎn)生活的用水量以及所產(chǎn)生的污水量進行科學的測算。

同時，設計人員還應科學分析城市用水量的變化情況，特別是城市日用水量的峰谷值以及出現(xiàn)的時間段等。在此基礎上，設計還應加強對城市發(fā)展規(guī)劃以及城市建設規(guī)劃的了解，以便科學分析城市給排水的未來變化趨勢，從而為市政給排水設計的優(yōu)化改進提供可靠的參考依據(jù)，以確保市政給排水系統(tǒng)能夠滿足城市建設發(fā)展的實際需要。

此外，設計人員還應全面收集城市區(qū)域氣象數(shù)據(jù)，并要加強與氣象部門之間的溝通協(xié)調(diào)，充分了解城市區(qū)域性的氣候變化趨勢，這樣才能進一步優(yōu)化市政給排水系統(tǒng)的設計方案，提高市政給排水設計的適應性和前瞻性，從而為現(xiàn)代化城市建設奠定良好的基礎。

2.2 提高市政給排水系統(tǒng)結構布局設計的合理性

在優(yōu)化設計市政給排水系統(tǒng)時，設計人員應在充分了解城市基本布局以及城市給排水需要的基礎上，嚴格按照相關設計規(guī)范的要求，對給排水系統(tǒng)的結構布局進行優(yōu)化，并要科學確定各項設計參數(shù)，確保給排水系統(tǒng)的設計高程、平面布局結構以及斷面結構形式設計等能夠與城市實際情況相適應[3]。同時，在市政給排水系統(tǒng)的布局結構設計工作中，設計人員還應充分考慮接入的便利性、可行性以及功能性要求等因素，盡量簡化給排水管網(wǎng)結構，縮短給排水的運輸距離，并要充分利用既有的市政管網(wǎng)設施，以提高資源的利用率。在市政排水管網(wǎng)的設計中，設計人員應加強對城市周邊水體以及地下水環(huán)境的調(diào)查，以提高排放口設計的合理性。此外，在市政給排水系統(tǒng)的設計中，設計人員還應合理設計污水處理環(huán)節(jié)，確保城市污水能夠被有效地收集和處理，以避免城市污水向自然水環(huán)境直排，對城市環(huán)境造成污染。

2.3 積極采用雨污分流的市政給排水設計方式

在現(xiàn)代城市的給排水系統(tǒng)設計中，雨污分流的排放方式得到了越來越廣泛的應用。所謂雨污分流排放也就是根據(jù)城市的地理條件以及城市建設發(fā)展要求來設計具體相對獨立的雨水以及污水排放系統(tǒng)，并通過閥門控制等方式來實現(xiàn)對雨水以及污水的分別排放。在設計實踐中，設計人員應充分了解城市總體污水排放量以及年降雨量等數(shù)據(jù)信息，并通過各類閥門的科學運用來實現(xiàn)對雨污排放管網(wǎng)的調(diào)節(jié)控制，使市政排水管道能夠在無降水時僅保持排污管道開放，以滿足城市污水的排放要求；并能夠在強降雨發(fā)生時及時開放雨水排放管道，以便通過獨立的雨水排放管道及時排出城市積水。排水系統(tǒng)的總閥門應設置在雨污管道的交叉位置，以便于調(diào)節(jié)控制，這樣當城市區(qū)域在短時間內(nèi)所產(chǎn)生的污水量過大，或者出現(xiàn)了短時強降水時，即可通過總閥控制將雨水排放管網(wǎng)以及污水排放管網(wǎng)同時開放，使其能夠分別應對城市排雨以及排污要求。這種雨污分流排放的設計方式是解決城市內(nèi)澇等問題的有效途徑之一[4]。

2.4 積極應用先進的給排水技術設備

在現(xiàn)代城市的市政給排水系統(tǒng)設計工作中，設計人員應積極學習了解先進的網(wǎng)絡信息技術，并結合市政給排水設計的實際需要科學應用自動化控制技術、智能控制技術等新興技術，以全面提高市政給排水系統(tǒng)運行的效率和穩(wěn)定性，并提高水資源的利用率，減少資源的浪費。自動化以及智能化控制技術在市政給排水設計中的應用需要以數(shù)據(jù)信息的收集、整理和分析為基礎。設計人員應充分利用現(xiàn)場傳感設備以及流量監(jiān)測儀等儀器設備加強對城市用水量數(shù)據(jù)的采集，并應利用專業(yè)分析軟件對所收集的數(shù)據(jù)進行自動化的處理分析，以準確判斷城市用水量以及排放量的日均變化以及月度、季度和年度變化等，并構建相關數(shù)據(jù)庫，以便作為市政給排水設計的殘留依據(jù)。在此基礎上，設計人員可以通過遠程控制技術以及無線傳輸技術等網(wǎng)絡信息極少的綜合應用來實現(xiàn)對市政給排水系統(tǒng)的智能化監(jiān)測控制，以實現(xiàn)對給排水系統(tǒng)壓力、供水量以及排水系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)節(jié)。

此外，在市政給排水系統(tǒng)的設計中，設計人員應合理選擇管網(wǎng)設施的材質(zhì)、尺寸規(guī)格，準確確定其各項指標參數(shù)，確保其質(zhì)量性能能夠滿足現(xiàn)代化城市的給排水要求。設計人員還應加強對給排水管網(wǎng)敷設工藝的研究，積極應用新技術新工藝以及新材料，以全面提高給排水系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保效果。

2.5 優(yōu)化市政排污系統(tǒng)設計

污水排放系統(tǒng)是市政給排水工程的重要組成部分，也是市政給排水設計中的關鍵性環(huán)節(jié)。設計人員應積極應用先進的設計方法和技術手段，對城市排污系統(tǒng)設計進行優(yōu)化。設計人員應加強對新型污水回收以及處理技術的研究，并要對城市污水的主要成分、來源進行科學的分析，在此基礎上對排污系統(tǒng)設計進行細化，做好各個環(huán)節(jié)的優(yōu)化設計。受市政給排水系統(tǒng)結構特點影響，部分污水排放管網(wǎng)需要穿越城市道路，因此在設計中需要充分了解城市規(guī)劃，合理確定排污管道的埋深等，既要保證排污管道的順暢運行，也要避免對城市道路交通造成不利的影響[5]。

2.6 加強市政給排水設計與海綿城市建設的有機融合

近年來，海綿城市已經(jīng)成為我國很多城市建設的重要發(fā)展方向，而市政給排水系統(tǒng)對于海綿城市的實現(xiàn)則具有十分關鍵的作用。因此，在市政給排水系統(tǒng)的設計工作中，設計人員應加強對海綿城市建設理念的理解，并要準確把握城市發(fā)展規(guī)劃，使市政給排水設計能夠與海綿城市建設有機協(xié)調(diào)。海綿城市的核心也就是對雨水的有效收集、資源化利用以及城市積水的有效排放，而這些功能的實現(xiàn)均需要以市政給排水系統(tǒng)為基礎。因此，在市政給排水設計中，設計人員應結合海綿城市建設要求，優(yōu)化給排水系統(tǒng)，合理確定集水井等積水設施的設置位置，并通過雨水收集系統(tǒng)以及處理系統(tǒng)等的綜合應用來對雨水進行統(tǒng)一的收集處理。在此基礎上，設計人員可以應用中水回用技術將凈化處理后的雨水導入專門的給水系統(tǒng)中，以實現(xiàn)對雨水的資源化利用，從而提高水資源的利用率。同時，設計人員可以充分利用城市綠化帶等作為城市給水的引導排放設施，并應優(yōu)化相關排水裝置的設計，以提高城市積水的排放效率。

2.7 加強市政給排水系統(tǒng)的冗余設計

在市政給排水系統(tǒng)的設計工作中，設計人員應合理控制系統(tǒng)的冗余度，做好必要的備份設計。設計人員應充分考慮到氣候變化對城市給排水系統(tǒng)的影響，特別是要高度重視近年來極端天氣頻發(fā)等因素所帶來的安全風險，在兼顧實用性、技術性以及經(jīng)濟性的基礎上，科學計算控制給排水系統(tǒng)的冗余度，以增強市政給排水系統(tǒng)應對突發(fā)情況的能力。同時，設計人員還可以在城市具備必要的經(jīng)濟技術調(diào)節(jié)時加強備用給排水系統(tǒng)的設計，以保證備用的供水能力以及排放能力能夠滿足短時間大量用水或者排放的要求。但在市政給排水工程的冗余度設計以及備用系統(tǒng)設計中，設計人員必須充分考慮其經(jīng)濟性和實用價值，可以通過對給排水系統(tǒng)運行模式的優(yōu)化等方式來達到保證城市給排水系統(tǒng)穩(wěn)定運行的目標，以降低給排水系統(tǒng)的建設成本，提高既有資源的利用率。

3 結語

在市政給排水設計工作中，設計人員應詳細了解城市運行過程中的實際用水以及排水需求，全面收集城市歷史降水數(shù)據(jù)，并要結合城市發(fā)展規(guī)劃等對市政給排水系統(tǒng)進行優(yōu)化設計，提高市政給排水系統(tǒng)結構布局的合理性，以確保市政給排水系統(tǒng)供水穩(wěn)定可靠，排水系統(tǒng)的排水能力能夠解決城市內(nèi)澇問題。同時，設計人員應積極采用雨污分流的排放方式，并將先進的節(jié)能環(huán)保型技術設備以及智能化技術設備等引入市政給排水系統(tǒng)設計中，以增強城市給排水系統(tǒng)的適應性以及運行的穩(wěn)定性，從而為我國現(xiàn)代化城市建設的健康有序發(fā)展奠定良好的基礎。