城市给排水管网设计探讨

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［摘要］城市给排水管网系统，是城市基础建设的重要组成部分。给排水管网系统，对人们的生产、生活影响重大。近年来，随着城市化进程的不断加快，一方面使得传统的城市给排水管网难以满足实际需求，另一方面则是伴随城市的扩大而需要加强给排水管网建设。文章结合工作经验，浅谈城市给排水管网问题及优化设计。

［关键词］给排水管网；问题；优化设计

给排水系统是建筑工程中不可或缺的重要组成部分，给排水系统方便了人们的生产生活用水，保障了人们的生活质量。建筑给排水系统可分为两大组成部分：给水系统、排水系统。给水系统：在供水安全、及时、节约的前提下，达到水压稳定、水量充足、水质良好的要求，正常的为人们提供生产、生活及消防用水。排水系统：主要功能是排出雨水、污水及生活废水，排水系统不能影响到给水系统，对排出的水要进行集中处理，避免污染到周围环境。

1城市供水管网设计问题及优化

1.1管线优化设计。物有本末，而事有始终。城市供水管网管线的优化设计，涉及到的内容十分广杂，如材料、净距、线路、改造、建筑结构等等不一而足，这就决定在供水管线设计工作，需扬长避短，全局把控而实现经济性、设计性为一体，达到资源优化配置的良好目的。实践勘察不可缺少，城市地形图与定线图之间的比例非常大，因而要做到图纸设计与实际情况高度吻合，需要工作人员前往实地勘察，并对错误之处进行指出、修改。一般而言，管线之间的净距设定在一米五以上，随着现代科学技术的发展，合成材料、新型材料如雨后春笋般涌现而出，因而在完全确保管线能得以正常运行而不发生干扰的情况下，可适当调节净距。设计图纸应尽可能详实，标注好细节参数，不要遗漏，从而在实际工程建设中有效降低成本投入，提高经济效益。我国幅员辽阔，气候环境差异巨大，而气候环境无疑对管线设计具有不可忽视的影响，因而在具体设计工作中需结合当地城市的气候特点开展。如北方城市，在冬季温度很低，在设计规划时就要确保管道介质不冻结。竖向的管线，在设计中应考量其荷载、压力、承受力、覆土等等，以确保设计规划的合理性。此外，管线设计中出现难以调和的冲突时，应科学取舍，作出正确的判断，如能够弯曲的管道要尽量让开不能弯曲的管道；重力管要优先压力管；小管径管道要避让大管径管道等等。管线优化设计还要具体到建筑结构上，以使其符合或对应于建筑结构属性。在设计工作中，需结合物业、工艺、产品等开展，以提升管线设计的系统性，明确优缺点和各种限制性因素所在。1.2管网优化设计。管网优化设计在定线设计的基础上实现科学合理的官网流量。众所周知，管网流量的是否合理性，对整个供水体系有着重要的影响，同时也无时无刻影响到供水系统的运行成本。某个供水区域的管网优化设计，均需要结合其实际情况作出深入的分析。同一个城市，在不同的区域，其地形差异也存有显著性的差异。平原地区的城市，其城市地形起伏不大，而供水管网的设计相对较为直观、清晰。发达城市有着良好的基础设施，供水管网十分完善，而设计上也可从多个角度切入。但是，对于某些地形起伏较大的城市，就需要在设计过程中最大化设置好管径与水力参数，避免局部地区水压过大而有的地方则水压不足。需要注意，在城市内部，供水区域和需求量也存在客观上的差异，城市商业发达区域，对供水的需求量相对一般区域更大，这就要求在设计中以不同的水压而实现合理的供水。一般情况下，使用无负压管网增压稳流给水设备和直接式管网叠压供水技术，在遗传算法基础上来优化管网设计。两者在使用上有所不同，如供水区域的水压较为稳定，并且水量充足，可选用无负压管网增压稳流给水设备。而直接式管网叠压供水，则是针对于在特定时间内水量需求量迅速提高的区域，瞬间用水十分集中。选用直接式管网叠压供水技术，可有效确保供水设备的正常运行，尽可能避免瞬间过大的水流量对管网造成的消极影响。

2城市道路排水设计问题与优化

2.1雨水排水设计。城市雨水排水设计是当前城市给排水管网需重点研究的问题之一。在对城市雨水排水进行设计时，首要考量当地的降雨量和城市的地形特点。降雨量、地形因素的不同，从而导致雨水排水设计存有根本性的差异。此外，还需要考量到雨季时节高密度的降雨，如持续性的暴雨天气，城市的雨水排水系统是否能有效的进行排水，避免低洼地区长时间积累大量雨水。不言而喻，相对于低洼的区域，平坦的地形更有利于排水，雨水集中量较小，而在工程施工、运行及维护方面也更具有便捷性。在具体工作中，可采用遗传算法的全局随机搜索技术和对目标函数的直接操作，提高计算的精准度、正确度。传统的计算方法，已然难以满足对多种参数的统筹兼顾，而参数优化不当，无疑会导致整个雨水排水设计工作受到影响，最终影响到城市的雨水排水系统运行。区域的雨水排水应做好分门别类的设计，如十字交叉路口、高密度建筑区、交通量大且地形较为低洼等，应在这些重点区域针对性的提高其重现期。此外，由于人口密度大和其他城市基础实施的影响，为保障群众的出行安全及交通状况，应在这些区域设置暗管排水。相对于市区而言，城市郊区及人口、建筑不是特别密集的区域，可设置为明渠排水。从经济角度出发，明渠排水成本投入较低，而维护其运行也较为容易。一般情况下，可在低洼的路段两侧修建边沟，利用边沟排水。两相比较，明渠排水可有效降低或减少暗管100-150m，这对于城市基础建设的经济效益具有十分积极的作用。2.2污水排水设计。污水排水设计，应立足《室外排水设计规范》的具体要求，做到科学合理的优化设计。比如说，按照《室外排水设计规范》要求，排污管道的直径应大于等于300mm，如小于这一直径，极有可能应污水中的杂物而造成管道的堵塞。又如，在设计坡度上，应大于等于0.003，如小于这一坡度，也极易导致污水排水受阻。城市人口密度大，地下各种管线密布，如给水管线、雨水管线、弱电管线、燃气管线等等，牵一发而动全身，为不影响到其他管线，必然需要在设计前搜集掌握到相关资料数据。污水管道除了堵塞外，还存有如渗漏、噪音污染、二次污染等通病，因而在设计时也需要结合实际情况而作出最佳设计方案。很多情况下，在住宅小区尚未完全规划完毕时，提前布置出排污干管，这导致了排污的位置点存在不确定性。排污管道的干管与支管衔接，不仅是施工方面的重点所在，同时在设计方面也是重大问题。支管与干管之间，要确保其能够胜任排污的需求，但经济成本也不能无限投入，需在客观上尽可能降低不必要的工程量。在设计过程中，干管伸入到人行道及建筑物两旁时，要预见和优化调节，以避免过多的支管接入而频繁的破损路面。排污设计应以就近原则为主，但也不能‘横冲直撞’而影响或破坏到其他管线。设计中，扩大局部的断面，以保障过水断面，可采用倒吸虹管但不能影响到排污运行。如周围条件许可的情况下，可在埋设排污管道时降低埋设深度，地形较为平整的区域，也应避免管道的过度深埋，以此减少经济投入。

3结语

不言而喻，给排水管网工程建设，并非局限于满足当前的使用，也需要能够满足城市后期发展建设的需求。为此，在设计过程中需从长远的角度进行规划设计，尽可能囊括到综合性因素及设计标准。城市排水系统尤其固有的特点，如汇流系统、分流系统，不同的城市，其基础设施建设存有差异性，因而需结合当地的实际情况开展。在优化城市给排水管网时，还应立足于环保节能的原则，优化资源配置，实现节水的良好目的。

参考文献

[1]刘玉华.城市给排水管网优化措施[J].中国高新区，2017（20）.

[2]张辰纲.城市给排水管网优化措施[J].化学工程与装备，2017（02）.

[3]刘鸣.城市给排水管网问题及优化设计[J].民营科技，2015（04）.

作者:夏长春 单位:重庆华宇集团有限公司