有关于管网城市给排水管网理由与优化设计中心

摘 要：随着城市建设步伐的加快，城市给排水管网建设关系到生态环境和城市居民的生活质量，本文先简单分析当前城市给排水存在着的问题，接着就城市供水管网和城市道路排水管网优化设计进行分析。
关键词：问题 供水 管线 排水
1672-3791（2013）01（b）-0066-01

1 问题提出

和谐美丽的中国不可缺失了水生态环境的美丽，不过从当前的城市水污染情况来看，严重的水污染导致原本就紧张的城市淡水资源更匮乏，污染型缺水成为了当下城市给水的重要难题，加上城市规模的不断扩大和为了供水大规模地开采地下水源，城市部分地区地面出现了明显的沉降而且有加速下降的趋势，这样粗旷地利用水资源，与节约型经济社会的发展轨道有偏离，虽然节水意识比以前有了很大的进步，但是由于现阶段技术、经济和管理等等方面因素，城市节水技术与设施推广面窄，落后状况一时难以得到有效转化，城市水资源的使用大多是被一次性的。从当前的城市建设现状来看，城市污水工程建设明显处于滞后整体建设的水平，有很多城市污水收集系统建设还很不到位，导致污水处理厂建设完成后由于污水收集系统建设没有跟上，导致污水处理厂的生产效率低下，没能做到规模化。
大量实践经验表明，给排水工艺和技术相当复杂，科技含量高，涉及到的技术有微生物污染水处理、污水处理、低温低浊及富营养化的水库水处理、污泥处理、回用水处理等等，对于城市给排水而言，对设备的规范化、系统化和标准程度也有较高的要求，目前城市给排水技术与设备相对比较老化，原有的管网布置不能很好的满足城市供水和排水的需求，尤其是城市道路排水和污水排水管线更是关系到市民的生活质量，结合需要进行优化，甚至是重新设计。为此本文从城市供水管网设计和城市道路排水设计这两个方面进行简单的分析。

2 城市供水管网设计问题及优化

2.1 管线设计

在定线过程中，由于定线图与城市实测的地形图之间的比例很大，所以在设计中为了准确，设计人员必须到现场进行踏勘，对定线图进行表要的修正，对于改造工程，最理想的管位与老管道净距在1.5 m，不过由于当前管材质量的提高，在实际的管线设计中，如果有些管道间的影响不是大的，可以再不影响管道正常运行的情况下酌情减少净距。
在具体的管线设计过程中，预留预埋、管径、管道基础、标高等等设计人员要重点标注和说明，并从减少损失、节约成本的角度出发尽可能地多画标准图或是详图。在进行竖向设计时有如下几个布置原则：（1）要合理布置确保管线在受到荷载作用下不会被压坏；（2）如果是天气寒冷的地区，尤其在冬季，要确保管道介质不冻结，保证竖向规划的要求得以满足，各个管线之间的垂直间距要严格按照规范的相关要求布置；（3）由于各种管材对外在压力的承受力各异，所以在最小覆土的设计上必须要结合给排水的管材实际加以定夺。
工程管线发生竖向之间的矛盾时，要注意以下风格方面：（1）如果支管与干管出现矛盾，干管优先的原则，支管避让干管；（2）如果可弯曲管与不可弯曲管出现矛盾，应避让不可弯曲管；（3）如果压力管与重力管出现矛盾，应避让重力管；（4）如果规划管线与现状管线出现毛肚，应避让现状管线；（5）如果管径小的管线与管径大的管线出现矛盾，应避让管径大的管线。工程实践经验表明，在具体的管线设计时上述原则也并非固化不变的，要从城市的实际情况出发科学布置，力求简单和低成本。
住宅区给水管线设计时：（1）结合物业注重设计的系统性；（2）结合当地施工水平进行设计；（3）必须在了解新产品的原理、优缺点后，严格按照注意事项慎重运用并安装新产品；（4）注意住宅区的整体设计要求，确保管线设计符合建筑构造和结构的各

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项限制。

2.2 管网优化设计

所谓优化设计即在定线设计后优化管径与水力参数组合，对管网流量合理地分配，优化算法对管径进行优化设计，结合城市的地形等客观条件，优化给水管网组合和供水区域的布局，使用不同的压力范围实施给水，通过优化设计降低整个系统的运行费用。
通常情况下，中小型管道系统的优化设计借助于遗传算法算出最优化设计方案，选择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：（1）如果城市市政供水管网有充足的水量且具有稳定的供水压力时，选择无负压管网增压稳流给水设备；（2）瞬时用水量过大、用水比较集中的区域，选择直接式管网叠压供水，如此一来可以有效地减少峰值流量对管网的负面影响，确保无负压设备运行正常。

3 城市道路排水设计问题与优化

3.1 雨水排水设计

雨水管渠的设计是城市道路排水设计的重要环节，应注重雨量计算的准确性，结合当地的地形特点和气候特征，实践经验表明，传统的方法缺乏对暴雨强度公式中多个参数的综合考量。笔者认为，借助于遗传算法的全局随机搜索技术和对目标函数的直接操作，能够有效地提高公式的计算精度，达到优化暴雨强度公式各项参数的目的。
从市区的实际情况，由于市区的建筑密度高，城市道路交通量大，在具体管线的设计上，雨水管通常采用暗管，地形平坦的道路上通常借助于加盖板渠道来排除雨水，经济又有效，也便于日后的管理与维护。相比于市区，郊区建筑密度相对较低，从节约成本的角度来看，可考虑采用明渠的设计方案，借助于道路边沟排除雨水。

3.2 污水排水设计

实践经验表明，通常在住宅小区规划还未完全确定时就要布置污水干管，这样一来排水点位置并不是十分确定。排水干管和支管的衔接成为了设计上的最大问题，既要满足排水的具体要求，又要做到减少施工量和成本，具体原则如下：排水干管上每隔一定距离接出连接管伸入建筑红线外和人行道，减少规划未预见性导致支管接入时破损路面。应从有利于区域内建筑物就近排水为原则，连接管的间距从实际需要出发，适可而止。污水排水管线的设计要尽可能避免与其他地下管线发生冲突。排水管线采用跌水井调节、采用局部增大断面的方式，确保过水断面不减少，不影响排水和在特殊的情况下，可采用倒吸虹管。当起点污水管段中的流速不能满足相关规定时，应根据《室外排水设计规范》规范的要求科学设计，在街道下，污水管道的最小管径为300 mrn，最小设计坡度为0.003。当管道坡度不能满足规范的要求时，可以酌情减小，但必须设计清淤或防淤措施。为了尽可能地减少工程造价，在设计管道时在不违背规范和正常运行的情况下应减少管道埋深。在地势平坦，且管道起点（控制点）离市政污水管网的接入点距离较长的住宅小区或厂区，可以设截留池法来减少埋深。
参考文献
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