市政給排水管線設計的優(yōu)化方法分析

黃春梅

摘 要：市政給排水管線的設計是城市建設規(guī)劃中的一項重要工作，做好給排水管線設計工作能夠保證城市用水的正常供給、確保排水工作的正常進行。在當前的城市化建設過程中，如何做好市政給排水管線的設計工作，已經(jīng)受到了越來越多人的關注，改進設計方案、優(yōu)化設計方法是當前市政該排水管線設計的重點研究方向，針對市政給排水管線設計的優(yōu)化方法，文章對給水管線和排水管線的具體優(yōu)化進行了分別討論。

關鍵詞：市政給排水管線；設計；優(yōu)化

城市用水問題一直是城市建設過程中的重點，同時也是難點，城市人口的不斷增多，使得生活生產(chǎn)用水的供給面臨的壓力越來越大，也加大了對生活生產(chǎn)所排放的廢水的處理難度，再加上城市經(jīng)常出現(xiàn)的內(nèi)澇現(xiàn)象，必須改進市政給排水管道設計方法，才能為人們提供更好的生活環(huán)境。對優(yōu)化市政給排水管線設計，能夠對居民用水進行更加合理的調(diào)配，保證供水的可靠性；做好生產(chǎn)生活廢水的處理工作以及城市的排澇防洪工作，實現(xiàn)水資源的科學循環(huán)利用。

1 市政給水管線設計的優(yōu)化

1.1 管網(wǎng)優(yōu)化。優(yōu)化算法是給水管線設計中經(jīng)常用到的方法，優(yōu)化算法的目的是為了促進供水管道與水力參數(shù)之間更好的配合，在使用優(yōu)化算法之前，需要明確供水管道中水流量的分配情況，同時還需要知道所使用管道的規(guī)格，以確保優(yōu)化算法的準確性。城市中不同地區(qū)供水壓力以及供水距離是不同的，這就使得具體的供水成本不同，所以在供水時應該結合城市的實際情況，將城市劃分為不同區(qū)域，保證同一區(qū)域供水壓力的一致性，有效節(jié)約供水所需成本。自動化、智能化是現(xiàn)階段工業(yè)生產(chǎn)的最大特點，與原有的生產(chǎn)模式相比，用水情況發(fā)生了很大的改變，原有的工業(yè)用水預測方法已經(jīng)變得不適用，需要對計算方法進行優(yōu)化，現(xiàn)在經(jīng)常采用萬元工業(yè)產(chǎn)值法等更加先進的計算方法。提高城市居民的用水質量，一直是城市給水工作中的主要內(nèi)容，通過優(yōu)化管網(wǎng)設計，實施區(qū)域供水，同時做好地下水的開發(fā)利用工作，保證供水質量和供水的及時性，為居民提供更加可靠的生活用水。

1.2 管線設計。合理調(diào)配水資源是市政供水管線優(yōu)化設計的主要目的，在進行供水管線設計的時候需要考慮多種情況，涉及到城市生活用水、市政用水、鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活用水等方面，除此以外，還需要了解自然河流、湖泊等水流情況，只有對各種因素進行全面了解，才能對實際用水情況進行更加準確的預測。設計人員在繪制設計圖紙的時候，需要確保圖紙信息的準確性、全面性，將各種細節(jié)也都標注出來，比如管徑、管道基礎、預埋預留、標高等各項數(shù)據(jù)。為了保證管線不會發(fā)生破損、斷折現(xiàn)象，在進行豎向管線設計的時候，需要對管線所能承受的壓力進行測試，進行更加合理的填埋，注意填埋深度，保證管線在冬天低溫環(huán)境下不會出現(xiàn)凍結。不同住宅小區(qū)的具體施工和供水設備配置是有所不同的，在設計住宅小區(qū)的供水管線時，需要對小區(qū)的實際情況進行全面、深入的了解，以管線設計的實用性設計標準，根據(jù)小區(qū)的實際情況對設計方案作出優(yōu)化調(diào)整，設計圖紙中表明各種注意事項，確保管線設計的科學性、合理性。給水管線線路眾多，實際施工中，管線之間可能會發(fā)生沖突，需要根據(jù)具體情況進行相應的調(diào)整，確保管線設計的可靠性。管線設計的核心是主干管，其余支管應該避開主干管進行設計，同時支管不能出現(xiàn)彎曲，保證重力管處于壓力管的下方，不對壓力管造成重力影響，同時，處理好小口徑管線與大口徑管線之間的關系，在設計時，使小口徑管線避開大口徑管線。在供水管線設計過程中，水資源的平衡是必須考慮的一個問題，綜合整體情況來看，不同地區(qū)的水資源分布是不同的，在不同時間段，水資源情況也是有所差異的，為了保證地區(qū)的平衡發(fā)展，就需要根據(jù)不同地區(qū)、不同時間的水資源情況，進行更加合理的分配，為城市所需用水的正常供應提供保障，實現(xiàn)區(qū)域水資源的供需平衡。在預測用水量的時候，需要綜合城市生活用水、農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水等多方面情況進行綜合考慮，才能確保預測結果的準確性，實現(xiàn)對水資源科學、合理調(diào)配，其中，萬元工業(yè)產(chǎn)值發(fā)和設計用地指標法是工業(yè)用水量預測工作中常用到的方法。

2 市政排水管線設計的優(yōu)化

2.1 污水處理的優(yōu)化設計。城市人口的增多和各種工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，使得城市中的生活污水和工業(yè)污水問題越來越嚴重，如何做好污水的處理工作，是排水管線設計中的重點，集中處理是使用最多的處理方法，這種方法成本較低，主要處理工作由污水處理廠完成，管理方便，處理效果比較明顯。但是，這種方法存在很大的局限性，隨著排水管網(wǎng)的建設規(guī)模的不斷擴大，暴露出來很多問題，需要投入更多的設備才能對污水進行處理，加大了工程的成本消耗，同時也消耗了大量的資源?；谶@種現(xiàn)象，對集中處理方法進行了改進，采用集中和分散結合的方法，對市政排水管線進行設計，改善了原有設計方式中的不足，使排水管線設計更加科學化、合理化，能夠更好的發(fā)揮處理污水的作用。在排水管道中應用A/O工藝，也是市政排水管道設計中常用的優(yōu)化措施，這種技術的原理是利用活性硅藻土的吸附功能，對污水進行過濾處理，污水中的磷和氮等會附著在活性硅藻土上，進而可以將這些物質從污水中排除出來，起到對污水的凈化作用。

2.2 排澇防洪設計。排澇防洪一直是城市排水管線設計中重要的一項，近幾年城市內(nèi)澇現(xiàn)象明顯增多，同時城市外圍的河流水量不易把控，容易出現(xiàn)洪水現(xiàn)象，為了營造更好的城市環(huán)境、保證城市安全，需要做好內(nèi)澇和外洪的防范措施，對市政排水管線設計進行優(yōu)化。在進行排洪方案設計的時候，需要將滯洪區(qū)方案和地面全抬高方案兩者結合起來，合理配置雨水泵，確保排洪工作能夠順利進行。地面全抬高方案在山區(qū)的應用效果更加明顯，山區(qū)與一般平原地區(qū)不同，因其地勢原因，發(fā)生內(nèi)洪的速度比較快，同時退去的速度也比較快，在排水管線設計的時候，不需要建立水泵站，只需要保證抽排設備到位，便可以完成排洪工作。在過程中，需要明確排水標準與排洪標準之間的關系，做好相關的銜接工作。短時間暴雨是城市排水中經(jīng)常遇到的問題，控制暴雨的時間段的標準通常為5—120分鐘，在選擇暴雨樣本的時候，一般采用年超大值法。

2.3 管道連接及流速設計。污水管線在設計時是以滿足用戶的需求為設計目的的，由于城市中街道小區(qū)眾多，在確定排水點位置的時候比較困難，存在很大的不確定性，所以需要對管道的連接方式進行優(yōu)化，在進行管道設計的時候，需要根據(jù)實際情況、按照工程要求進行，設置合理的間隔距離，在每段距離的連接管外部設置接口，方便干管與碰水支管的連接，達到更好的連接效果，同時還要了解其他管線的鋪設位置，在設計連接管的時候，避開其他管線，防止兩者之間出現(xiàn)沖突，影響管道的正常連接，倒吸虹管也是一種優(yōu)化方法，不過這種方法是有要求的，首先是水斷面需要得到保證，并且不會對排水造成影響的時候，才可以采用這種方法。

3 結語

在優(yōu)化設計的時候，需要結合先進施工技術，選用專業(yè)的設計人員，政府給予足夠的支持，只有在多方力量的共同努力下，才能實現(xiàn)市政給排水管道的最優(yōu)化設計，更好的發(fā)揮市政給排水管道的作用，為人們的生活提供更多的便利，營造良好的城市環(huán)境，促進了城市的可持續(xù)性發(fā)展。

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