市政給排水管網的優(yōu)化配置初探

黃芝新

廣西防城港北投環(huán)保水務有限公司 廣西 防城港 538001

前言

水資源利用和給排水管網的合理規(guī)劃是城市規(guī)劃的重要組成部分，水資源利用和給排水管網的合理規(guī)劃不僅關系到城市居民的日常生活，還包括工業(yè)區(qū)生產建設和建設項目的有效運行。整個給排水管網是一個覆蓋城市底部的管道系統(tǒng)，布局復雜。因此，相關規(guī)劃設計要求也是城市規(guī)劃中一個比較高的項目。在早期階段在整體設計時，要準確探測城市地下水量、城市地下管線和基礎建筑設施等，并在施工期間嚴格按照設計方案進行。因此，準確、合理、科學的水資源管網設計將直接影響到整個排水建設工程。本文將討論如何優(yōu)化此鏈接。

1 給排水管網的優(yōu)化配置原則

（1）前瞻性。目前，大部分城市地下給排水系統(tǒng)已經不能滿足人們的生活需要，需要進行改造和設計。在對給排水管設計之前要調研給排水管的實際情況，包括管道長度、管材、布局等，合理估算城市需水量、最大排水量、降雨量等[1]。

（2）針對性。現(xiàn)階段，由于現(xiàn)有給排水系統(tǒng)已不能滿足人們的需要，有必要進行改造和建設?？紤]到給排水管網建設項目的特點，即建設周期長、成本高等，加上給排水需求不斷增加，在規(guī)劃設計中，根據總取水量、用水量等參數，優(yōu)化管網布局，處理突發(fā)事件，分析建立動態(tài)地理信息系統(tǒng)，提高城市給排水規(guī)劃的科學性和合理性。

（3）優(yōu)先性。在城市規(guī)劃中，對地下排水設計重視不夠，致使地下排水設計“地上重地下輕”?；诖?，國家對市政建設提出了新要求，要求市政建設單位重視地下排水設計，加大地下排水管網建設，避免地下管線沖突，確保市政規(guī)劃的科學性。做好給排水管網平面優(yōu)化設計，堅持工程量小、節(jié)能的布置原則。

2 市政規(guī)劃中給排水管網設計的重要作用

給排水管網的設計直接影響到現(xiàn)代城市市政規(guī)劃，也是城市發(fā)展規(guī)劃中不可缺少的設計環(huán)節(jié)之一。在設計給排水管網時，必須保證城市給排水盡可能貼近實際，盡可能準確。同時，要合理規(guī)劃污水管道和雨水管道的設計。這是因為排水管道能否得到合理、科學的設計和規(guī)劃，在城市基礎設施功能規(guī)劃中起著決定性的作用，也是保證城市水資源合理利用的必要因素。因此，優(yōu)化給排水管網的規(guī)劃設計，可以保證水資源的利用效率得到有效控制，避免水源浪費現(xiàn)象的發(fā)生。此外，市政規(guī)劃設計還應優(yōu)化污水系統(tǒng)，防止城市因暴雨洪澇災害堵塞排水管道，保證城市環(huán)境有序運行。只有提高城市規(guī)劃設計能力，才能實現(xiàn)這一目標[2]。

3 市政規(guī)劃中給排水管網的設計問題

（1）用水量預估不準確。城市用水量的估算是給水排水管網設計面臨的首要問題。如果估計城區(qū)用水量與實際用水量相差過大，將導致城市用水分布不均，部分社區(qū)用水困難。但在給排水管網的實際設計中，設計人員沒有準確估算用水量和排水量，致使設計方案與城市實際情況不符，給排水管網建設和用水規(guī)劃帶來困難制度不合理。區(qū)域需水量無法滿足。

（2）市政規(guī)劃的排污管道設計。污水管道設計時，如果不設置污水處理提升泵，將直接影響污水管道的埋深，并會制約管網的垂直高度，削弱排水系統(tǒng)的排污功能，嚴重影響城市環(huán)境。在目前的市政規(guī)劃污水管道設計中，有些設計人員敷衍了事，直接照搬其他城市或地區(qū)的污水設計方案，對當地城市的水系、城市街道和基礎設施、地質地貌等都有深入了解，使得污水管道的設計無法滿足城市的污水需求，城市污水功能較差。

（3）市政規(guī)劃的雨水管道設計。城市規(guī)劃的另一項重要內容是雨水管道的設計，在多雨城市群中，雨水管道是最重要的設計項目。但一些設計人員忽視了雨水管道的設計重要性，導致城市雨水管道預留狹窄，出水口少，無法滿足城市實際的雨排水需求。因此，大多數城市在雨季都受到洪水的困擾?；A設施和街道造成了一定程度的破壞，嚴重影響了城市居民的日常出行。

（4）城市綜合規(guī)劃不合理。給排水管網存在的另一個突出問題是市政規(guī)劃給排水管網未能與城市電纜工程、通信工程建設相結合，這在城市工程建設中往往會引發(fā)建設沖突，嚴重阻礙了城市總體規(guī)劃建設。由于城市建設的各個系統(tǒng)是相互聯(lián)系、相互影響的，只有協(xié)調一致的城市規(guī)劃體系才能最大限度地發(fā)揮城市的功能。

（5）系統(tǒng)布置問題。在城市市政基礎設施建設不斷完善和健全的背景下，給排水管網覆蓋密度不斷提高，相關基礎設施建設速度也有所提高。這一趨勢雖然有助于提高給排水管網的綜合能力，但也使現(xiàn)有管網和新建管網面臨更加復雜的對接協(xié)調問題。主要可以概括為以下兩個方面：一是城市給排水管網基礎設施的規(guī)劃、設計和管理嚴重滯后于建筑物的規(guī)劃發(fā)展，道路工程建設沒有充分考慮與管網系統(tǒng)的配套問題；二是在給排水管網設計中，沒有深入實地調查實際情況。工作人員大多利用經驗來調整管道容量、管徑和坡度[3]。

4 市政給排水管網的優(yōu)化配置與管理措施

（1）給水系統(tǒng)。給水管網的布置原則是：符合市政總體規(guī)劃，保證供水系統(tǒng)的可擴展性，預留擴建、擴建的空間；保證用水量，滿足水壓要求；供水安全可靠的原則；優(yōu)化管道敷設，降低供水能耗。給水管道路具體包括輸水管道路和主干管道路。輸水管道路設計要保證用水安全，盡量沿道路敷設，降低管道施工難度，盡量選擇重力流，設計兩根輸水管道，保證供水的連續(xù)性；設計主管線走向。高空布置，保證管線合理分布，安裝閘閥等安全設備。城市給排水管網優(yōu)化設計過程：中長期規(guī)劃；給水管網數據庫建設；設計優(yōu)化模型構建。利用優(yōu)化模型的目標函數計算模型的最優(yōu)解，確定管網設計方案。

（2）排水系統(tǒng)。排水系統(tǒng)的規(guī)劃設計應遵循合理的原則，縮短污水干管的長度，降低主管管道的埋深，加強對施工成本的控制。排水干管的規(guī)劃應與道路建設設計相結合，采用集中和分散的污水處理方式，避免污水處理過度集中，增加管網建設成本，增加運行能耗，合理控制泵站數量，避免能源過度消耗。污水處理系統(tǒng)大多采取BOT方式，采用集中處理和分散處理相結合的方式進行區(qū)域污水處理。從可持續(xù)發(fā)展的角度來看，采用延遲曝氣材料和高能耗、低負荷的工藝并不適合我國的國情，因此有必要加大對污水處理新技術的研究。排水系統(tǒng)的規(guī)劃設計需要結合城市的實際情況提出合理的方案。

（3）既有與新建管網。由于我國大部分城市的給排水工程設施相對落后，需要對其進行改造和優(yōu)化，以增強其運行能力，達到持續(xù)使用的目的。為了更好地改善管網的建設，充分發(fā)揮管網的功能，還需要對其部分線路上的管道進行擴建和擴建。因此，必須妥善處理好新老管道的銜接協(xié)調。新建管道必須充分考慮舊設施的承載能力和現(xiàn)狀工況，形成配套形式。優(yōu)化施工方式，充分利用新老管道，發(fā)揮其應有的作用。無論是舊管網還是在建的新管線，都要進行實時監(jiān)控管理，加強定期巡查。目的是防止故障和隱患頻發(fā)、大量發(fā)生，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，降低運行過程中的安全風險因素，培養(yǎng)快速反應和及時維修的能力。

（4）提高應急能力。要根據每個城市對環(huán)境的合理預測，從經濟和管理兩個層面進行綜合分析和規(guī)劃設計，全面完善給排水功能，提高經濟效益。給排水管網的設計是基礎內容，融入水資源利用和環(huán)境保護的理念，優(yōu)化給排水管網設計，著力解決城市內澇和黑水問題。排水系統(tǒng)要和雨水管道系統(tǒng)進行結合，綜合考慮規(guī)劃設計后，采取工程性的措施及非工程性措施，遵循就近入河的原則，在區(qū)域內布置完整的排水系統(tǒng)，建立洪水預警系統(tǒng)，采取預防措施，提高雨水利用率。另外，提高給排水管網運行過程中的監(jiān)控水平，及時處理爆管事件。

5 結束語

作為一項周期長并且施工復雜的系統(tǒng)工程，城市給排水管網的升級配置要求科學的規(guī)劃給排水系統(tǒng)，并且要堅持以人為本。與此同時，為了保證給排水系統(tǒng)的穩(wěn)定高效率的運行，施工人員不斷地優(yōu)化排水系統(tǒng)的規(guī)劃方案。這種處理方法可以獲得最大的投資回報。在給排水管網系統(tǒng)運行過程中，為了對各種突發(fā)事件進行實時監(jiān)測和管理，設計和施工人員還必須對系統(tǒng)進行技術升級規(guī)劃。