市政給排水設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用

姜敏迪 馮會(huì)芝

摘要：市政給排水系統(tǒng)直接影響著一個(gè)城市的地下面貌，設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)以為居民提供便利為宗旨，充分考慮發(fā)展規(guī)劃、地理環(huán)境等因素，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性并存的給排水系統(tǒng)。其中還要注意節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用，尤其是2021年國務(wù)院政府報(bào)告指出要扎實(shí)做好碳達(dá)峰、碳中和工作。本文就針對(duì)給排水設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀以及如何采用節(jié)能技術(shù)展開詳細(xì)的討論和分析。

關(guān)鍵詞：市政給排水設(shè)計(jì);節(jié)能技術(shù);運(yùn)用

引言：

給排水系統(tǒng)涉及到居民的日常生活和工作，是一個(gè)城市地下面貌的體現(xiàn)，且隨著城市規(guī)模的日益擴(kuò)大，區(qū)域供水和排水需求也逐漸增加。要保證供水的安全和排水的通暢，保證給居民提供便利的服務(wù)就要注重給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，充分結(jié)合周邊地塊的發(fā)展和近、遠(yuǎn)期的規(guī)劃來設(shè)計(jì)滿足人民需求和城市發(fā)展的給排水系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)過程中還要注重節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用，節(jié)能環(huán)保是社會(huì)發(fā)展永恒的主題，尤其是我國確定了要在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，而城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)又是低碳經(jīng)濟(jì)中的重要一環(huán)。建設(shè)低碳、美麗城市需要引入節(jié)能理念和技術(shù)，市政給排水設(shè)計(jì)中也應(yīng)當(dāng)注重節(jié)能技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，以低碳綠色發(fā)展為方向，增加能源節(jié)約和碳減排目標(biāo)。綜上所述，在給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中運(yùn)用節(jié)能技術(shù)既是行業(yè)需求也是時(shí)代發(fā)展的要求。

一、給排水設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的重要性

隨著人口不斷增加和社會(huì)的快速發(fā)展，我國可利用的淡水資源在逐年減少，同時(shí)人們節(jié)約用水的意識(shí)仍未得到普及，并且居民的生活水平不斷提高，各項(xiàng)生活活動(dòng)的耗水量和排放量不斷增加，城市原有市政給排水設(shè)施逐漸無法滿足居民需求，再加上中央和地方政府的政策和資金支持，一大批市政給排水設(shè)施正在建設(shè)熱潮中。設(shè)計(jì)是給排水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，在給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中就要先行引入節(jié)能理念，市政給排水設(shè)計(jì)要積極采用節(jié)能技術(shù)，既滿足用戶需求、助力經(jīng)濟(jì)發(fā)展，又節(jié)約水資源、減少能源損耗。

隨著城市建設(shè)步伐的加快，居住區(qū)、綠化帶、道路設(shè)施都在不斷擴(kuò)大，飲用水、綠化用水、澆灑用水需求越來越大，不僅需要消耗更多的水資源，還會(huì)造成碳排放的持續(xù)增加。國際研究報(bào)告表明，全球污水處理碳排放量大約占全球碳排放量2%左右。為了降低城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，傳統(tǒng)的雨水管網(wǎng)收集排放系統(tǒng)一般管徑較大、轉(zhuǎn)輸距離長。因此，市政雨污水設(shè)計(jì)中，盡可能地降低水處理能耗和設(shè)備、管道等物耗是節(jié)能設(shè)計(jì)的必然目標(biāo)。

二、市政給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀

（一）整體設(shè)計(jì)不協(xié)調(diào)

城市建設(shè)日新月異，總是不斷更迭，實(shí)際上各個(gè)地塊的發(fā)展進(jìn)程不統(tǒng)一，公路、地鐵、鐵路等開發(fā)都會(huì)影響著給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。市政給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)常常缺乏對(duì)整個(gè)城市市政設(shè)施的考量，缺乏對(duì)市政規(guī)劃的遠(yuǎn)期預(yù)留，忽視與其他地塊的建設(shè)銜接，因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)е陆o排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不協(xié)調(diào)，出現(xiàn)排水下游不暢、污染環(huán)境的情況，甚至出現(xiàn)許多安全隱患。

再加上現(xiàn)在施工的頻繁，多處道路都在不斷翻修，給排水系統(tǒng)在進(jìn)行改造和重新設(shè)計(jì)時(shí)，可能受制于經(jīng)濟(jì)投資，沒有從遠(yuǎn)期規(guī)劃出發(fā)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案的不協(xié)調(diào)。例如，雨水管道的改造設(shè)計(jì)中，存在市政雨水管道分布不合理、管徑不合理、徑流計(jì)算不準(zhǔn)確等問題，污水管道缺乏水處理設(shè)施，雨污合流造成污水廠負(fù)荷過大，導(dǎo)致周邊環(huán)境的污染，給水管道缺乏附屬設(shè)施、管材管徑管壓不合理，常發(fā)生水管爆裂和停水事件，影響居民生活的幸福感和獲得感。

（二）供排水管網(wǎng)運(yùn)行異常

供水管網(wǎng)運(yùn)行異常的原因常見有：管材低劣、管道老化、施工安裝不達(dá)標(biāo)、超壓超負(fù)荷運(yùn)行。上述問題不僅導(dǎo)致了給水系統(tǒng)中水資源的損失，而且嚴(yán)重影響給水服務(wù)水頭和水質(zhì)，造成水頭下降、水質(zhì)濁度高、末端余氯不達(dá)標(biāo)。例如很多地區(qū)的老城區(qū)供水管道年代久遠(yuǎn)，管材多采用灰口鑄鐵管等落后材質(zhì)，長期超限運(yùn)行，給水管道漏水情況嚴(yán)重，這不僅造成了水資源的浪費(fèi)流失，在管道傳輸過程中泄露水滲入周圍土壤，容易導(dǎo)致路基軟塌、管道銹蝕的問題。

a1348406ec71433906266817c7d05b9ecba6d1abade40d89c3f801450efdfcc2

雨、污水管網(wǎng)無法有效地收集和排放雨污水，大部分原因是由于雨污水管道混接、錯(cuò)接和合流制管網(wǎng)汛期溢流，帶來城市內(nèi)澇災(zāi)害、河流水系污染、溢流污染環(huán)境等一系列問題。例如各地老城區(qū)常見雨污合流管段，不少管段接口破損、水流滲漏，甚至出現(xiàn)管徑過小，用戶未經(jīng)許可違規(guī)排放污水，高峰期污水溢流，對(duì)周邊居住環(huán)境生態(tài)造成惡劣影響。

三、市政給排水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)運(yùn)用的具體策略

（一）減少管道漏損

減少管道漏損，從減少水耗的角度來減少能耗，進(jìn)而達(dá)到低碳節(jié)能的設(shè)計(jì)目標(biāo)。在市政給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通過合理地選取管材和接口，優(yōu)化管網(wǎng)的壓力和水量分配，可以有效減少管道漏損。市政給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡可能新建給水管道，選用符合國家規(guī)范要求、質(zhì)量達(dá)標(biāo)、品質(zhì)優(yōu)良的管材，例如球墨鑄鐵管、聚乙烯管材，避免使用灰口鑄鐵管、鍍鋅鐵管等。同時(shí)，要優(yōu)化供水管網(wǎng)設(shè)計(jì)，當(dāng)水源發(fā)生改變時(shí)，要重新根據(jù)平差等手段設(shè)計(jì)供水管道的管徑和壓力，避免管道超負(fù)荷運(yùn)行。

市政設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮引入“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺(tái)，例如設(shè)置“智慧水務(wù)”相關(guān)平臺(tái)，通過對(duì)供水管網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)，每個(gè)獨(dú)立分區(qū)上的進(jìn)水管和出水管上安裝流量計(jì)，對(duì)各個(gè)區(qū)域管道的漏損狀況進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)監(jiān)測(cè)到某次流量與平時(shí)流量差距過大時(shí)，推測(cè)出某處管道出現(xiàn)漏損，管理人員及時(shí)進(jìn)行維修堵截。

（二）避免長距離敷設(shè)管網(wǎng)

市政管道的管材和埋深是影響排水管道系統(tǒng)造價(jià)的一大部分，因此需要避免長距離敷設(shè)雨、污水管道，減小雨污水管道的埋設(shè)深度，達(dá)到管道安裝過程的碳減排，從而達(dá)成市政建設(shè)節(jié)能減排的目標(biāo)。

市政雨水設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)引進(jìn)“低影響開發(fā)”和“海綿城市”的理念，統(tǒng)籌設(shè)計(jì)LID設(shè)施，例如雨水花園、綠色屋頂、景觀水池、透水鋪裝、生態(tài)樹池，通過一系列截留、下滲措施，降低汛期雨水徑流。同時(shí)合理劃分雨水分區(qū)，積極設(shè)計(jì)城市水系，就近排放雨水徑流。通過以上設(shè)計(jì)措施，達(dá)到減少雨水管徑和埋深的節(jié)能目標(biāo)。

市政污水設(shè)計(jì)時(shí)，可考慮設(shè)計(jì)污水分區(qū)，對(duì)于一些偏遠(yuǎn)的郊區(qū)地帶，周圍無現(xiàn)狀和規(guī)劃污水處理設(shè)施，可考慮增設(shè)小型污水處理設(shè)施，避免污水長距離輸送的情況出現(xiàn)。設(shè)計(jì)小型污水處理設(shè)施時(shí)，注重選用低耗能設(shè)備，例如MBR、速分工藝等。也可設(shè)計(jì)人工智能技術(shù)，監(jiān)測(cè)進(jìn)水、出水的實(shí)時(shí)水質(zhì)水量等數(shù)據(jù)，對(duì)加藥系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)化控制，減少運(yùn)行過程中的藥耗和能耗，實(shí)現(xiàn)污水處理的低碳運(yùn)行。

（三）采用雨、污分流制系統(tǒng)

市政排水設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用雨、污分流制系統(tǒng)，將雨水、污水分開收集、轉(zhuǎn)輸、排放，雨水排放下游為水系、河流，污水排放下游為污水處理場(chǎng)站。分流設(shè)計(jì)的目標(biāo)是降低污水處理廠的負(fù)擔(dān)，降低水量對(duì)污水廠的沖擊，保證污水處理廠的處理效率，最終減少污水處理的碳排放量。

市政雨水管道應(yīng)根據(jù)暴雨強(qiáng)度公式，劃分徑流分區(qū)進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)。在道路兩側(cè)預(yù)留用戶井，方便周邊用戶支管集中接入。市政污水管道的檢查井間距不宜過長，否則不宜清淤通暢，同時(shí)也應(yīng)預(yù)留用戶污水井，利于周邊地塊污水的收集排放。雨水、污水管道盡量布置在非機(jī)動(dòng)車道下，可以單側(cè)或雙側(cè)平行布置。

四、結(jié)束語

綜上所述，建設(shè)低碳、美麗城市需要引入節(jié)能理念和技術(shù)，市政給排水設(shè)計(jì)中也應(yīng)當(dāng)注重節(jié)能技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，以低碳綠色發(fā)展為方向。市政給排水設(shè)計(jì)應(yīng)破除整體設(shè)計(jì)不協(xié)調(diào)、供排水管網(wǎng)運(yùn)行異常的弊病，采取具體策略運(yùn)用節(jié)能技術(shù)，包括采用雨、污分流制系統(tǒng);合理地選取管材和接口，優(yōu)化管網(wǎng)的壓力和水量分配，有效減少管道漏損;采用低影響開發(fā)措施，新建小型污水處理站，避免長距離敷設(shè)管網(wǎng)，達(dá)到減少雨水管徑和埋深的節(jié)能目標(biāo)。通過以上設(shè)計(jì)措施，節(jié)約市政給排水系統(tǒng)工程能耗，支撐城市的綠色低碳轉(zhuǎn)型。

參考文獻(xiàn)：

[1]方曉莉.市政給排水工程設(shè)計(jì)中節(jié)能給排水技術(shù)的應(yīng)用[J].中國地名，2020（07）：60-61.

[2]孫亞寧.市政給排水工程設(shè)計(jì)中節(jié)能給排水技術(shù)的應(yīng)用[J].黑龍江科學(xué)，2020，11（08）：118-119.

[3]鄧?yán)?市政給排水工程設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用研究[J].信息系統(tǒng)工程，2020（03）：85-86.

[4]汪志英.節(jié)能技術(shù)在市政給排水工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探索[J].智能城市，2020，6（05）：45-46.