市政給排水設(shè)計中常見的問題及解決策略

摘 要：為解決市政給排水設(shè)計中常見的問題，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展，本文首先分析了完善市政給排水設(shè)計的意義，之后提出了當(dāng)前給排水設(shè)計中存在的問題和設(shè)計原則，最后據(jù)此提出了解決給排水設(shè)計問題的措施，包括綜合考慮環(huán)境因素、加強(qiáng)水資源管理、重視污水管理等。研究表明，合理進(jìn)行市政給排水設(shè)計，能夠提高系統(tǒng)的性能以及可持續(xù)性，從而確保城市的水資源供應(yīng)和有效管理與維護(hù)周邊環(huán)境。

關(guān)鍵詞：市政給排水；設(shè)計方案；問題與策略文章編號：2095-4085（2024）04-0123-03

0 引言

市政給排水設(shè)計是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中至關(guān)重要的一環(huán)，涵蓋了供水、排水和污水處理等多個關(guān)鍵領(lǐng)域，其質(zhì)量和可持續(xù)性直接關(guān)系到城市的居民生活質(zhì)量、環(huán)境健康和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。然而，在實(shí)際設(shè)計和運(yùn)營中，市政給排水系統(tǒng)常常面臨一系列常見問題，這些問題不僅會影響系統(tǒng)的性能，還可能導(dǎo)致資源浪費(fèi)、環(huán)境污染和公共衛(wèi)生風(fēng)險。因此，了解并解決市政給排水設(shè)計中的這些常見問題至關(guān)重要。

1 完善市政給排水設(shè)計的意義

首先，完善市政給排水設(shè)計有助于提高居民生活質(zhì)量。合理設(shè)計的給水系統(tǒng)可以確保居民獲得高質(zhì)量的自來水，不僅可以滿足生活用水需求，還有助于防止水源污染和疾病傳播。排水系統(tǒng)的完善可以有效處理廢水，防止污水倒流和積水，提高城市的環(huán)境衛(wèi)生和公共衛(wèi)生水平。其次，完善市政給排水設(shè)計有助于加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)。經(jīng)過科學(xué)設(shè)計的排水系統(tǒng)可以有效防止洪澇災(zāi)害和土壤侵蝕，減少城市污染物的排放，保護(hù)水體質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。遵循可持續(xù)的設(shè)計原則，如雨水收集系統(tǒng)和污水處理設(shè)施，可以降低對自然資源的依賴，減少能源消耗，有助于減少碳排放，推動城市朝著更加環(huán)保和可持續(xù)的方向發(fā)展。最后，完善市政給排水設(shè)計對于經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性具有重要意義。良好的水資源管理和廢水處理系統(tǒng)可以提高城市的抗災(zāi)能力，減少洪澇損失和環(huán)境災(zāi)害帶來的經(jīng)濟(jì)損失。同時，投資市政給排水設(shè)施建設(shè)和維護(hù)也能夠創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會，促進(jìn)城市的經(jīng)濟(jì)增長。也會吸引更多的投資和商業(yè)機(jī)會，助力城市的繁榮和可持續(xù)發(fā)展［1］。

2 市政給排水設(shè)計中的常見問題

2.1 設(shè)計與實(shí)際環(huán)境不相符

這一問題的核心在于設(shè)計過程中未充分考慮到特定城市或地區(qū)的地理、氣候、地質(zhì)和人口等因素，導(dǎo)致設(shè)計方案無法有效適應(yīng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的變化和需求。這種不相符主要表現(xiàn)為過度設(shè)計或不足設(shè)計，例如過大或過小的管道容量、排水系統(tǒng)不足以應(yīng)對極端天氣條件、不合理的水資源分配等。這不僅會浪費(fèi)資源和資金，還可能導(dǎo)致城市的環(huán)境問題，如洪澇、污染和水資源短缺。因此，市政給排水設(shè)計必須與實(shí)際環(huán)境緊密結(jié)合，考慮到各種自然和人為因素，以確保設(shè)計方案的可持續(xù)性和適應(yīng)性。

2.2 污水處理不充分

這一問題涉及城市廢水處理系統(tǒng)未能有效地去除污染物和污水中的有害物質(zhì)，導(dǎo)致廢水排放到環(huán)境中時仍然帶有高濃度的污染物。首先，它對水體和生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成了直接威脅。未經(jīng)充分凈化的廢水可能包含有毒物質(zhì)、細(xì)菌和富營養(yǎng)化物質(zhì)。當(dāng)這些廢水排放到河流、湖泊或海洋中時，會導(dǎo)致水體污染、藻類過度生長、氧氣耗竭以及生態(tài)系統(tǒng)的破壞，進(jìn)而危害水資源的質(zhì)量和可持續(xù)性，對生物多樣性產(chǎn)生負(fù)面影響。其次，不充分的污水處理可能會對公共健康構(gòu)成風(fēng)險。未經(jīng)有效處理的污水中可能含有病原體和有害化學(xué)物質(zhì)，當(dāng)人們接觸到這些污染物時，可能導(dǎo)致傳染病和健康問題的爆發(fā)，這會增加醫(yī)療負(fù)擔(dān)和公共衛(wèi)生風(fēng)險［2］。

2.3 不合理的用水管理

不合理的用水管理涉及到城市居民和企業(yè)對水資源的不合理使用，包括浪費(fèi)、濫用和未采用節(jié)水措施。不合理的用水管理會對城市的可持續(xù)性和水資源的可用性產(chǎn)生多重負(fù)面影響。首先，浪費(fèi)水資源會導(dǎo)致供水壓力增加，尤其是在干旱地區(qū)，容易造成水源枯竭，影響城市的供水穩(wěn)定性。其次，不合理的用水習(xí)慣會增加廢水排放，加大污水處理負(fù)擔(dān)，降低水環(huán)境質(zhì)量。最重要的是，這種用水行為不僅對城市的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性構(gòu)成威脅，還會在全球水資源短缺問題日益凸顯的背景下，引發(fā)嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境問題。

2.4 設(shè)計管道材料的選擇不合理

不合理的材料選擇會導(dǎo)致管道系統(tǒng)的脆弱性、老化和維護(hù)成本增加。首先，不適當(dāng)?shù)牟牧线x擇會造成耐久性問題。不同材料在面對不同環(huán)境條件和水質(zhì)要求時會表現(xiàn)出不同的抗腐蝕性和耐久性。如果選用的材料不能適應(yīng)特定環(huán)境，管道系統(tǒng)就會遭受腐蝕或機(jī)械損害，進(jìn)而引發(fā)泄漏或破裂。其次，不合理的材料選擇也會導(dǎo)致效率問題。材料的內(nèi)部摩擦、流動特性和耐磨性都會影響水的流動。不適當(dāng)?shù)牟牧线x擇容易造成供水或排水系統(tǒng)中的流量減小、水壓下降，甚至堵塞。最后，不合理的材料選擇還會增加維護(hù)和更換的成本。某些材料因其特性，需要更為頻繁的維護(hù)和更早的更換周期，這無疑會增加系統(tǒng)的整體維護(hù)開支。更為嚴(yán)重的是，這種頻繁的維護(hù)和更換可能會引發(fā)供水或排水中斷，給城市居民的正常生活帶來諸多不便［3］。

3 提高市政給排水設(shè)計水平的措施

3.1 充分考慮環(huán)境因素，進(jìn)行綜合規(guī)劃和設(shè)計

不同地區(qū)的環(huán)境條件千差萬別，這對給排水設(shè)計提出了針對性和靈活性的要求。在設(shè)計過程中，必須充分考慮并融入各種環(huán)境因素，包括但不限于氣候條件、地形地貌、土壤類型、水文條件以及地方特有的環(huán)境挑戰(zhàn)，以確保給排水系統(tǒng)在實(shí)際環(huán)境中的可持續(xù)性和適應(yīng)性。首先，在設(shè)計之初，進(jìn)行全面的環(huán)境評估是至關(guān)重要的，包括收集并分析有關(guān)城市地理特征、降水模式、水體健康狀況以及潛在環(huán)境風(fēng)險的數(shù)據(jù)。通過充分了解環(huán)境因素，設(shè)計團(tuán)隊可以制定更符合實(shí)際需求的規(guī)劃和設(shè)計方案。其次，采用自然工程和綠色基礎(chǔ)設(shè)施。自然工程（如：濕地恢復(fù)、河流修復(fù)和城市森林）可以在給排水系統(tǒng)中發(fā)揮積極作用，不僅能夠提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，還可以改善水資源管理。綠色基礎(chǔ)設(shè)施（如：雨水花園、綠色屋頂和滲透性路面）有助于降低洪水風(fēng)險，改善水質(zhì)，減少徑流污染，應(yīng)當(dāng)納入設(shè)計中。最后，在設(shè)計給排水系統(tǒng)時，還應(yīng)遵循可持續(xù)性設(shè)計原則，包括循環(huán)利用水資源、最大限度減少廢水排放、減少污染和降低能源消耗。比如使用高效設(shè)備、推廣節(jié)水技術(shù)、實(shí)施水資源回收等。

3.2 重視污水處理，凸顯環(huán)保設(shè)計理念

有效的污水處理不僅有助于保護(hù)水資源和生態(tài)系統(tǒng)的健康，還可以減少水污染，改善城市環(huán)境。首先，采用先進(jìn)的污水處理技術(shù)。市政給排水系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)采用高效、環(huán)保的污水處理技術(shù)，以確保廢水得到充分凈化。可以根據(jù)城市的需求和資源進(jìn)行組合使用生物處理、化學(xué)處理和物理處理等各種技術(shù)，以最大程度地去除污染物和有害物質(zhì)。新興的技術(shù)，如膜生物反應(yīng)器和紫外線消毒，也可以提高污水處理效率。其次，制定嚴(yán)格的水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)，并確保城市各種污水排放點(diǎn)遵循這些標(biāo)準(zhǔn)，以減少對水環(huán)境的負(fù)面影響。還要建立定期監(jiān)測和檢查的機(jī)制，以跟蹤廢水排放的質(zhì)量和數(shù)量，以及對環(huán)境的潛在影響。對于不符合標(biāo)準(zhǔn)的排放點(diǎn)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)闹撇煤透倪M(jìn)措施。最后，不僅要將廢水凈化，還應(yīng)鼓勵和促進(jìn)污水回收和資源化利用，包括將經(jīng)過適當(dāng)處理的污水用于灌溉、工業(yè)用水和冷卻水，以及從污水中提取有價值的資源，如氮、磷和有機(jī)物質(zhì)。這有助于減輕對淡水資源的需求，減少廢水排放，以及實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用［4］。

3.3 加強(qiáng)水資源管理，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)供應(yīng)

水資源是城市生活的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施之一，其管理直接關(guān)系到城市的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)。首先，市政給排水設(shè)計應(yīng)當(dāng)在一個綜合的水資源管理框架下進(jìn)行，該框架應(yīng)考慮城市的水源、需求、質(zhì)量、分配和治理等各個方面，通過綜合性的規(guī)劃和協(xié)調(diào)管理，可以更好地優(yōu)化水資源的利用，確保水的可持續(xù)供應(yīng)。其次，城市應(yīng)制定明確的水資源管理政策和法規(guī)，以確保水資源的可持續(xù)利用和保護(hù)。包括制定水資源分配計劃、推動水資源節(jié)約和回收，以及制定靈活的管理策略，以適應(yīng)不斷變化的氣候和水資源條件。最后，提倡公眾參與并進(jìn)行水資源教育。加強(qiáng)公眾參與是水資源管理的關(guān)鍵，可以通過倡導(dǎo)節(jié)水意識、教育公眾關(guān)于水資源的重要性以及鼓勵社區(qū)參與水資源管理決策來實(shí)現(xiàn)。

3.4 選擇適當(dāng)材料，保證水管網(wǎng)質(zhì)量

水管網(wǎng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的核心組成部分，其質(zhì)量不僅關(guān)系到供水和排水效率，還關(guān)系到環(huán)境保護(hù)和居民健康。因此，在市政給排水設(shè)計中，必須特別關(guān)注材料選擇，以確保系統(tǒng)的可靠性和持久性。首先，市政給排水系統(tǒng)的管道和附件應(yīng)選用耐用、抗腐蝕和使用壽命長的材料，以減少維護(hù)和更換的頻率。例如，不銹鋼、鑄鐵、高密度聚乙烯（HDPE）等材料具有出色的耐用性，可以應(yīng)對惡劣環(huán)境條件和長期使用。其次，在材料選擇過程中，必須充分考慮所處環(huán)境的特點(diǎn)，包括土壤類型、水質(zhì)、氣候條件等，不同環(huán)境可能對材料產(chǎn)生不同的影響，因此需要選擇能夠在特定環(huán)境中表現(xiàn)出色的材料。最后，市政給排水系統(tǒng)的材料選擇應(yīng)符合國家和地方的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，以確保所選材料符合安全、環(huán)保和質(zhì)量的要求［5］。

3.5 應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，按照水質(zhì)確定方案

水質(zhì)是城市生活質(zhì)量和環(huán)境健康的重要因素之一，因此在市政給排水設(shè)計中優(yōu)先考慮水質(zhì)問題是至關(guān)重要的。首先，采用先進(jìn)的水質(zhì)監(jiān)測和分析技術(shù)。市政給排水設(shè)計團(tuán)隊?wèi)?yīng)當(dāng)投入資源，采用最新的水質(zhì)監(jiān)測和分析技術(shù)，深入了解城市水體的水質(zhì)情況，包括使用高精度傳感器、遙感技術(shù)和實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)收集水質(zhì)數(shù)據(jù)。通過實(shí)時數(shù)據(jù)，設(shè)計團(tuán)隊可以更準(zhǔn)確地評估水體健康狀況，識別潛在的污染源，并及時采取措施維護(hù)水質(zhì)。其次，基于水質(zhì)監(jiān)測的數(shù)據(jù)，設(shè)計團(tuán)隊?wèi)?yīng)制定詳細(xì)的水質(zhì)管理計劃，以確保城市水體的可持續(xù)保護(hù)和提高。這個計劃應(yīng)該包括緊急應(yīng)對措施、長期的水質(zhì)目標(biāo)設(shè)定、控制污染源的計劃、采用適當(dāng)?shù)乃|(zhì)處理技術(shù)以及污水排放標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定。最后，在設(shè)計給排水系統(tǒng)時，應(yīng)優(yōu)先考慮采用適當(dāng)?shù)乃|(zhì)處理技術(shù)，以確保廢水得到充分凈化，包括生物處理、化學(xué)處理、物理處理和高級氧化等多種技術(shù)的組合。

3.6 合理設(shè)計，平衡不同區(qū)域的供水情況

城市內(nèi)不同區(qū)域具有不同的用水需求、水質(zhì)要求和供水可行性。因此，在設(shè)計給水系統(tǒng)時需要考慮如何實(shí)現(xiàn)平衡，以確保各區(qū)域都能夠獲得穩(wěn)定、高質(zhì)量的供水。首先，設(shè)計團(tuán)隊?wèi)?yīng)該對城市各區(qū)域的供水需求進(jìn)行綜合評估。包括人口密度、用水用途、季節(jié)性變化等因素。比如通過歷史用水?dāng)?shù)據(jù)、人口統(tǒng)計以及未來的城市規(guī)劃來了解不同區(qū)域的供水需求，從而促進(jìn)供水平衡。其次，基于供水需求評估的結(jié)果，設(shè)計團(tuán)隊?wèi)?yīng)該優(yōu)化供水網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，以確保管道布局和管徑能夠滿足各個區(qū)域的需求。包括增加水泵站、設(shè)置水箱、調(diào)整管道網(wǎng)絡(luò)等，關(guān)鍵是確保水流平穩(wěn)、無壓力問題，同時減少浪費(fèi)和輸送損失。最后，設(shè)計團(tuán)隊?wèi)?yīng)該制定供水管理策略，以平衡不同區(qū)域的供水情況。包括根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)整供水時間、流量和水壓以及實(shí)施緊急供水措施，如水源切換等。還須建立應(yīng)急計劃來應(yīng)對突發(fā)狀況，如供水中斷或水質(zhì)問題［6］。

4 未來發(fā)展趨勢

未來市政給排水設(shè)計將受到多方面因素的影響，其發(fā)展也呈現(xiàn)出多元化的趨勢。首先，隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，市政給排水系統(tǒng)將更加注重智能化和數(shù)字化的發(fā)展。先進(jìn)的感知技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析以及人工智能將廣泛應(yīng)用于監(jiān)測、管理和優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行。其次，環(huán)保和可持續(xù)性將成為市政給排水設(shè)計的核心關(guān)注點(diǎn)。設(shè)計將更加注重水資源的合理利用和再生利用，推動雨水收集、灰水回用等綠色技術(shù)的應(yīng)用，以減輕對自然水體的壓力，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，同時通過生態(tài)設(shè)計手段改善城市水環(huán)境。最后，跨領(lǐng)域的協(xié)同規(guī)劃將得到加強(qiáng)，市政給排水系統(tǒng)將與城市規(guī)劃、交通規(guī)劃等緊密融合，形成更加整體、協(xié)同的城市基礎(chǔ)設(shè)施體系。

5 結(jié)語

綜上所述，市政給排水設(shè)計中存在的問題會嚴(yán)重影響城市的發(fā)展和人們的生活。相關(guān)人員應(yīng)該加強(qiáng)對這些問題的探究，以便采取可行性的措施解決問題，實(shí)現(xiàn)更高效、可持續(xù)和環(huán)保的城市水資源管理，提高居民生活質(zhì)量，減少環(huán)境負(fù)擔(dān)。未來，需要不斷學(xué)習(xí)和改進(jìn)，密切關(guān)注科技創(chuàng)新，以確保市政給排水設(shè)計在適應(yīng)不斷變化的城市需求、保護(hù)水資源和維護(hù)環(huán)境方面發(fā)揮核心作用。只有通過綜合性的解決方案，才能夠建設(shè)更加可持續(xù)、宜居和健康的城市，為人們創(chuàng)造更美好的生活環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

［1］林國軍.海綿城市建設(shè)理念在市政給排水設(shè)計中的應(yīng)用［J］.石材，2023（9）：57-59.

［2］李晨陽，張永奎.市政給排水設(shè)計中海綿城市理念的滲透策略［J］.城市建筑空間，2023，30（S1）：347-348.

［3］李明，焦露慧.市政給排水管道工程設(shè)計研究［J］.工程技術(shù)研究，2022，7（10）：215-217.

［4］薛晗.市政給排水設(shè)計優(yōu)化策略［J］.工程技術(shù)研究，2022，7（6）：171-173，190.

［5］張艷霞.新時期下如何提高市政給排水設(shè)計合理性［J］.中國住宅設(shè)施，2022（2）：58-60.

［6］王檳強(qiáng).市政給排水設(shè)計中的污水處理關(guān)鍵技術(shù)探討［J］.江西建材，2021（12）：313-314.