摘 要：隨著城市建設(shè)步伐的加快，城市給排水管網(wǎng)建設(shè)關(guān)系到生態(tài)環(huán)境和城市居民的生活質(zhì)量，本文先簡單分析當(dāng)前城市給排水存在著的問題，接著就城市供水管網(wǎng)和城市道路排水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計進行分析。

關(guān)鍵詞：問題 供水 管線 排水

中圖分類號：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（b）-0066-01

1 問題提出

和諧美麗的中國不可缺失了水生態(tài)環(huán)境的美麗，不過從當(dāng)前的城市水污染情況來看，嚴(yán)重的水污染導(dǎo)致原本就緊張的城市淡水資源更匱乏，污染型缺水成為了當(dāng)下城市給水的重要難題，加上城市規(guī)模的不斷擴大和為了供水大規(guī)模地開采地下水源，城市部分地區(qū)地面出現(xiàn)了明顯的沉降而且有加速下降的趨勢，這樣粗曠地利用水資源，與節(jié)約型經(jīng)濟社會的發(fā)展軌道有偏離，雖然節(jié)水意識比以前有了很大的進步，但是由于現(xiàn)階段技術(shù)、經(jīng)濟和管理等等方面因素，城市節(jié)水技術(shù)與設(shè)施推廣面窄，落后狀況一時難以得到有效轉(zhuǎn)化，城市水資源的使用大多是被一次性的。從當(dāng)前的城市建設(shè)現(xiàn)狀來看，城市污水工程建設(shè)明顯處于滯后整體建設(shè)的水平，有很多城市污水收集系統(tǒng)建設(shè)還很不到位，導(dǎo)致污水處理廠建設(shè)完成后由于污水收集系統(tǒng)建設(shè)沒有跟上，導(dǎo)致污水處理廠的生產(chǎn)效率低下，沒能做到規(guī)?；?。

大量實踐經(jīng)驗表明，給排水工藝和技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜，科技含量高，涉及到的技術(shù)有微生物污染水處理、污水處理、低溫低濁及富營養(yǎng)化的水庫水處理、污泥處理、回用水處理等等，對于城市給排水而言，對設(shè)備的規(guī)范化、系統(tǒng)化和標(biāo)準(zhǔn)程度也有較高的要求，目前城市給排水技術(shù)與設(shè)備相對比較老化，原有的管網(wǎng)布置不能很好的滿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線更是關(guān)系到市民的生活質(zhì)量，結(jié)合需要進行優(yōu)化，甚至是重新設(shè)計。為此本文從城市供水管網(wǎng)設(shè)計和城市道路排水設(shè)計這兩個方面進行簡單的分析。

2 城市供水管網(wǎng)設(shè)計問題及優(yōu)化

2.1 管線設(shè)計

在定線過程中，由于定線圖與城市實測的地形圖之間的比例很大，所以在設(shè)計中為了準(zhǔn)確，設(shè)計人員必須到現(xiàn)場進行踏勘，對定線圖進行表要的修正，對于改造工程，最理想的管位與老管道凈距在1.5 m，不過由于當(dāng)前管材質(zhì)量的提高，在實際的管線設(shè)計中，如果有些管道間的影響不是大的，可以再不影響管道正常運行的情況下酌情減少凈距。

在具體的管線設(shè)計過程中，預(yù)留預(yù)埋、管徑、管道基礎(chǔ)、標(biāo)高等等設(shè)計人員要重點標(biāo)注和說明，并從減少損失、節(jié)約成本的角度出發(fā)盡可能地多畫標(biāo)準(zhǔn)圖或是詳圖。在進行豎向設(shè)計時有如下幾個布置原則：（1）要合理布置確保管線在受到荷載作用下不會被壓壞；（2）如果是天氣寒冷的地區(qū)，尤其在冬季，要確保管道介質(zhì)不凍結(jié)，保證豎向規(guī)劃的要求得以滿足，各個管線之間的垂直間距要嚴(yán)格按照規(guī)范的相關(guān)要求布置；（3）由于各種管材對外在壓力的承受力各異，所以在最小覆土的設(shè)計上必須要結(jié)合給排水的管材實際加以定奪。

工程管線發(fā)生豎向之間的矛盾時，要注意以下風(fēng)格方面：（1）如果支管與干管出現(xiàn)矛盾，干管優(yōu)先的原則，支管避讓干管；（2）如果可彎曲管與不可彎曲管出現(xiàn)矛盾，應(yīng)避讓不可彎曲管；（3）如果壓力管與重力管出現(xiàn)矛盾，應(yīng)避讓重力管；（4）如果規(guī)劃管線與現(xiàn)狀管線出現(xiàn)毛肚，應(yīng)避讓現(xiàn)狀管線；（5）如果管徑小的管線與管徑大的管線出現(xiàn)矛盾，應(yīng)避讓管徑大的管線。工程實踐經(jīng)驗表明，在具體的管線設(shè)計時上述原則也并非固化不變的，要從城市的實際情況出發(fā)科學(xué)布置，力求簡單和低成本。

住宅區(qū)給水管線設(shè)計時：（1）結(jié)合物業(yè)注重設(shè)計的系統(tǒng)性；（2）結(jié)合當(dāng)?shù)厥┕に竭M行設(shè)計；（3）必須在了解新產(chǎn)品的原理、優(yōu)缺點后，嚴(yán)格按照注意事項慎重運用并安裝新產(chǎn)品；（4）注意住宅區(qū)的整體設(shè)計要求，確保管線設(shè)計符合建筑構(gòu)造和結(jié)構(gòu)的各項限制。

2.2 管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計

所謂優(yōu)化設(shè)計即在定線設(shè)計后優(yōu)化管徑與水力參數(shù)組合，對管網(wǎng)流量合理地分配，優(yōu)化算法對管徑進行優(yōu)化設(shè)計，結(jié)合城市的地形等客觀條件，優(yōu)化給水管網(wǎng)組合和供水區(qū)域的布局，使用不同的壓力范圍實施給水，通過優(yōu)化設(shè)計降低整個系統(tǒng)的運行費用。

通常情況下，中小型管道系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計借助于遺傳算法算出最優(yōu)化設(shè)計方案，選擇無負(fù)壓管網(wǎng)增壓穩(wěn)流給水設(shè)備和直接式管網(wǎng)疊壓供水技術(shù)：（1）如果城市市政供水管網(wǎng)有充足的水量且具有穩(wěn)定的供水壓力時，選擇無負(fù)壓管網(wǎng)增壓穩(wěn)流給水設(shè)備；（2）瞬時用水量過大、用水比較集中的區(qū)域，選擇直接式管網(wǎng)疊壓供水，如此一來可以有效地減少峰值流量對管網(wǎng)的負(fù)面影響，確保無負(fù)壓設(shè)備運行正常。

3 城市道路排水設(shè)計問題與優(yōu)化

3.1 雨水排水設(shè)計

雨水管渠的設(shè)計是城市道路排水設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)注重雨量計算的準(zhǔn)確性，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦翁攸c和氣候特征，實踐經(jīng)驗表明，傳統(tǒng)的方法缺乏對暴雨強度公式中多個參數(shù)的綜合考量。筆者認(rèn)為，借助于遺傳算法的全局隨機搜索技術(shù)和對目標(biāo)函數(shù)的直接操作，能夠有效地提高公式的計算精度，達(dá)到優(yōu)化暴雨強度公式各項參數(shù)的目的。

從市區(qū)的實際情況，由于市區(qū)的建筑密度高，城市道路交通量大，在具體管線的設(shè)計上，雨水管通常采用暗管，地形平坦的道路上通常借助于加蓋板渠道來排除雨水，經(jīng)濟又有效，也便于日后的管理與維護。相比于市區(qū)，郊區(qū)建筑密度相對較低，從節(jié)約成本的角度來看，可考慮采用明渠的設(shè)計方案，借助于道路邊溝排除雨水。

3.2 污水排水設(shè)計

實踐經(jīng)驗表明，通常在住宅小區(qū)規(guī)劃還未完全確定時就要布置污水干管，這樣一來排水點位置并不是十分確定。排水干管和支管的銜接成為了設(shè)計上的最大問題，既要滿足排水的具體要求，又要做到減少施工量和成本，具體原則如下：排水干管上每隔一定距離接出連接管伸入建筑紅線外和人行道，減少規(guī)劃未預(yù)見性導(dǎo)致支管接入時破損路面。應(yīng)從有利于區(qū)域內(nèi)建筑物就近排水為原則，連接管的間距從實際需要出發(fā)，適可而止。污水排水管線的設(shè)計要盡可能避免與其他地下管線發(fā)生沖突。排水管線采用跌水井調(diào)節(jié)、采用局部增大斷面的方式，確保過水?dāng)嗝娌粶p少，不影響排水和在特殊的情況下，可采用倒吸虹管。當(dāng)起點污水管段中的流速不能滿足相關(guān)規(guī)定時，應(yīng)根據(jù)《室外排水設(shè)計規(guī)范》規(guī)范的要求科學(xué)設(shè)計，在街道下，污水管道的最小管徑為300 mrn，最小設(shè)計坡度為0.003。當(dāng)管道坡度不能滿足規(guī)范的要求時，可以酌情減小，但必須設(shè)計清淤或防淤措施。為了盡可能地減少工程造價，在設(shè)計管道時在不違背規(guī)范和正常運行的情況下應(yīng)減少管道埋深。在地勢平坦，且管道起點（控制點）離市政污水管網(wǎng)的接入點距離較長的住宅小區(qū)或廠區(qū)，可以設(shè)截留池法來減少埋深。

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