城市給排水設計要點

【摘要】 簡述了供水管網布置和供水管網優化要點，具體分析了城市道路的雨水和污水管的設計要點。做到充分保證城市給排水管網的正常運用，滿足人民生產、生活需要的同時，結合實際情況，主動適應城市建設發展需要，優化管網設計減少管網建設費用，發揮給排水工程的最大經濟效益與環境效益。

【關鍵詞】 城市;給排水管網;優化設計要點

城市給排水管網是保證城市供水安全和雨污廢水排除的重要基礎設施。給排水管網的正常運行是經濟發展的重要支撐，管網的建設費用在城市基礎設施建設中占有重要比重。因此，在保證管網正常運用和市民生活的同時應進一步減少管網建設費用。在給排水工程方案比較中，要主要考慮非數量化社會效益的因素，節約水泥鋼材、節約勞動力以及合理利用國家資源和原有設備的利用。

一、城市供水管網設計要點

一般來說，許多城市的供水管網建設都滯后于城市水廠建設，存在管徑過小、布局凌亂、管網老化、管材較差等諸多問題，從而造成管道漏損嚴重，用戶的供水壓力和供水安全得不到保證。

1.管線設計

一般在定線所用圖至少是本市最近的實測1:500地形圖，并且有必要時通過現場的踏勘來確定或修正。如果是改造工程，注意最理想的管位是和老管道的凈距1.5m。在實際操作中，有些管道之間影響比較小，凈距可酌情減少。如規范中規定熱力管與給水管的水平凈距為1.5m，而如今管材的質量提高后，根據實際情況也可以酌情減少兩管道水平凈距，而并不影響管道正常運行。設計人員應加強對管道基礎、預留預埋、管徑、標高等的標注和說明，給出盡可能多的標準圖或詳圖，以避免不必要的損失。在豎向設計時，要按照以下原則進行合理布置，保證管線在荷載作用下不被壓壞;在天氣寒冷地區或是冬季，要保證管道介質不凍結，滿足豎向規劃要求，按照規范要求布置各個管線之間的垂直間距。值得注意的是，各個管材對壓力的承受力是不一樣的，設計最小覆土要根據所選擇的管材實際情況而定。

當工程管線豎向之間發生矛盾時應遵行如下原則:支管避讓干管;可彎曲管避讓不可彎曲管;規劃管線讓現狀管線;壓力管避讓重力管;管徑小的管線避讓管徑大的管線。在設計過程中，這些原則也不是固定的，主要是根據實際情況而定，盡量減少不必要的損失和麻煩。

在住宅區給水設計應注意:系統設計應充分結合物業管理需要;設計應考慮當地施工水平的因素;運用新產品應慎重，要深入了解其原理性能，掌握其優缺點，明確安裝使用的注意事項等;注意其它專業對給排水設計的要求，如建筑構造、結構構件對管徑、標高的限制。

2.管網優化

給水管網優化設計是在已定線下尋求管徑與水力參數的最優化組合的解。在已定管線中，合理分配管網流量，采用優化算法，優化管道設計管徑，根據城市地形特點，優化組合和分布供水區域，采用不同壓力范圍供水，使整個系統的運行費用最低。目前在給排水中常用的優化算法有如下幾類:純屬規劃法、非線性規劃法、動態規劃法和遺傳算法。

一般在解決中小型管道系統優化設計時，可以選擇遺傳算法求得最優化設計方案。綜合地運用直接式管網疊壓供水技術和無負壓管網增壓穩流給水設備，當市政供水管網水量充分，供水壓力相對穩定時，可采用無負壓管網增壓穩流給水設備。用水非常集中、瞬時用水量過大的地方，則應使用直接式管網疊壓供水，以減少峰值流量對管網造成的影響，保證無負壓設備的正常工作。

二、城市道路排水設計要點

道路路面積水，會降低車輛的運行能力，甚至使車輛發生液面滑移，容易造成交通安全隱患。其次，居民住宅區、工礦企業以及事業單位的雨水和污水管道系統投資一般占整個排水系統的投資70%左右。因此在道路設計中應合理設計、綜合考慮，安排排水設施，在保證排水系統能及時、迅速地排除各種污、廢水的同進還應該考慮合理優化以減少工程造價。

1.雨水排水設計

在計算雨量時，對雨水管渠設計重現期的確定，應根據匯水地區性質、地形特點和氣候特征等因素確定。用傳統方法難以做到暴雨強度公式多個參數的直接優化進。可以運用遺傳算法的全局隨機搜索技術和對目標函數的直接操作，可以避免使用多階導數、直接推導與高階方程的麻煩，提高了公式的精度，優化暴雨強度公式參數。重要干道、重要地區或短期積水即能引起較嚴重后果的地區，特別是地勢低洼的交叉路口的重現期的確定應酌情增加，一般采用3～5年。

在城市市區或工廠內，由于建筑密度高，交通量大，雨水管一般采用暗管，在地形平坦區，可采用加蓋板渠道排除雨水的方案，比較經濟有效，且維護和管理方便。在郊區或建筑密度低，可考慮采用明渠，可以節約工程投資，降低管道造價。此時道路雨水盡可能采用道路邊溝，干管起始端利用道路的邊溝排除雨水，通?？梢詼p少暗管約100～150m.對減少工程造價是非常有意義的。

2.污水排水設計

街道下的污水干管經常是在住宅小區規劃沒有完全確定的情況下布置的，即排水點位置并不確定。為了更好的銜接排水干管和支管，設計在排水干管上每隔一定距離接出連接管，建筑紅線外和伸入人行道，可以避免以后支管接人時破損路面，減少施工量和節省投資。為有利于區域內建筑物就近排水，連接管的間距要根據需要，適可而止，避免浪費。要注意避免與其他地下管線發生沖突。解決措施有:排水管線采用跌水井調節、采用局部增大斷面的方式，確保過水斷面不減少，不影響排水和在特殊的情況下，可采用倒吸虹管。《室外排水設計規范》第3.2.6條規定:污水管道在設計充滿度下的最小流速應為0.6 m/s。當起點污水管段中的流速不能滿足以上規定時，應符合規范第3.2.9條要求，即在街道下，污水管道的最小管徑為300 mm，最小設計坡度為0.003。當管道坡度不能滿足上述要求時，可酌情減小，但應有清淤或防淤措施。

為了盡可能地減少工程造價，在設計管道時在不違背規范和正常運行的情況下應減少管道埋深。在地勢平坦，且管道起點(控制點)離市政污水管網的接入點距離較長的住宅小區或廠區，可以設截留池法來減少埋深。排水管道在埋設時遇到現狀管道或雨污水管發生交叉時，采用管道穿井法，既可減小管道埋深又不易堵塞。

目前，我國的城市基礎建設發展迅速，給排水系統在快速建立和完善，給排水管網在迅速延伸，而城市的給排水設施的安全、可靠、完善是經濟發展的有力保證。在進行城市給排水設計時應根據各個工程的復雜性、特殊性、具體情況具體分析，在保證安全可靠、合理的前提下提倡選擇更經濟的給排水方案。特別是在城市新區的建立、舊城區的改擴建過程中、城市道路的修建，越來越多地涉及到給排水管網的科學規劃設計問題。在管網設計中抓住主要矛盾，克服設計缺陷，結合實際情況，主動適應城市建設發展需要，優化管網設計，發揮給排水工程的最大經濟效益與環境效益。

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