城市污染水管網的優化節能設計探析

方團團 沈悅

（1浙江環茂自控科技有限公司 浙江杭州 310051 2浙江環科環境研究院有限公司 浙江杭州 310000）

城市污染水管網的優化節能設計探析

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（1浙江環茂自控科技有限公司 浙江杭州 310051 2浙江環科環境研究院有限公司 浙江杭州 310000）

隨著城鎮化建設的不斷推進，為了及時排出城市污染用水，城市污染水管網的優化設計受到了廣泛的關注。城市污染水管網是一項重要基礎建設工程，直接影響城市衛生環境和發展水平，在城市安全運行中發揮不可替代的作用。本文分析了城市污染水管網優化設計的內容和城市污染水管網優化設計原則，闡述了城市污染水管網優化設計。

城市；污染水管網；優化；節能；設計

科學合理的城市污染水管網設計是城市基礎設施工程的重要內容。城市污染水管網承擔著收集和排出日常的工業生產和城市生活污染用水的重任，城市污染水管網的設計結構直接關系著水管網所能發揮的作用和功能，因此必須重視城市污染水管網的優化設計工作。

1 城市污染水管網優化設計的內容

城市污染水管網優化設計主要是在城市污染水管網建設基本確定后，通過優化污染水管網工程計算和結構模型，尋求安全穩定、耗能低、投資少的污染水管網系統設計方案。城市污染水管網設計主要包括加壓站設置、排水區劃分、管徑選擇、管網布置等內容[1]。城市污染水管網優化設計的主要內容包括：

1.1 城市污染水管網優化布置

污染水管網優化布置是城市污染水管網優化設計的重要基礎，污染水管網優化布置情況直接關系著城市污染水管網系統的經濟合理和安全可靠性。在城市污染水管網優化布置過程中，要充分考慮城市的地形結構，對于地形結構高差較大的城區，還要對污水的排出方式和污水排出劃分區進行優化，可以通過并聯加壓或者串聯加壓排水方式，在城市中合理配置加壓站，降低污染水管網運行成本。

1.2 城市污染水管網管徑優化設計

城市污染水管網管徑設計對于污染水管網的排水效率有著直接影響，城市污染水管網管徑的大小關系著污染水管網不同區域承擔的排水任務和污染水管網的系統布局。城市污染水管網管徑優化設計要以城市污染水管網優化布置為基礎，利用城市污染水管網設計結構優化模型求解出管徑設計。

2 城市污染水管網優化設計原則

2.1 提高資源利用率

城市污染水管網優化設計要提高資源利用率，充分利用和合理規劃現有的城市污染水管網結構，避免重復進行拆建。

2.2 安全可靠

城市污染水管網優化設計，首先要保障污染水管網的安全可靠運行，保障城市污水排出順暢，降低污染水管網能耗和運行成本，城市污染水管網優化設計方案要具有切實可操作性[2]。

2.3 具有針對性

城市污染水管網優化設計要具有針對性，針對城市污染水管網系統中存在的重點問題，深入分析研究污染水管網發生問題的原因，有針對性的對城市污染水管網進行優化設計，采取有效的措施。

3 城市污染水管網優化設計

城市污染水管網具有分配、存儲、輸送、排放工業生產和城市生活污水的重要功能，城市污染水管網是城市建設的基礎工程，建設投入比較大，污染水管網系統的運行成本和能耗都較大，因此城市污染水管網優化設計對于城市用水排水的安全穩定運行具有重要意義。在城市污染水管網優化設計中，對于污染水管網系統可以采用以下步驟和方法進行：

3.1 科學規劃城市污染水管網系統

在城市污染水管網優化設計過程中，要結合城市基礎設施的綜合建設情況，科學規劃城市污染水管網系統的區域配置、排水量、排水區域和排放地區。我國城市污水排放設計規范指出，城市污染水管網系統必須按照將短期規劃和長期規劃結合起來，以長期規劃為優化設計目標，逐步完成短期規劃目標，以重點解決污染水管網為優化設計原則。城市污染水管網優化設計短期規劃一般在3～7年，長期規劃一般在8～15年。城市污染水管網優化設計要根據城市污染水管網系統的實際運行情況，在計劃年限內完成污染水管網的短期規劃目標，城市的污水排放地區和排水量優化設計，都要以實際的城市基礎設施建設情況為基礎。

3.2 合理配置污染水管網系統

在對城市污染水管網系統進行優化設計時，首先要研究城市的地形地貌和城市總體布局規劃，合理配置污染水管網系統，科學劃分污水排放區域，構建城市污染水管網結構系統的數據庫。

通常大城市的城區建設范圍比較大，城市中各個城區之間存在較大的地形地貌差異，增加了污染水管網優化設計的難度。城市污染水管網系統有多種布置方法，在進行優化設計時，需要認真核算每一種設計方案的經濟情況，進行綜合比較分析，找到最佳的城市污染水管網系統配置方案。

3.3 構架城市污染水管網優化設計模型

城市污染水管網優化設計模式要以經濟性為優化設計目標，建立約束條件和目標函數。傳統的城市污染水管網優化設計過程是一種單目標的造價優化過程，是一種線性的優化設計將模型，優化的主要目標是對水管網管徑進行合理設計。目前，城市污染水管網優化設計要綜合考慮水管網運行維修、投資建設等問題，多是一種非線性的優化設計模型[3]，在滿足某種約束條件的前提下,利用數學方法求解優化設計模型的最小目標函數，使整個城市污染水管網的運行維修和投資建設成本最小。

4 結語

城市污染水管網優化設計對于城市用水排水的安全穩定運行有著重要的作用，通過探討城市污染水管網優化設計的主要內容和基本原則，不斷提高城市污染水管網優化設計過程，為城市運行創造更大的社會效益和經濟效益。

[1]張潤斌.城市給水管網系統的優化設計理論及應用研究[D].太原理工大學,2011.

[2]孟祥東.城市給水管網優化設計探討 [J].中華民居 (下旬刊),2013,07:138-139.

[3]苗秀榮.城市給水管網優化設計研究 [J].工業安全與環保,2012,01:50-53.