市政給排水管道設計及常見問題

顧秉謙

（廣東省建筑設計研究院 廣東廣州 510010）

1 前言

隨著城市化的進一步發展，不斷增加的城市人口規模及不斷擴張的城市建設規模，給城市居民用水供應及城市污水處理能力帶來了很大的挑戰，合理的給排水管道設計成為一項重要的市政工作，且難度及復雜度也在不斷加大。因此，在城市給排水管道的設計階段，需要綜合考慮城市發展與現實情況，并進行合理的規劃與設計。這對于提升城市給排水能力、保障城市建設及可持續發展有著重要作用。

2 市政給排水管道布置設計

2.1 市政給水管道布置設計

市政給水管道主要指供應城市居民日常用水的城市供水系統，包括輸水管道和配水管道[1]。在做市政給排水管道布置設計時，需要結合城市總體規劃、城市發展規劃，分析現有管網現狀及存在問題，充分明確市政給水管道布置設計的要求，綜合考慮城市人口分布、水工環境、氣象資料等，并結合現有的給水設施，減少施工對城市環境及城市交通的不良影響。

（1）配水管道設計

配水管道指連接用戶與水廠，給用戶供水的管道。水源地的水經水廠消毒處理后通過配水管道輸送給用戶，因此配水管道的設計需要根據實際情況選擇不同直徑的管道[2]。配水管道的干管需要保證較大的供水量，直徑往往在2000mm左右，入戶管道可根據實際情況選擇直徑較小的管道。配水管道的設計需要保障將水送入到每一家用戶，在設計時需要考慮到路面、人口情況、小區分布、消防用水等情況，同時還要保障安全性和可靠性[3]。

（2）輸水管道設計

輸水管道負責將水從水源地運送到城市中，通常是作為水廠到水源的管道。在設計輸水管道時，需要注意的是由于該種管道需要保障大量的水源可持續性供給，因此體積一般都比較大，質量要求較高。輸水管道在設計時往往不直接與用戶管道連接[4]（大水戶可根據實際情況特殊考慮[5]）。

輸水管及配水管的設計需要以規劃批準的城市給水管網平差設計圖為基礎，結合城市給排水管道總體布設平面示意圖，將現有管網與擬設計管網充分協調，考慮各期工程對整個城市水系統的影響，保障各分部分項工程的水量和水壓，根據管網平差圖設計不同階段的需求對應敷設給水管道。另外在設計管道時，應當確保其他區域的給水管網不受影響，同時需要考慮在供水管線發生不可預計的事故時，有相應的措施將影響的規模減小到最小，避免事故對城市居民的生產生活帶來過多的不良影響[6]。進行給水管道設計時，在保證供水質量的同時應以設計距離最短為原則，參考城市發展規劃，根據實際需求分別布設環狀管網及枝狀管網，科學控制管道長度，以滿足不同情況，降低作業成本，促進資源節約利用。

2.2 排水管道布置設計

市政排水系統主要是指用來收集城市中的生活污水、工業廢水、雨水等的排水管道與污水處理廠所組成的工程設施系統。主要包括兩個方面：①污水處理；②雨水處理。兩者的處理方式有所區別，因此在管道布置設計時需要采取不同的處理方法。

（1）污水管道布置設計

城市污水包括生活污水、工業廢水等，這些污水需要經過處理達標之后才能進行排放，以減少對對生態系統的破壞及環境的污染。因此，在市政排水系統中，越來越多的采取雨污分流的方式。污水排水管道要根據城市中現有污水處理廠和污水泵站的位置進行布置，盡可能將地區內的污水集中在一起[7]，結合城市規劃，遠離河道、城市綠化區、生態保護區，根據城市地形、道路方向等對污水管道進行合理布設。

（2）雨水管道布置設計

城市雨水不能及時排出，會導致城市內澇等一系列問題，引起居民生產生活的不便及其他次生災害。相較于污水管道，雨水管道的布置設計可以忽略雨水的污染問題，將管道匯集的雨水就近排至附近河道。為應對短期、強降雨天氣的排水工作，需要提高雨水排放的速度，對匯水面積進行合理劃分，增加雨水排放口，不僅能夠加快雨水的排放的速度，還能夠有效避免管道埋深過深，減輕施工壓力，進而提高工程的整體效益[8]。

市政污水管道布置設計需要綜合考量多重因素，比如歷史氣象因素、地形、道路高度等，盡量利用天然地形坡度使污水順坡自流，避免逆坡現象的發生，同時在管道設計時標高上要保留一定的空間，方便后期管網的接入。在保障設計質量及設計深度，同時滿足施工要求的前提下，減少管道的埋深，縮短管線長度。在坡度較大的區域，根據河道的走向，盡量采用平行式管網設計，通過地形優勢，利用污水和雨水等自身的重力進行排水。對于雨水較多，排水需求較大的城市，可采用正交式干線管網布置，由于正交式設計可以使千管垂直于水體之中以便雨水大量、快速排出，增強管線的排水能力，大幅度縮短管線布置長度。

3 市政給排水設計存在常見問題

市政給排水工作是一項復雜度很高的工作，在我國當前的市政給排水設計中存在著很多影響設計質量的問題，其中較為明顯的問題有以下幾點：

3.1 給排水量測算不合理，設計無法滿足實際需求

在開展市政給排水管網設計工作時，水量的測算是管網設計不可缺少的前提。應根據當地產業發展規劃、降雨情況、原有給排水設施等因素進行水量測算。以排水管道設計為例，目前許多城市無法應對持續強降水情況，路面的水無法滲漏到地下，進而影響城市及交通等生產生活活動。這些問題是由于下水道的設計與實際排水需求的偏差導致的，由于排水量測算的偏差，導致雨水排水量較小，城市無法應對降雨量較大的天氣，引起城市內澇等情況。

3.2 排水管道設計不合理，排放效果有待加強

就目前實際情況來看，很多城市，尤其是欠發達城市依然使用傳統的方式進行污水排放。主要有：①無法完全做到雨污分流，增加了排水系統的壓力及污水處理的成本。②污水管道設計不合理，在目前的合流管網設計中，由于合流管的不合理設計，導致污水管道埋深較深的問題，進而導致污水管網高程設計的不合理。排水管埋深不足是我國現階段城市市政排水系統存在的主要問題之一。而排水管埋深度不足，也會造成排水管破裂等問題，進而影響城市環境，造成二次污染。

3.3 給排水管道布置獨立，與其他城市功能的協調性差

城市的給排水系統不是獨立存在的，需要與防洪抗澇工程、道路工程等其他的城市設施進行配合，比如，城市排污管道的高度要高于于澇害發生時的最高水位，才能做到城市發生澇災時排水系統不受影響。但是就我國目前的市政給排水設計現狀來看，或多或少的會受到一些外界因素的影響，出現一些不協調現象，導致排水設計仍然存在諸多問題，無法真正滿足生產生活的需求，甚至會給人們的生產和生活造成諸多不便，同時也影響了城市其他功能的有效實施[9～10]。

4 解決城市給排水問題的建議

4.1 做好給排水量分析與預測

給排水量的測算是市政給排水設計的關鍵環節，做好給排水量測算可以提高市政給排水設計的準確性，保障城市生產生活的正常運作。在進行水量分析時，需要根據城市常住人口數量估測居民用水定額、根據城市發展規劃、發展速度、人口增長情況等因素對水量進行合理的預測。

4.2 合理設計污水排放管道

設計人員在進行污水管道設計時，除了要關注管道結構之外還應該注意管道的位置。這要求設計人員對區域范圍內土地利用情況、地勢、地質等情況進行全面充分的了解，以便設計出最佳的污水管道排放位置。同時還要考慮到污水管道的材質是否具有防腐蝕性，是否能滿足污水排放的要求，以保證污水排放的效果。通過設計合理的污水排放管道，能有效提高城市污水排放效率，從而提高市政給排水系統的整體運作效率。

4.3 提高給排水管道布置設計的協調性、適應性

市政給排水系統需要跟城市建設相互協調，方能保證給排水系統在運作過程中與城市的其他活動不會相互影響。設計人員在進行市政給排水管道布置設計時，要統籌考慮城市規劃、現有城市工程、并結合城市特點因地制宜的設計出適應城市發展的給排水系統。比如在干旱地區做好節水工作，在沿海地區加強與防洪防澇工程的協調性，提高給排水系統工作效率的同時，促進城市的正常運作與可持續發展。

5 結語

市政給排水布置設計工作是一項復雜的高難度工作，在城市的發展建設中扮演者十分重要的角色。隨著經濟的快速發展、人口的不斷增長，城市快速發展背景下的給排水設計工作面臨重重挑戰。要保證給排水系統的運作效率，需要設計人員在設計時進行充分的前期準備、并將長期規劃思想貫穿到設計工作的各個環節，在充分科學依據的基礎之上，進行詳實的實地調研，提高設計的準確性、合理性，保證市政給排水系統安全、可靠、穩定的運轉，促進城市給排水工作的可持續發展。