城市市政給排水管網的優化配置與管理初探

崔 帥，吳永強，王書盛，王錦濤，李明凱，王旭朝

(1.河北建筑工程學院，河北 張家口 075000； 2.河北省水質工程與水資源綜合利用重點實驗室，河北 張家口 075000)

1 引言

面對現當今日新月異的發展大背景，社會整體經濟水平的不斷提高和科技的不斷發展與完善為人們的生活和工作方式帶來了極大的便利，人們的物質生活與精神需要得到了極大提升，城市市政給排水工程的不斷優化承擔著對人們的日常生活用水和廢水回收的重大責任，對于如何將原有的管網系統基礎設施結合未來的社會發展趨勢進行研究與改善是當下市政給排水工程的重中之重[1，2]。給排水系統由水源、取水構筑物、凈水構筑物、輸配水管網、加壓設備和起調節作用的水池、水塔或高地水池等組成，制定合理的管網布置方式，對于提高泵的工作效率，降低管網的漏損率有重要的意義，所以，如何根據實際，分析管網存在的問題，制定合理的優化措施，加強管理，進一步提高人們的生活品質是值得探討的問題[3]。

2 城市市政給排水管網存在的問題

2.1 新舊管網交錯運行及建筑設計問題

伴隨著城市飛速的發展，城市的給排水管網布置出現了很多問題，許多舊管道與新管道交錯運行，這也導致新修的管道與舊管道的運行管理出現了很多棘手的問題，相應的城市內部給排水管網規劃、設計、建設過程越來越復雜，其中主要存在的建筑設計問題如下[4]：伴隨著當前高速發展的建筑速度，給排水建設的速度一旦與建筑速度失去平衡，給排水管網的系統布局就會出現很多問題。另外，系統布局的應用水平不足，在很多的工程當中，管理部門沒有將正常的施工進程與實際情況相比對，沒有根據實際情況對管道的坡度、寬度和承載力進行及時調整[5，6]。其次，對于一些舊管道與新管道進行銜接配對時會有很多的復雜問題，主要表現在給排水設計與規劃一般都是在建筑施工完成之后才開始進行，并且大部分設計者都是憑借自身經驗對管道的容量、寬度、管徑進行設計，這就導致很多管網在投入使用之后所產生的效果與預期大相徑庭[7]。

2.2 舊管道老化導致供水能力不足

伴隨著城市化進程的不斷加快，給排水管網的建設也越來越受到重視，城市的快速發展勢必需要管網的覆蓋面變大以及完善的系統優化，但是一些舊管網依舊存在常年不修的問題，由于老管網存在的這些問題，影響了給排水的質量和效率，有些地方的老化管道則常年維修，導致用戶經常斷水，降低了用水的效率性與保障[8]。首先，經常這樣也會降低管道的使用壽命，管道老化還會有爆管的危險，危及用水安全；其次，由于城市道路建設的不斷擴張，管網又在道路下方，上方土壤稀薄并且壓力較大，這樣就會給下面的管道造成一定威脅，隨時會有道路塌陷的危險。所以，加強市政項目質量勢在必行[9，10]。

2.3 給排水管網應對爆管、漏水的能力較差

作為維持城市供水與回收廢水的管網系統，不僅要能充分保證城鎮居民的生活用水與生活污水回收，還要隨時面對壓力、暴雨、管道爆裂、管道漏水等各方面因素的問題并能及時解決，同時還要有一定的清潔能力，比如有毒有害的物質泄漏到管道里[11]。另外舊管道的內壁粗糙程度略大于新管道，水流流過時，舊管道處的水流流速會小于新管道，這樣會導致在新管道處出現水錘現象，長期的水錘沖擊會造成新管道處出現管道開裂、漏損現象。目前，給排水管網應對這些突發狀況的能力還很有限[12]。

2.4 建設所用的材料問題

城市市政給排水管道材料選用也是當前面臨的一大難題，各地的市政部門也都重視這個問題，但是由于受到了建設資金、施工環境等多方面因素的影響，往往會在選材上面臨一定的問題，目前全國大部分的管道還是20世紀的舊管道，本身已經用了很多年，無論是管道自身材料還是時間的影響，大多數已經不能很好地提供正常的供水與排水，現在所用的管材大多數是灰口鑄鐵和鍍鋅的鋼管，這兩種材料如果長時間埋在地下會被腐蝕，在給排水使用當中會造成很大的運行危險[13，14]。

3 給排水管網的優化配置與管理措施

3.1 新管網與舊管網的配置管理與建筑設計優化

伴隨著城市的發展，市政有關部門要把原有的已經投入使用的和現在新建的管網之間做到銜接無縫，要能保證在使用過程當中安全穩定運行，對于已經在使用的管網要明確找到其泄漏點、進行適當的處理[15，16]。對于有監管不當的或者維護不當的部門要進行相應的處罰，對于有較大泄漏、跑水的管道要進行換管處理[17]，另外在建設新管道的同時要考慮其同上部環境相適應，要考慮上部環境變化將會對其產生的所有影響及確定相應的解決方法，考慮上部的道路施工所產生的壓力是否會對下方管道造成破壞，可以提前進行埋管深度計算，避免此類現象的發生[18，19]。對于建筑設計問題，管理部門要將正常的施工進程與實際情況相比對，市政給排水管網在建筑設計時要能夠做到根據實際情況對管道的坡度、寬度和承載力進行及時調整[20]。

3.2 舊管網的優化及確保正常用水

市政管理部門可以根據目前城市的發展狀況與未來的發展趨勢結合起來對原有的舊管道管網進行優化與改造[21]。對于管網的優化，既要保證原有管道得以充分運用，又要通過創新，保證將新管道在不大面積破壞原有管道的基礎上使管道鋪設有序，建設過程當中既要保證質量，又要做到盡量材料最省發揮最大效益[22]。對于一些舊管網時常出現爆管、漏水等現象導致無法正常供水的現象，市政部門可以通過設置合理的供水時間或分區分時段供水的方式來保證管網的正常運行，以此來達到用戶都能安全用到水，并且這樣還進一步保證了管網能夠正常運行，不會出現壓力過大導致的爆管、開裂等問題[23，24]。

3.3 加強管網的應急突發狀況的能力

城市市政給排水管網應該具備優秀的應急處理能力，加大監管維護力度，建立完善的管理維護系統，提高對漏水、爆管、開裂等狀況的處理能力[25]。爭取做到損傷最小化，對于這幾種現象，工作人員可以及時更新管網信息系統，定期采集相關數據進行數據比對，及時找出有缺漏的管網進行維護[26]。物聯網技術是當下人們關注的焦點。將物聯網技術應用在給排水系統的監控和檢修上是一個不錯的選擇，通過建立可以隨時監控和調配的網絡系統代替人工不定期檢查，這樣既大大減少了勞動力，還大大提高了檢測效率和檢測精度[27]。同時，對于安全隱患應該做到早發現、早處理，利用網絡信息技術隨時檢測地下管網的狀態，一旦發現有漏水、爆管等現象要及時采取措施進行處理，保證官管網安全穩定運行。有關部門還應該安排相關人員對負責管網維護工作人員進行詳細的教育和培訓，加強管網維護工作人員的基礎知識，對于管網的維護運維有很好的作用[28]。

3.4 應用新材料

對于給排水管網的優化，應用新材料是一大措施，原有的管網大多是用灰口鑄鐵和鍍鋅的鋼管，在地下容易被腐蝕，從而可能會導致管道破裂等現象，現在的新型材料則可以很好的避免上述問題[29]。比如HPDE纏繞結構壁管和雙壁波紋管等就有很好的耐腐蝕性，而且壁管本身的使用年限也遠遠超過灰口鑄鐵和鍍鋅的鋼管，同時新型鋼管還可以減少使用過程中的污染和浪費現象，同時可以增加給排水管網的建設效率(尤其是在新城區當中)，在運用新型管的建設當中，要充分與當地的水文地質條件結合起來，確定最佳的管道路線和埋管深度[30]。

4 結論與展望

城市給排水管網是一個錯綜復雜的工程項目，它對人們的日常起居有著至關重要的作用，給排水管網優化是關乎整個管網系統優劣的重要環節，新舊管網的銜接問題要做到及時處理，必須要時刻重視安全問題，這樣可以很好地保證運行的安全性和可靠性，在舊管網改造與維修過程當中，可以選擇更好的管道材料。同時將物聯網技術應用到給排水管網的檢測與管理當中，這樣可以更好的做到時刻檢測整個管網的運行情況。另外，在規劃、設計、建設、運維過程當中，要始終堅持以人為本的原則，把人民的幸福指數放在首位，正確處理好業主、設計施工單位和運行管理部門這三者之間的關系，推動市政行業的健康穩定發展。