城市給排水管網優化設計研究

郭羽

摘要：給排水工程具有明顯的復雜性、系統性特點。大量的分析和研究數據顯示，許多城市的給排水管網系統在實際運行中并不能保持較高的處理效率，在很多方面都存在故障隱患，因此人們需要根據實際情況設計合理的優化與管理措施，保證給排水管網能夠保持高效可靠的運行狀態。

關鍵詞：市政工程; 排水管網; 優化設計;

目前中國的城市化進程日趨完善，城市居民的生活用水需求不斷增長。但目前城市供水系統仍存在諸多問題。城市供水網絡的優化與完善是城市居民的迫切需要。城鎮供水、排水系統發生故障時，不僅影響到居民的正常生活，而且阻礙整個城市的正常運行。

1城市市政給排水管網優化的原則

1.1前瞻性原則

給排水管道網絡系統對保證城市穩定運行和經濟高速增長起著關鍵作用，在開展管網優化配置工作的過程中需要遵循前瞻性原則，全面考慮城市的未來規劃及發展方向，確保能夠和城市相適應。城市給排水管網優化設計人員在落實相關操作之前，應對其未來規劃和布局進行詳細的掌握和了解，準確把握城市的給水和排水的實際情況，提高城市給排水管道網絡系統的合理性。

1.2針對性原則

城市給排水管網優化配置工作應遵循針對性的原則，通過尋找其中存在的各項問題，設計行之有效的解決措施。工作人員必須始終堅持針對性原則，對實地情況進行全面考察和了解，對需要進行優化的部分進行深入的分析和研究，并按照周圍環境條件和實際需求展開方案設計作業，保證給排水管網的穩定運行。

1.3經濟性和實用性原則

城市給排水管道網絡系統的優化配置工作需要保證其本身的實用性和經濟性。實用性就是確保優化質量符合標準要求，同時將成本控制在合理范圍內以遵循經濟性原則。工作人員應結合優化配置需求選用合理的材料，保證質量，控制成本。

2城市市政給排水管網存在的問題

2.1管網布局不合理，缺乏統籌觀念

隨著城市化建設進程的不斷推進，建筑數量不斷增多，城市的整體規模也迅速擴大，給排水管網系統變得更加密集，在舊管網上增設了許多新的管道和管線，在連接過程中受到工藝技術、設計標準、時間等多方因素的影響，造成管網布局不合理。同時，在城市整體規劃工作中，大多注重公路和綠化等地面上設施的建設工作，沒有對給排水管網布局加以重視和關注。因城市地理環境、氣候條件、規劃布局等存在明顯的差異，給排水管網系統需要通過合理設計來與之相適應，管網配置與其他設施之間存在著不協調的問題，缺乏統籌觀念，在一定程度上限制了城市的經濟發展。

2.2材料變化及材料優化問題

城市供水和排水管道材料一般以鍍鋅鋼管和灰口鑄鐵居多。深埋在地下的管道在長時間的使用過程中會出現材料性能下降、增大腐蝕風險的問題，在后期的保養和維護上也存在著一定的困難。管道的泄漏、老化、破損等問題會造成水資源的嚴重浪費，增加系統管網運營管理的成本。此外，目前相關設計標準中要求供水主管道的覆土厚度應大于1.2m，然而隨著城市的規劃和發展，管道發生會結構裂縫和損壞。現階段，還有很多城市的給排水管道設施是幾十年前建造的，在使用壽命上已經接近極限，管道材料的優化和創新力度不足，已經無法很好地滿足當前的實際需要。

2.3給排水管網維護管理不到位

通常情況下，城市給排水管網設施是埋藏在地下的，要想進行更換處理具有較大的難度，后續安裝新的管道線路也僅是在原有基礎上做一定的擴建和改進。舊管線在使用過程中會發生材質老化、腐蝕等問題，經常出現維護管理不到位、不及時等情況，從而使管道結構斷裂，發生滲漏，在浪費水資源的同時也對城市道路和其他設施造成了影響。

3市政給排水管網的優化配置與管理措施

3.1排水體制選擇。城市排水系統需要滿足雨水、生活或工業污水的排放需求。城市管網常見的排水體制有合流制和分流制兩種，其中合流制是利用一個管道將雨水、生活或工業污水不經處理直接排至下游水體，這種排水方式較簡單、工程造價低、施工工期短，但對水體污染嚴重，在傳統的老舊城市排水管網中應用較多。目前，隨著經濟水平的快速發展和設計理念的進步，分流制排水在城市中的應用日益廣泛。分流制排水管網可劃分為完全分流和不完全分流，兩者之間的區別在于是否布設雨水排放系統，即完全分流制布設了多條工業廢水、生活污水、雨水排放管道，不完全分流制沒有布設雨水排放管道，雨水往往是沿著天然地面、舊水渠等排除。在確定排水管網體制時應當按照城市規劃、環境保護要求、氣象條件等因素綜合考慮。即使在同一城市，排水管網體制也不是固定不變的，也可能因各區域的外部環境差異，使分流制和合流制排水體制同時存在。

3.2管網平面布局方式確定。城市給排水管網的平面布局指的是給水管道、排水管道等的總體走向和布置形狀，與沿線用地性質、地形地貌、施工技術等密切相關。給排水管網平面布局有垂直布置和平行布置兩種方式。相關學者的研究表明，在管溝底寬和坡比不變的條件下，增加管溝的開挖深度，管溝的開挖斷面積和土方量會不斷增加，垂直布置使得各種給排水管道相互交叉垂直穿過，從而使管溝開挖深度大，施工技術要求高，增加了工程造價，同時在很大程度上影響了后期的城市規劃建設。平行布置給排水管道是城市管網規劃的常用方法，主要有魚刺式、木梳式、篦子式，其中魚刺式是雙向平行布管，適用于道路兩側匯水面積相差不大的平坦地區;木梳式有單側布管和雙側布管兩種方式，單側布管的布局簡單，適用于道路橫向坡度較大的單側匯水區域，在丘陵地區較為常見。雙側布管管線交叉少，無主干管，設計施工方便;篦子式是雙側布管，適用于道路橫向坡度較小的平原地形。

3.3管網豎向布局方式確定。（1）管道縱斷面布局。在城市給排水管網設計期間，由于地形地貌、服務功能、地下管線等因素的干擾，管道縱斷面設計較復雜，變化也較多。設計原則不同，管道縱斷面的適用范圍也各有差異。（2）管道縱向交叉方式。城市給排水管道之間的接口方法有管頂平接、管中接、管底平接等。當給排水管道和其他市政管線相遇時，可采用上跨和下穿兩種交叉方式。如果采用上跨式，給排水管道開挖深度小，施工簡單，工程造價低，但可能導致檢查井高度不符合規范要求;如果采用下穿式，給排水管道埋深大，施工技術要求高，使檢查井高度容易滿足規范要求，但局部管道應頂管施工。

4結束語

綜上所述，城市市政給排水管網系統的優化配置和管理工作涉及的知識內容和項目非常多，需要人們進行統籌協調并投入大量資源才能保證整體的質量和效率。另外，這項工作需要花費較長的時間才能取得成效，在這個過程中要始終堅持以人為本的建設原則，及時監測并落實有效的管理措施，在提高管網系統可靠性的同時，對資源進行合理分配和使用。相關部門要明確自身的職責和任務目標，加強人員管理，使各項工作能夠保持較好的規范性與科學性。同時，要做好新舊管道之間的協調工作，保障優化效果，為城市的正常運轉和各項經濟活動的順利展開提供可靠保障。

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