城市污染水管网的优化节能设计探析

方团团 沈悦

（1浙江环茂自控科技有限公司 浙江杭州 310051 2浙江环科环境研究院有限公司 浙江杭州 310000）

城市污染水管网的优化节能设计探析

方团团1沈悦2

（1浙江环茂自控科技有限公司 浙江杭州 310051 2浙江环科环境研究院有限公司 浙江杭州 310000）

随着城镇化建设的不断推进，为了及时排出城市污染用水，城市污染水管网的优化设计受到了广泛的关注。城市污染水管网是一项重要基础建设工程，直接影响城市卫生环境和发展水平，在城市安全运行中发挥不可替代的作用。本文分析了城市污染水管网优化设计的内容和城市污染水管网优化设计原则，阐述了城市污染水管网优化设计。

城市；污染水管网；优化；节能；设计

科学合理的城市污染水管网设计是城市基础设施工程的重要内容。城市污染水管网承担着收集和排出日常的工业生产和城市生活污染用水的重任，城市污染水管网的设计结构直接关系着水管网所能发挥的作用和功能，因此必须重视城市污染水管网的优化设计工作。

1 城市污染水管网优化设计的内容

城市污染水管网优化设计主要是在城市污染水管网建设基本确定后，通过优化污染水管网工程计算和结构模型，寻求安全稳定、耗能低、投资少的污染水管网系统设计方案。城市污染水管网设计主要包括加压站设置、排水区划分、管径选择、管网布置等内容[1]。城市污染水管网优化设计的主要内容包括：

1.1 城市污染水管网优化布置

污染水管网优化布置是城市污染水管网优化设计的重要基础，污染水管网优化布置情况直接关系着城市污染水管网系统的经济合理和安全可靠性。在城市污染水管网优化布置过程中，要充分考虑城市的地形结构，对于地形结构高差较大的城区，还要对污水的排出方式和污水排出划分区进行优化，可以通过并联加压或者串联加压排水方式，在城市中合理配置加压站，降低污染水管网运行成本。

1.2 城市污染水管网管径优化设计

城市污染水管网管径设计对于污染水管网的排水效率有着直接影响，城市污染水管网管径的大小关系着污染水管网不同区域承担的排水任务和污染水管网的系统布局。城市污染水管网管径优化设计要以城市污染水管网优化布置为基础，利用城市污染水管网设计结构优化模型求解出管径设计。

2 城市污染水管网优化设计原则

2.1 提高资源利用率

城市污染水管网优化设计要提高资源利用率，充分利用和合理规划现有的城市污染水管网结构，避免重复进行拆建。

2.2 安全可靠

城市污染水管网优化设计，首先要保障污染水管网的安全可靠运行，保障城市污水排出顺畅，降低污染水管网能耗和运行成本，城市污染水管网优化设计方案要具有切实可操作性[2]。

2.3 具有针对性

城市污染水管网优化设计要具有针对性，针对城市污染水管网系统中存在的重点问题，深入分析研究污染水管网发生问题的原因，有针对性的对城市污染水管网进行优化设计，采取有效的措施。

3 城市污染水管网优化设计

城市污染水管网具有分配、存储、输送、排放工业生产和城市生活污水的重要功能，城市污染水管网是城市建设的基础工程，建设投入比较大，污染水管网系统的运行成本和能耗都较大，因此城市污染水管网优化设计对于城市用水排水的安全稳定运行具有重要意义。在城市污染水管网优化设计中，对于污染水管网系统可以采用以下步骤和方法进行：

3.1 科学规划城市污染水管网系统

在城市污染水管网优化设计过程中，要结合城市基础设施的综合建设情况，科学规划城市污染水管网系统的区域配置、排水量、排水区域和排放地区。我国城市污水排放设计规范指出，城市污染水管网系统必须按照将短期规划和长期规划结合起来，以长期规划为优化设计目标，逐步完成短期规划目标，以重点解决污染水管网为优化设计原则。城市污染水管网优化设计短期规划一般在3～7年，长期规划一般在8～15年。城市污染水管网优化设计要根据城市污染水管网系统的实际运行情况，在计划年限内完成污染水管网的短期规划目标，城市的污水排放地区和排水量优化设计，都要以实际的城市基础设施建设情况为基础。

3.2 合理配置污染水管网系统

在对城市污染水管网系统进行优化设计时，首先要研究城市的地形地貌和城市总体布局规划，合理配置污染水管网系统，科学划分污水排放区域，构建城市污染水管网结构系统的数据库。

通常大城市的城区建设范围比较大，城市中各个城区之间存在较大的地形地貌差异，增加了污染水管网优化设计的难度。城市污染水管网系统有多种布置方法，在进行优化设计时，需要认真核算每一种设计方案的经济情况，进行综合比较分析，找到最佳的城市污染水管网系统配置方案。

3.3 构架城市污染水管网优化设计模型

城市污染水管网优化设计模式要以经济性为优化设计目标，建立约束条件和目标函数。传统的城市污染水管网优化设计过程是一种单目标的造价优化过程，是一种线性的优化设计将模型，优化的主要目标是对水管网管径进行合理设计。目前，城市污染水管网优化设计要综合考虑水管网运行维修、投资建设等问题，多是一种非线性的优化设计模型[3]，在满足某种约束条件的前提下,利用数学方法求解优化设计模型的最小目标函数，使整个城市污染水管网的运行维修和投资建设成本最小。

4 结语

城市污染水管网优化设计对于城市用水排水的安全稳定运行有着重要的作用，通过探讨城市污染水管网优化设计的主要内容和基本原则，不断提高城市污染水管网优化设计过程，为城市运行创造更大的社会效益和经济效益。

[1]张润斌.城市给水管网系统的优化设计理论及应用研究[D].太原理工大学,2011.

[2]孟祥东.城市给水管网优化设计探讨 [J].中华民居 (下旬刊),2013,07:138-139.

[3]苗秀荣.城市给水管网优化设计研究 [J].工业安全与环保,2012,01:50-53.