市政给排水设计中节能技术的运用

姜敏迪 冯会芝

摘要：市政给排水系统直接影响着一个城市的地下面貌，设计中应当以为居民提供便利为宗旨，充分考虑发展规划、地理环境等因素，设计出经济性与实用性并存的给排水系统。其中还要注意节能技术的运用，尤其是2021年国务院政府报告指出要扎实做好碳达峰、碳中和工作。本文就针对给排水设计的发展现状以及如何采用节能技术展开详细的讨论和分析。

关键词：市政给排水设计;节能技术;运用

引言：

给排水系统涉及到居民的日常生活和工作，是一个城市地下面貌的體现，且随着城市规模的日益扩大，区域供水和排水需求也逐渐增加。要保证供水的安全和排水的通畅，保证给居民提供便利的服务就要注重给排水系统的设计，充分结合周边地块的发展和近、远期的规划来设计满足人民需求和城市发展的给排水系统。在设计过程中还要注重节能技术的运用，节能环保是社会发展永恒的主题，尤其是我国确定了要在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，而城市基础设施建设又是低碳经济中的重要一环。建设低碳、美丽城市需要引入节能理念和技术，市政给排水设计中也应当注重节能技术的设计与应用，以低碳绿色发展为方向，增加能源节约和碳减排目标。综上所述，在给排水系统设计中运用节能技术既是行业需求也是时代发展的要求。

一、给排水设计中节能技术应用的重要性

随着人口不断增加和社会的快速发展，我国可利用的淡水资源在逐年减少，同时人们节约用水的意识仍未得到普及，并且居民的生活水平不断提高，各项生活活动的耗水量和排放量不断增加，城市原有市政给排水设施逐渐无法满足居民需求，再加上中央和地方政府的政策和资金支持，一大批市政给排水设施正在建设热潮中。设计是给排水基础设施建设的重要环节，在给排水系统的设计中就要先行引入节能理念，市政给排水设计要积极采用节能技术，既满足用户需求、助力经济发展，又节约水资源、减少能源损耗。

随着城市建设步伐的加快，居住区、绿化带、道路设施都在不断扩大，饮用水、绿化用水、浇灑用水需求越来越大，不仅需要消耗更多的水资源，还会造成碳排放的持续增加。国际研究报告表明，全球污水处理碳排放量大约占全球碳排放量2%左右。为了降低城市内涝风险，传统的雨水管网收集排放系统一般管径较大、转输距离长。因此，市政雨污水设计中，尽可能地降低水处理能耗和设备、管道等物耗是节能设计的必然目标。

二、市政给排水系统设计的发展现状

（一）整体设计不协调

城市建设日新月异，总是不断更迭，实际上各个地块的发展进程不统一，公路、地铁、铁路等开发都会影响着给排水系统的设计。市政给排水系统设计时常常缺乏对整个城市市政设施的考量，缺乏对市政规划的远期预留，忽视与其他地块的建设衔接，因此在设计的时候导致给排水系统设计不协调，出现排水下游不畅、污染环境的情况，甚至出现许多安全隐患。

再加上现在施工的频繁，多处道路都在不断翻修，给排水系统在进行改造和重新设计时，可能受制于经济投资，没有从远期规划出发，导致设计方案的不协调。例如，雨水管道的改造设计中，存在市政雨水管道分布不合理、管径不合理、径流计算不准确等问题，污水管道缺乏水处理设施，雨污合流造成污水厂负荷过大，导致周边环境的污染，给水管道缺乏附属设施、管材管径管压不合理，常发生水管爆裂和停水事件，影响居民生活的幸福感和获得感。

（二）供排水管网运行异常

供水管网运行异常的原因常见有：管材低劣、管道老化、施工安装不达标、超压超负荷运行。上述问题不仅导致了给水系统中水资源的损失，而且严重影响给水服务水头和水质，造成水头下降、水质浊度高、末端余氯不达标。例如很多地区的老城区供水管道年代久远，管材多采用灰口铸铁管等落后材质，长期超限运行，给水管道漏水情况严重，这不仅造成了水资源的浪费流失，在管道传输过程中泄露水渗入周围土壤，容易导致路基软塌、管道锈蚀的问题。

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雨、污水管网无法有效地收集和排放雨污水，大部分原因是由于雨污水管道混接、错接和合流制管网汛期溢流，带来城市内涝灾害、河流水系污染、溢流污染环境等一系列问题。例如各地老城区常见雨污合流管段，不少管段接口破损、水流渗漏，甚至出现管径过小，用户未经许可违规排放污水，高峰期污水溢流，对周边居住环境生态造成恶劣影响。

三、市政给排水系统节能技术运用的具体策略

（一）减少管道漏损

减少管道漏损，从减少水耗的角度来减少能耗，进而达到低碳节能的设计目标。在市政给水系统设计中，通过合理地选取管材和接口，优化管网的压力和水量分配，可以有效减少管道漏损。市政给水系统设计时，应当尽可能新建给水管道，选用符合国家规范要求、质量达标、品质优良的管材，例如球墨铸铁管、聚乙烯管材，避免使用灰口铸铁管、镀锌铁管等。同时，要优化供水管网设计，当水源发生改变时，要重新根据平差等手段设计供水管道的管径和压力，避免管道超负荷运行。

市政设计时可以考虑引入“互联网+”平台，例如设置“智慧水务”相关平台，通过对供水管网进行分区，每个独立分区上的进水管和出水管上安装流量计，对各个区域管道的漏损状况进行检测。当监测到某次流量与平时流量差距过大时，推测出某处管道出现漏损，管理人员及时进行维修堵截。

（二）避免长距离敷设管网

市政管道的管材和埋深是影响排水管道系统造价的一大部分，因此需要避免长距离敷设雨、污水管道，减小雨污水管道的埋设深度，达到管道安装过程的碳减排，从而达成市政建设节能减排的目标。

市政雨水设计时，应引进“低影响开发”和“海绵城市”的理念，统筹设计LID设施，例如雨水花园、绿色屋顶、景观水池、透水铺装、生态树池，通过一系列截留、下渗措施，降低汛期雨水径流。同时合理划分雨水分区，积极设计城市水系，就近排放雨水径流。通过以上设计措施，达到减少雨水管径和埋深的节能目标。

市政污水设计时，可考虑设计污水分区，对于一些偏远的郊区地带，周围无现状和规划污水处理设施，可考虑增设小型污水处理设施，避免污水长距离输送的情况出现。设计小型污水处理设施时，注重選用低耗能设备，例如MBR、速分工艺等。也可设计人工智能技术，监测进水、出水的实时水质水量等数据，对加药系统进行精细化控制，减少运行过程中的药耗和能耗，实现污水处理的低碳运行。

（三）采用雨、污分流制系统

市政排水设计时，应当采用雨、污分流制系统，将雨水、污水分开收集、转输、排放，雨水排放下游为水系、河流，污水排放下游为污水处理场站。分流设计的目标是降低污水处理厂的负担，降低水量对污水厂的冲击，保证污水处理厂的处理效率，最终减少污水处理的碳排放量。

市政雨水管道应根据暴雨强度公式，划分径流分区进行计算设计。在道路两侧预留用户井，方便周边用户支管集中接入。市政污水管道的检查井间距不宜过长，否则不宜清淤通畅，同时也应预留用户污水井，利于周边地块污水的收集排放。雨水、污水管道尽量布置在非机动车道下，可以单侧或双侧平行布置。

四、结束语

综上所述，建设低碳、美丽城市需要引入节能理念和技术，市政给排水设计中也应当注重节能技术的设计与应用，以低碳绿色发展为方向。市政给排水设计应破除整体设计不协调、供排水管网运行异常的弊病，采取具体策略运用节能技术，包括采用雨、污分流制系统;合理地选取管材和接口，优化管网的压力和水量分配，有效减少管道漏损;采用低影响开发措施，新建小型污水处理站，避免长距离敷设管网，达到减少雨水管径和埋深的节能目标。通過以上设计措施，节约市政给排水系统工程能耗，支撑城市的绿色低碳转型。

参考文献：

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