论节能技术在市政给排水设计工程中的应用研究

朱神海

（中国电建集团城市规划设计研究院有限公司，广东广州 511466）

0 引言

近年来，我国的经济发展迅速，全国各地的城市发展速度加快，范围也在逐年扩大。市政给排水工程是我国的主要工程，与其他建设项目有很大不同，市政给排水工程是非商业性的，主要建在城镇和居民区，以方便生产生活。在时代高速发展的背景之下，科学技术不断推进，人们的环保意识逐渐增强，在节能减排相关技术措施方面的研究也受到充分的重视，此方面技术已经逐渐成为一种时代发展趋势，拥有越来越广阔的发展前景。在给排水工程建设中，运用节能技术，既能大力提高了水资源的利用效率，并且能够很好地保护了城市的环境。市政给排水设计合不合理，科不科学，直接影响民众用水的安全及正常使用，良好的供水系统不仅仅能节约能源，降低了能耗，更提高了社会效益。因此，在目前市政给排水设计工作中，要加强对节能技术的研究与应用，加快绿色城市建设的步伐。节能技术的合理应用还可以有效提高水资源的利用率，改善城市环境适应能力与调节能力。市政给排水工程如图1所示。

图1 市政给排水工程

1 市政给排水设计节能技术应用的目的与重要意义

优秀的节能减排设计既产生经济效益，也产生社会效益。如今人们的生活理念发生了转变，对环保健康绿色的要求也越来越高。节能减排设计的实施可以满足人们日益增长的对美好生活需求的同时，有效降低成本实现资源的节约利用，能够实现经济效益与环境保护双方共赢，最终实现可持续发展。因此，城市给排水设计过程中应用节能减排技术，对于城市建设以及国家建设都具有十分重要的意义，我们必须好好利用这一技术。

1.1 为给排水设计提供重要依据，提升给排水系统的利用率

在建设给排水系统之前，需要科学而合理的规划，以确保不存在工程施工问题。城市给排水系统不仅关系到城市的安全供水，还关系到城市的整体功能，改善给排水系统质量有利于推动城市的可持续发展[1]。在给排水设计中，尽量建立和完善市政排水系统，使给排水系统设计更加科学合理，加强对节能技术的应用与研究，做好城市给排水系统的改造工作。同时，为了加快给排水事业的健康发展，提高给排水系统的利用率，还应加大实施节能技术，积极保护水资源，改善城市生态环境质量。通过节能技术的应用，能够将环保、生态、自然等各类因素有机的融合在一起，符合当前我国可持续发展战略的要求。

1.2 提升水资源利用率

市政给排水项目的相关性非常重要，它们可以有效地反映城市发展的速度和范围，这也是一个非盈利项目。水资源短缺严重阻碍了城市的顺利发展，尤其在一些北方与西部城市，这一问题尤为突出。城市建设过程中，要充分考虑水资源的利用问题，为加快城市发展速度与发展质量，必然需要采取一系列措施，提高水资源的利用率[2]。在市政给排水设计工作中，通过引进节能技术，合理进行城市规划与建设，使得雨水得到渗透、吸收与净化，从而使水资源的利用率得到提高。此外，提高水的回收率，这样就可以促进城市的可持续发展。此外，在一些缺水的区域，利用节能技术储存雨水资源，可以缓解水资源短缺。雨水资源经过处理之后，能够满足当地工业用水、居民用水的需求[3]。

1.3 提高城市生态环境质量

加快发展市政给排水工程，不仅可以提高居民的生活质量，还可以为他们提供良好的生活和工作条件。城市供水工程是城市发展的基础性工程，其目的是满足人民群众的物质需要，同时满足精神文明的需要。我国南方、东部沿海地区雨量相比北方、西部的要多，我国西部、北部地区降雨量不多，因为水资源地理分布不平衡，部分缺水地区生态环境质量恶化严重，国家每年投入到生态环境治理方面的资金不断增多。对于东部和南部的一些城市，当雨季来临时，城市内涝和生态环境破坏是不可避免的[4]。为了能够解决水资源分布不平衡的问题，应加强节能技术的研究和应用，改进和优化城市给排水系统，充分利用各地区的雨水资源，促进城市生态环境质量的改善。市政给排水设计质量将关系到居民生产生活，需要社会各界共同努力。

2 市政给排水设计中节能技术的应用分析

给排水系统在居民生产生活具有重要作用，在市政给排水设计过程中要做好节能技术的研究与应用，持续加强雨水循环系统的设计质量，增加给排水资金和人员建设的投资，综合利用雨水，提高城市生态环境的质量[5]。目前，在市政给排水设计中，节能技术的应用主要有以下几个方面：

2.1 因地制宜做好给排水设计

城市建设期间，因为中国的陆地面积非常大，不同地区、不同城市的具体情况差异较大，设计人员应根据本地区的实际情况，不要盲目地借鉴其他城市的经验和模式，做好因地制宜的给排水设计工作。对于非水源型缺水城市，雨水控制与利用系统的形式主要是通过对雨水的就地综合管理，减少城市化带来的洪水和水污染，从而使城市防洪能力得到提升，城市生态环境、水文环境和气候条件等越来越好；采取适度、经济、简单、有效、可持续的净化技术，雨水有针对性的合理利用；最大限度地提高雨水径流的自然渗透性，尽可能通过绿地和铺有透水材料的路面、广场和停车场自然储存雨水。雨水利用应根据收集量、利用量，随着时间的推移而变化的规律和健康要求等因素，考虑确定方案[6]。要注意，因为不同国家和地区的城市之间存在很大的不同，在设计过程中，我们不能完全照搬其他城市的设计理念，要根据本地的实际情况进行设计。

2.2 雨水的控制与利用设计

节能技术的核心就是尽可能多地吸纳雨水，通过对雨水径流的有效控制，改善雨水的自然消化和渗透性，减少雨水对城市造成的灾害。此外，在进行城市基础设施设计和规划中，对吸收的雨水进行净化、处理和应用，建设节能型城市。在应用节能技术期间，首先，深入调查和分析城市的地质、水文和气象条件，找出具有雨水储存能力的河流和湖泊。然后，以这些河流和湖泊为重点，启动给排水循环系统建设工作，增强雨水资源的储存能力，最大化合理利用水资源。雨水回收利用系统如图2所示。

图2 雨水回收利用系统

其次，为了很好地解决城市排水差、蓄水能力弱等各种问题，在城市给排水设计中必须重点抓好引水系统的设计和施工。

对于水源型缺水城市但年均降雨量大于400mm的地区、低洼地区降雨随季节分布更均匀，耗水量与降雨季节变化更一致的区域，可采用集蓄利用系统。雨水经收集、截污、弃流、储存、调节和净化后提升，在替代自来水被回用的同时，也起到调蓄排放、消减城市洪峰流量的作用[7]。

最后，做好城市绿化带建设，并合理建设雨洪系统，改善城市排水系统、蓄水能力。雨水可重复利用为景观水、绿化用水、循环冷却水系统补水、汽车冲洗用水、冲洗道路及地面的用水、冲洗厕所用水、消防用水。可以较大减少市政自来水的消耗。在这一过程中，合理的透水路面设计，吸收地表径流更加顺畅。同时，雨洪系统的建设可以在短时间内排放雨水。结合车道和人行道的设计要求，设计师可以在一定距离设计雨水格栅，改善雨水收集系统的连通性。合理解决排水、蓄水等问题，保证人民财产安全，大大提高给排水系统的运行能力，提高水资源利用效率。为了确定汇水分区，在城市的建设中，雨水主要利用道路坡度，最后被排放到雨水储存设施中。在竖向设计中，首先要对城市集水区进行调整，以保证雨水排放过程的顺畅[8]。

雨水控制与利用系统的形式，根据当地水资源和经济发展水平和项目的具体情况，按照技术经济比较合理确定。智能雨水收集如图3所示。

图3 智能雨水收集

2.3 节水灌溉技术的采用

现在的工程项目对于绿化率有严格的规定，绿化需要用水浇灌，用水量不可小觑。对于年雨水量较多的非水源型缺水地区，绿化通常就近、就地自然渗透，土壤湿润，不需经常浇洒，可采用人工洒水栓；对于年雨水量较少的干旱地区，可根据相应植物的需水特性、生育阶段、气候、土壤条件等综合考虑，可采用高效节能的滴灌、渗灌、微喷灌系统。甚至可以在采用节水灌溉系统的基础上，设置了土壤湿度传感器、雨天自动停机装置等节水控制措施。节水灌溉方式可以消除传统大水漫灌的高耗水低效率的灌溉方式，极大地节约水资源。节水灌溉技术如图4所示。

图4 节水灌溉技术

2.4 中水的回收与利用

本着节约用水的原则，在缺水的城市或者地区建设适合建设供水设施，可以按照当地有关政策、法规建设供水配套设施。中水水源可取自生活排水和其他可以利用的江河水源，其中洗浴排水、盥洗排水、空调循环冷却系统排水和冷凝水组合成为优质杂排水。中水回用设计可优先采用这些水源。中水处理达标后可用于冲厕、路面浇洒，绿地浇灌等方面。中水的回收利用可以使社会的可用水量在一定程度上有了增加，可以减轻地下水资源的负担，减少对地下水资源的污染，有效缓解过度开采地下水造成的地表沉降等环境问题；有利于降低自然地表水的开采强度，减缓缺水城市与地区的水资源紧张现状，从而利于城市的可持续发展。中水的回收如图5所示。

图5 中水的回收

2.5 合理选择加压泵组

在市政给排水设计中，水泵机组的能耗很高，为了达到节能的效果，泵机组的能耗必须加以控制。供水机组优先采用无负压叠压供水机组，充分利用市政管网压力，降低泵组扬程及功率，达到运行节能的目的。设计过程中采取提升部品部件耐久性的措施。使用耐腐蚀、抗老化、耐久性能好，管内壁光滑、阻力小的给水的管材、管件及阀件，活动配件选用长寿产品，并考虑部品组合的同寿命行；不同使用寿命的部品组合时，采用便于分别拆换、更新和升级的构造等，从而避免或降低水在管网流动过程中的因为管材管件等的质量问题造成的跑冒滴漏。采用经济流速以减少管道的阻力损失和水泵扬程。

2.6 建立健全给排水管理机制

相比于其他类型的建设工作而言，城市的建设周期比较长。现阶段，我国的给排水管理机制经验和建设体系还不完善。因此，在市政给排水的设计开发中，首先，要建立健全责任机制，加强城市给排水系统的总体设计和规划，确保建设稳步推进，满足居民的日常工作和生活需要。其次，给排水设计人员应深入分析当前城市给排水系统，找出供水和排水系统的薄弱环节。在给排水系统设计中，提高雨水的收集率和利用率，可以减少洪水灾害的发生。从城市周围的森林和沼泽收集的水用于植物灌溉和厕所冲洗，大大提高了水的利用率。提高车道、人行道雨水入渗能力，提高雨水收集利用水平，合理利用水资源。此外，认真设计、规划和调查给排水系统，提高城市给排水系统的合理性，加强基础设施建设，着力提高给排水系统的运行能力。

2.7 加大人财物的投入

一方面，对于市政给排水系统的设计，节能技术的引进有一定的要求，特别是在城市规划建设方面。鉴于此，在给排水系统建设中，应重点提高储水和净水功能。目前，市政给排水建设状况距离节能还存在着较大的差距，因此，我们应该增加资本投资，积极做好给排水的改造，使之满足节能的相关要求。另一方面，人才是城市给排水系统设计的关键，也是城市建设的重中之重。前期合理规划地上、地下给排水系统，做好给排水系统的抗旱、防洪，杜绝资金浪费，吸收先进的设计理念和模式以及先进的城市设计人才，不断提高城市市政给排水设计质量。

3 结语

随着城市化进程的加快和城市人口的增加，城市供水量也日益增多，为了给城市居民带来更便捷的生活，需要建设的给排水工程越来越多，规模也在不断扩大。市政给排水工程对人们的生产生活影响深远，不仅关系到城市的经济发展，也会成为城市居民幸福感及获得感的要素之一。在城市给排水设计中，必须综合考虑多种因素，优先考虑污水处理、防洪治理和节能，加强与其他相关学科的合作，才能建设合理的市政给排水系统工程。