城市给排水管网优化设计研究

郭羽

摘要：给排水工程具有明显的复杂性、系统性特点。大量的分析和研究数据显示，许多城市的给排水管网系统在实际运行中并不能保持较高的处理效率，在很多方面都存在故障隐患，因此人们需要根据实际情况设计合理的优化与管理措施，保证给排水管网能够保持高效可靠的运行状态。

关键词：市政工程; 排水管網; 优化设计;

目前中国的城市化进程日趋完善，城市居民的生活用水需求不断增长。但目前城市供水系统仍存在诸多问题。城市供水网络的优化与完善是城市居民的迫切需要。城镇供水、排水系统发生故障时，不仅影响到居民的正常生活，而且阻碍整个城市的正常运行。

1城市市政给排水管网优化的原则

1.1前瞻性原则

给排水管道网络系统对保证城市稳定运行和经济高速增长起着关键作用，在开展管网优化配置工作的过程中需要遵循前瞻性原则，全面考虑城市的未来规划及发展方向，确保能够和城市相适应。城市给排水管网优化设计人员在落实相关操作之前，应对其未来规划和布局进行详细的掌握和了解，准确把握城市的给水和排水的实际情况，提高城市给排水管道网络系统的合理性。

1.2针对性原则

城市给排水管网优化配置工作应遵循针对性的原则，通过寻找其中存在的各项问题，设计行之有效的解决措施。工作人员必须始终坚持针对性原则，对实地情况进行全面考察和了解，对需要进行优化的部分进行深入的分析和研究，并按照周围环境条件和实际需求展开方案设计作业，保证给排水管网的稳定运行。

1.3经济性和实用性原则

城市给排水管道网络系统的优化配置工作需要保证其本身的实用性和经济性。实用性就是确保优化质量符合标准要求，同时将成本控制在合理范围内以遵循经济性原则。工作人员应结合优化配置需求选用合理的材料，保证质量，控制成本。

2城市市政给排水管网存在的问题

2.1管网布局不合理，缺乏统筹观念

随着城市化建设进程的不断推进，建筑数量不断增多，城市的整体规模也迅速扩大，给排水管网系统变得更加密集，在旧管网上增设了许多新的管道和管线，在连接过程中受到工艺技术、设计标准、时间等多方因素的影响，造成管网布局不合理。同时，在城市整体规划工作中，大多注重公路和绿化等地面上设施的建设工作，没有对给排水管网布局加以重视和关注。因城市地理环境、气候条件、规划布局等存在明显的差异，给排水管网系统需要通过合理设计来与之相适应，管网配置与其他设施之间存在着不协调的问题，缺乏统筹观念，在一定程度上限制了城市的经济发展。

2.2材料变化及材料优化问题

城市供水和排水管道材料一般以镀锌钢管和灰口铸铁居多。深埋在地下的管道在长时间的使用过程中会出现材料性能下降、增大腐蚀风险的问题，在后期的保养和维护上也存在着一定的困难。管道的泄漏、老化、破损等问题会造成水资源的严重浪费，增加系统管网运营管理的成本。此外，目前相关设计标准中要求供水主管道的覆土厚度应大于1.2m，然而随着城市的规划和发展，管道发生会结构裂缝和损坏。现阶段，还有很多城市的给排水管道设施是几十年前建造的，在使用寿命上已经接近极限，管道材料的优化和创新力度不足，已经无法很好地满足当前的实际需要。

2.3给排水管网维护管理不到位

通常情况下，城市给排水管网设施是埋藏在地下的，要想进行更换处理具有较大的难度，后续安装新的管道线路也仅是在原有基础上做一定的扩建和改进。旧管线在使用过程中会发生材质老化、腐蚀等问题，经常出现维护管理不到位、不及时等情况，从而使管道结构断裂，发生渗漏，在浪费水资源的同时也对城市道路和其他设施造成了影响。

3市政给排水管网的优化配置与管理措施

3.1排水体制选择。城市排水系统需要满足雨水、生活或工业污水的排放需求。城市管网常见的排水体制有合流制和分流制两种，其中合流制是利用一个管道将雨水、生活或工业污水不经处理直接排至下游水体，这种排水方式较简单、工程造价低、施工工期短，但对水体污染严重，在传统的老旧城市排水管网中应用较多。目前，随着经济水平的快速发展和设计理念的进步，分流制排水在城市中的应用日益广泛。分流制排水管网可划分为完全分流和不完全分流，两者之间的区别在于是否布设雨水排放系统，即完全分流制布设了多条工业废水、生活污水、雨水排放管道，不完全分流制没有布设雨水排放管道，雨水往往是沿着天然地面、旧水渠等排除。在确定排水管网体制时应当按照城市规划、环境保护要求、气象条件等因素综合考虑。即使在同一城市，排水管网体制也不是固定不变的，也可能因各区域的外部环境差异，使分流制和合流制排水体制同时存在。

3.2管网平面布局方式确定。城市给排水管网的平面布局指的是给水管道、排水管道等的总体走向和布置形状，与沿线用地性质、地形地貌、施工技术等密切相关。给排水管网平面布局有垂直布置和平行布置两种方式。相关学者的研究表明，在管沟底宽和坡比不变的条件下，增加管沟的开挖深度，管沟的开挖断面积和土方量会不断增加，垂直布置使得各种给排水管道相互交叉垂直穿过，从而使管沟开挖深度大，施工技术要求高，增加了工程造价，同时在很大程度上影响了后期的城市规划建设。平行布置给排水管道是城市管网规划的常用方法，主要有鱼刺式、木梳式、篦子式，其中鱼刺式是双向平行布管，适用于道路两侧汇水面积相差不大的平坦地区;木梳式有单侧布管和双侧布管两种方式，单侧布管的布局简单，适用于道路横向坡度较大的单侧汇水区域，在丘陵地区较为常见。双侧布管管线交叉少，无主干管，设计施工方便;篦子式是双侧布管，适用于道路横向坡度较小的平原地形。

3.3管网竖向布局方式确定。（1）管道纵断面布局。在城市给排水管网设计期间，由于地形地貌、服务功能、地下管线等因素的干扰，管道纵断面设计较复杂，变化也较多。设计原则不同，管道纵断面的适用范围也各有差异。（2）管道纵向交叉方式。城市给排水管道之间的接口方法有管顶平接、管中接、管底平接等。当给排水管道和其他市政管线相遇时，可采用上跨和下穿两种交叉方式。如果采用上跨式，给排水管道开挖深度小，施工简单，工程造价低，但可能导致检查井高度不符合规范要求;如果采用下穿式，给排水管道埋深大，施工技术要求高，使检查井高度容易满足规范要求，但局部管道应顶管施工。

4结束语

综上所述，城市市政给排水管网系统的优化配置和管理工作涉及的知识内容和项目非常多，需要人们进行统筹协调并投入大量资源才能保证整体的质量和效率。另外，这项工作需要花费较长的时间才能取得成效，在这个过程中要始终坚持以人为本的建设原则，及时监测并落实有效的管理措施，在提高管网系统可靠性的同时，对资源进行合理分配和使用。相关部门要明确自身的职责和任务目标，加强人员管理，使各项工作能够保持较好的规范性与科学性。同时，要做好新旧管道之间的协调工作，保障优化效果，为城市的正常运转和各项经济活动的顺利展开提供可靠保障。

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