市政给排水管线设计的优化措施剖析

杨磊

【摘要】随着我国城市化建设的发展，市政设计越来越重要，但就目前市政设计来说，还存在着一定的问题，尤其是给排水管线的设计，从技术角度来讲，还能够进行优化。

【关键词】市政，给排水管线设计，优化措施

在城市建设中，给排水管线设计是市政设计的基础部分，也是重要内容之一，如何在现有状态下，优化给排水管线设计，满足人民日益增长的供排水需求，是我们需要解决的现实问题。

一、市政给排水管线设计现状

目前，市政给排水管线设计在优化措施方面有所欠缺，由于市政给排水管线设计不到位，对管线施工造成一定的影响，综合分析市政给排水管线的设计现状，其还存在着一定的问题，大致有以下几个：

1、市政给排水管线设计受诸多因素的影响，比如城乡体制、城乡环境、市政项目之间的矛盾等，甚至在施工中，也会出现因为工程决策的不重视而被迫变更设计方案的情况，致使管线设计达不到真正市政建设的标准；

2、市政给排水管线在布控时有很强的独立性，不能融入其他的市政工程，一旦出现突发情况，就会产生严重的后果，对给排水工程带来一定的干扰，不能很好地实现市政功能；

3、市政建设中对污水管道的重视度不够，缺乏专业的指导与完善，基本上是表面工程。近年来，由于城乡人口的增加，排水量的增大，使得污水管道的压力增大，部分污水管道堵塞严重，对居民生活产生了一定的影响；

4、近年来，由于气候问题，雨量增加，尤其是南方大部分城市，降水量急增，各地防洪排涝形势严峻，一些市政管道中的雨水管道设计达不到排水要求，导致雨季路面大面积积水，在此情况下，市政排水管线的设计迫切需要优化。

二、市政给水管线设计的优化措施

针对给水管线设计的问题及设计的要点，为了保证城市建设更好的发展，保证水资源的有效利用，市政给水管线的设计必须进行优化。

1、流速设计

给水管线流速跟管网中用水量及管道直径有关，一般设计时常采用平均经济流速。当D=100-400mm时，平均经济流速取0.6-0.9m/s；当D>400mm时，平均经济流速取0.9-1.4m/s。

2、管线设计

管线设计的优化，可以综合考虑水资源的配置，利用地下水量的控制与开发，进行水源置换，使得水资源的配置达到最优。同时，除了常规的设计方法，还应当按照给水管道布设区域的实际情况，结合地质特点、气候影响、环境因素进行全面考虑。

（1）详尽的设计图。在管线设计中，设计图纸是设计的总纲，设计人员应当将管径、管道基础、预埋预留、标高等在设计图中标注出来。在竖向设计时，注意外部荷载对管线的影响，要保证管线不被压坏，冬季管道不会冻结。

（2）在对管线进行设计时，应当全面了解和掌握产品的性能和原理，使用质量好且适合于设计的管材，规定好给水管线和其他市政管线的水平距离与垂直距离，并将注意事项标注出来，便于施工。

（3）在施工过程中，如果工程管线竖向之间有矛盾时，应当按照实际情况进行灵活调整。原则是：支管避开干管，切忌不能将管弯曲，管径小的管线避开管径大的管线，压力管避开重力管。

（4）区域水资源和区域供水管线的设计。水资源的平衡能够为优化水资源起到重要的作用。因此，在管线设计过程中，做好需水量的预测，结合水资源在时间和空间的分布不均匀以及水质性缺水现象，对区域性水资源的需求进行平衡分析，以利于城市在建设过程中的水资源平衡。

3、管网优化

管网优化首先要使用优化算法，对管网流量进行优化计算，进行最优分配，使得水力参数和管径的组合解达到最佳状态。

其次，依据城市的实际情况对管网设计区域进行划分，对给水区域的分布进行详细的勘测，对不同的区域进行具体的设计，这样能够有效节约供水成本，实现管网设计最优化。

第三，由于工业化水平提高，现代化工业的兴起，使得原先工业用水的估量大大增加，为了保证用水预测的精准性，可以采用万元工业产值法和单位工业用地用水量指标法来进行优化计算，在某些程度上，可以缩小工业用水量的预测与实际用水量的偏差。

第四，在对城市给水系统进行管网设计时，要优化水资源的配置，做好需水量的预测工作，根据市政用水、城乡生活用水、工业用水以及其他行业用水情况进行综合评估，结合周围环境及生态流量需求，在区域供水的基础下，相应的控制地下水资源的开发，提高供水行业的集约化发展，充分体现管网设计的优化。

第五，市政给水管线在改建、扩建过程中，可以按照实际情况进行合理设计，优化布置。①遵循简化原则，即在城市供配水时，管径的大小一般和供配水的条件及管线的作用相关，可以按照规范对管网流量进行优化计算后，核算能够满足供配水要求的管径，在不影响整个管网水力条件的情况下去掉多余的管线与支管。②在市政给水管网中，一些市政道路下布置有多条给水管线，有些过路管管径与主干管径相近，且具备相同的水力参数。因此，这类管段可以用作备用调节管理，优化过后，并不影响原道路管线的水力条件。

综上所述，对给水管线进行优化，能够有效地避免水资源的浪费及给水不合理情况的发生。

三、市政排水管线设计的优化措施

市政排水管线设计的重点包括流速设计、管道连接设计、防洪排涝的设计三方面内容。

1、流速设计

在进行流速设计时，应当注意污水管的流速控制，在设计充满度下，最小流速应当控制在0.6m/s，当起点污水管段的流速达不到最小流速时，街道下的污水管道最小设计坡度应为0.003，污水管道最小直径为300mm。在管道坡度达不到上述要求时，也可以适当降低要求，但要采取防淤和清淤措施。

2、管道连接设计

一般情况下，街道污水管道的布设往往在住宅小区规划之前。因此，排水点的具体位置并不确定，在管道设计时，每隔一段距离都会接出连接管，便于以后碰水支管和干管更方便、快捷的衔接。连接管之间的距离要按照实际的使用情况进行确定，但是，要注意的是防止连接管和其他管线的冲突。

3、防洪排涝的设计

对于市政建设来说，防洪排涝是比较重要的一部分，尤其是雨季多发地区，洪涝是城乡居民生活的重要威胁。一般来说，外洪和内洪是需要注意的两点，对于外洪来说，修建防洪堤与水库是比较有效的方法；而内洪，则需要人们在加强洪涝意识的同时，注意管道排水，对雨水和生活污水要及时排蓄。

（1）排水标准与排洪标准的衔接。在城市排水中，主要解决的是地面短时间暴雨积水的问题，暴雨一般控制的时段设置为5分钟至2小时之间，运用年超大值法选择暴雨样本。由于排洪的汇水面积比较大，基本数据则由暴雨推理公式对重现期一天的雨量得出。因此，在规划防洪排涝时，要多加考慮排水重现期和排洪重现期标准的衔接。

（2）防洪的基本措施。对于排洪，基本措施是采用地面全抬高方案和雨水泵加滞洪区方案，也可以在局部采用抽水排除，至于沿用的具体方案，则需要按照当地实际情况进行设计。

排水管线通过对流速、管道连接、防洪排涝三方面内容优化设计后，能够有效地避免管道堵塞以及洪涝灾害的发生。

四、结束语

市政给排水管线设计在市政基础设施建设中非常重要，能够直接影响到市政工程的质量以及城乡人民的生活水平。因此，我们要足够重视对市政给排水管线设计的优化，只有这样，才能将市政给排水管线的作用充分发挥出来，从而保证城乡持续稳定的发展。

参考文献：

[1]王忠，浅议市政给排水管线的设计[j]，市政工程，2014（34）

[2]姜丽，市政给排水管线设计的优化措施[j]，山西建筑，2014（26）：144

[3]高磊，分析市政给排水管线优化设计[j]，工程科技，165

[4]王微微，市政给排水管线优化设计的分析[j]，工程科技，224