市政给排水管道设计及常见问题

顾秉谦

（广东省建筑设计研究院 广东广州 510010）

1 前言

随着城市化的进一步发展，不断增加的城市人口规模及不断扩张的城市建设规模，给城市居民用水供应及城市污水处理能力带来了很大的挑战，合理的给排水管道设计成为一项重要的市政工作，且难度及复杂度也在不断加大。因此，在城市给排水管道的设计阶段，需要综合考虑城市发展与现实情况，并进行合理的规划与设计。这对于提升城市给排水能力、保障城市建设及可持续发展有着重要作用。

2 市政给排水管道布置设计

2.1 市政给水管道布置设计

市政给水管道主要指供应城市居民日常用水的城市供水系统，包括输水管道和配水管道[1]。在做市政给排水管道布置设计时，需要结合城市总体规划、城市发展规划，分析现有管网现状及存在问题，充分明确市政给水管道布置设计的要求，综合考虑城市人口分布、水工环境、气象资料等，并结合现有的给水设施，减少施工对城市环境及城市交通的不良影响。

（1）配水管道设计

配水管道指连接用户与水厂，给用户供水的管道。水源地的水经水厂消毒处理后通过配水管道输送给用户，因此配水管道的设计需要根据实际情况选择不同直径的管道[2]。配水管道的干管需要保证较大的供水量，直径往往在2000mm左右，入户管道可根据实际情况选择直径较小的管道。配水管道的设计需要保障将水送入到每一家用户，在设计时需要考虑到路面、人口情况、小区分布、消防用水等情况，同时还要保障安全性和可靠性[3]。

（2）输水管道设计

输水管道负责将水从水源地运送到城市中，通常是作为水厂到水源的管道。在设计输水管道时，需要注意的是由于该种管道需要保障大量的水源可持续性供给，因此体积一般都比较大，质量要求较高。输水管道在设计时往往不直接与用户管道连接[4]（大水户可根据实际情况特殊考虑[5]）。

输水管及配水管的设计需要以规划批准的城市给水管网平差设计图为基础，结合城市给排水管道总体布设平面示意图，将现有管网与拟设计管网充分协调，考虑各期工程对整个城市水系统的影响，保障各分部分项工程的水量和水压，根据管网平差图设计不同阶段的需求对应敷设给水管道。另外在设计管道时，应当确保其他区域的给水管网不受影响，同时需要考虑在供水管线发生不可预计的事故时，有相应的措施将影响的规模减小到最小，避免事故对城市居民的生产生活带来过多的不良影响[6]。进行给水管道设计时，在保证供水质量的同时应以设计距离最短为原则，参考城市发展规划，根据实际需求分别布设环状管网及枝状管网，科学控制管道长度，以满足不同情况，降低作业成本，促进资源节约利用。

2.2 排水管道布置设计

市政排水系统主要是指用来收集城市中的生活污水、工业废水、雨水等的排水管道与污水处理厂所组成的工程设施系统。主要包括两个方面：①污水处理；②雨水处理。两者的处理方式有所区别，因此在管道布置设计时需要采取不同的处理方法。

（1）污水管道布置设计

城市污水包括生活污水、工业废水等，这些污水需要经过处理达标之后才能进行排放，以减少对对生态系统的破坏及环境的污染。因此，在市政排水系统中，越来越多的采取雨污分流的方式。污水排水管道要根据城市中现有污水处理厂和污水泵站的位置进行布置，尽可能将地区内的污水集中在一起[7]，结合城市规划，远离河道、城市绿化区、生态保护区，根据城市地形、道路方向等对污水管道进行合理布设。

（2）雨水管道布置设计

城市雨水不能及时排出，会导致城市内涝等一系列问题，引起居民生产生活的不便及其他次生灾害。相较于污水管道，雨水管道的布置设计可以忽略雨水的污染问题，将管道汇集的雨水就近排至附近河道。为应对短期、强降雨天气的排水工作，需要提高雨水排放的速度，对汇水面积进行合理划分，增加雨水排放口，不仅能够加快雨水的排放的速度，还能够有效避免管道埋深过深，减轻施工压力，进而提高工程的整体效益[8]。

市政污水管道布置设计需要综合考量多重因素，比如历史气象因素、地形、道路高度等，尽量利用天然地形坡度使污水顺坡自流，避免逆坡现象的发生，同时在管道设计时标高上要保留一定的空间，方便后期管网的接入。在保障设计质量及设计深度，同时满足施工要求的前提下，减少管道的埋深，缩短管线长度。在坡度较大的区域，根据河道的走向，尽量采用平行式管网设计，通过地形优势，利用污水和雨水等自身的重力进行排水。对于雨水较多，排水需求较大的城市，可采用正交式干线管网布置，由于正交式设计可以使千管垂直于水体之中以便雨水大量、快速排出，增强管线的排水能力，大幅度缩短管线布置长度。

3 市政给排水设计存在常见问题

市政给排水工作是一项复杂度很高的工作，在我国当前的市政给排水设计中存在着很多影响设计质量的问题，其中较为明显的问题有以下几点：

3.1 给排水量测算不合理，设计无法满足实际需求

在开展市政给排水管网设计工作时，水量的测算是管网设计不可缺少的前提。应根据当地产业发展规划、降雨情况、原有给排水设施等因素进行水量测算。以排水管道设计为例，目前许多城市无法应对持续强降水情况，路面的水无法渗漏到地下，进而影响城市及交通等生产生活活动。这些问题是由于下水道的设计与实际排水需求的偏差导致的，由于排水量测算的偏差，导致雨水排水量较小，城市无法应对降雨量较大的天气，引起城市内涝等情况。

3.2 排水管道设计不合理，排放效果有待加强

就目前实际情况来看，很多城市，尤其是欠发达城市依然使用传统的方式进行污水排放。主要有：①无法完全做到雨污分流，增加了排水系统的压力及污水处理的成本。②污水管道设计不合理，在目前的合流管网设计中，由于合流管的不合理设计，导致污水管道埋深较深的问题，进而导致污水管网高程设计的不合理。排水管埋深不足是我国现阶段城市市政排水系统存在的主要问题之一。而排水管埋深度不足，也会造成排水管破裂等问题，进而影响城市环境，造成二次污染。

3.3 给排水管道布置独立，与其他城市功能的协调性差

城市的给排水系统不是独立存在的，需要与防洪抗涝工程、道路工程等其他的城市设施进行配合，比如，城市排污管道的高度要高于于涝害发生时的最高水位，才能做到城市发生涝灾时排水系统不受影响。但是就我国目前的市政给排水设计现状来看，或多或少的会受到一些外界因素的影响，出现一些不协调现象，导致排水设计仍然存在诸多问题，无法真正满足生产生活的需求，甚至会给人们的生产和生活造成诸多不便，同时也影响了城市其他功能的有效实施[9～10]。

4 解决城市给排水问题的建议

4.1 做好给排水量分析与预测

给排水量的测算是市政给排水设计的关键环节，做好给排水量测算可以提高市政给排水设计的准确性，保障城市生产生活的正常运作。在进行水量分析时，需要根据城市常住人口数量估测居民用水定额、根据城市发展规划、发展速度、人口增长情况等因素对水量进行合理的预测。

4.2 合理设计污水排放管道

设计人员在进行污水管道设计时，除了要关注管道结构之外还应该注意管道的位置。这要求设计人员对区域范围内土地利用情况、地势、地质等情况进行全面充分的了解，以便设计出最佳的污水管道排放位置。同时还要考虑到污水管道的材质是否具有防腐蚀性，是否能满足污水排放的要求，以保证污水排放的效果。通过设计合理的污水排放管道，能有效提高城市污水排放效率，从而提高市政给排水系统的整体运作效率。

4.3 提高给排水管道布置设计的协调性、适应性

市政给排水系统需要跟城市建设相互协调，方能保证给排水系统在运作过程中与城市的其他活动不会相互影响。设计人员在进行市政给排水管道布置设计时，要统筹考虑城市规划、现有城市工程、并结合城市特点因地制宜的设计出适应城市发展的给排水系统。比如在干旱地区做好节水工作，在沿海地区加强与防洪防涝工程的协调性，提高给排水系统工作效率的同时，促进城市的正常运作与可持续发展。

5 结语

市政给排水布置设计工作是一项复杂的高难度工作，在城市的发展建设中扮演者十分重要的角色。随着经济的快速发展、人口的不断增长，城市快速发展背景下的给排水设计工作面临重重挑战。要保证给排水系统的运作效率，需要设计人员在设计时进行充分的前期准备、并将长期规划思想贯穿到设计工作的各个环节，在充分科学依据的基础之上，进行详实的实地调研，提高设计的准确性、合理性，保证市政给排水系统安全、可靠、稳定的运转，促进城市给排水工作的可持续发展。