城市市政给排水管网的优化配置与管理初探

崔 帅，吴永强，王书盛，王锦涛，李明凯，王旭朝

(1.河北建筑工程学院，河北 张家口 075000； 2.河北省水质工程与水资源综合利用重点实验室，河北 张家口 075000)

1 引言

面对现当今日新月异的发展大背景，社会整体经济水平的不断提高和科技的不断发展与完善为人们的生活和工作方式带来了极大的便利，人们的物质生活与精神需要得到了极大提升，城市市政给排水工程的不断优化承担着对人们的日常生活用水和废水回收的重大责任，对于如何将原有的管网系统基础设施结合未来的社会发展趋势进行研究与改善是当下市政给排水工程的重中之重[1，2]。给排水系统由水源、取水构筑物、净水构筑物、输配水管网、加压设备和起调节作用的水池、水塔或高地水池等组成，制定合理的管网布置方式，对于提高泵的工作效率，降低管网的漏损率有重要的意义，所以，如何根据实际，分析管网存在的问题，制定合理的优化措施，加强管理，进一步提高人们的生活品质是值得探讨的问题[3]。

2 城市市政给排水管网存在的问题

2.1 新旧管网交错运行及建筑设计问题

伴随着城市飞速的发展，城市的给排水管网布置出现了很多问题，许多旧管道与新管道交错运行，这也导致新修的管道与旧管道的运行管理出现了很多棘手的问题，相应的城市内部给排水管网规划、设计、建设过程越来越复杂，其中主要存在的建筑设计问题如下[4]：伴随着当前高速发展的建筑速度，给排水建设的速度一旦与建筑速度失去平衡，给排水管网的系统布局就会出现很多问题。另外，系统布局的应用水平不足，在很多的工程当中，管理部门没有将正常的施工进程与实际情况相比对，没有根据实际情况对管道的坡度、宽度和承载力进行及时调整[5，6]。其次，对于一些旧管道与新管道进行衔接配对时会有很多的复杂问题，主要表现在给排水设计与规划一般都是在建筑施工完成之后才开始进行，并且大部分设计者都是凭借自身经验对管道的容量、宽度、管径进行设计，这就导致很多管网在投入使用之后所产生的效果与预期大相径庭[7]。

2.2 旧管道老化导致供水能力不足

伴随着城市化进程的不断加快，给排水管网的建设也越来越受到重视，城市的快速发展势必需要管网的覆盖面变大以及完善的系统优化，但是一些旧管网依旧存在常年不修的问题，由于老管网存在的这些问题，影响了给排水的质量和效率，有些地方的老化管道则常年维修，导致用户经常断水，降低了用水的效率性与保障[8]。首先，经常这样也会降低管道的使用寿命，管道老化还会有爆管的危险，危及用水安全；其次，由于城市道路建设的不断扩张，管网又在道路下方，上方土壤稀薄并且压力较大，这样就会给下面的管道造成一定威胁，随时会有道路塌陷的危险。所以，加强市政项目质量势在必行[9，10]。

2.3 给排水管网应对爆管、漏水的能力较差

作为维持城市供水与回收废水的管网系统，不仅要能充分保证城镇居民的生活用水与生活污水回收，还要随时面对压力、暴雨、管道爆裂、管道漏水等各方面因素的问题并能及时解决，同时还要有一定的清洁能力，比如有毒有害的物质泄漏到管道里[11]。另外旧管道的内壁粗糙程度略大于新管道，水流流过时，旧管道处的水流流速会小于新管道，这样会导致在新管道处出现水锤现象，长期的水锤冲击会造成新管道处出现管道开裂、漏损现象。目前，给排水管网应对这些突发状况的能力还很有限[12]。

2.4 建设所用的材料问题

城市市政给排水管道材料选用也是当前面临的一大难题，各地的市政部门也都重视这个问题，但是由于受到了建设资金、施工环境等多方面因素的影响，往往会在选材上面临一定的问题，目前全国大部分的管道还是20世纪的旧管道，本身已经用了很多年，无论是管道自身材料还是时间的影响，大多数已经不能很好地提供正常的供水与排水，现在所用的管材大多数是灰口铸铁和镀锌的钢管，这两种材料如果长时间埋在地下会被腐蚀，在给排水使用当中会造成很大的运行危险[13，14]。

3 给排水管网的优化配置与管理措施

3.1 新管网与旧管网的配置管理与建筑设计优化

伴随着城市的发展，市政有关部门要把原有的已经投入使用的和现在新建的管网之间做到衔接无缝，要能保证在使用过程当中安全稳定运行，对于已经在使用的管网要明确找到其泄漏点、进行适当的处理[15，16]。对于有监管不当的或者维护不当的部门要进行相应的处罚，对于有较大泄漏、跑水的管道要进行换管处理[17]，另外在建设新管道的同时要考虑其同上部环境相适应，要考虑上部环境变化将会对其产生的所有影响及确定相应的解决方法，考虑上部的道路施工所产生的压力是否会对下方管道造成破坏，可以提前进行埋管深度计算，避免此类现象的发生[18，19]。对于建筑设计问题，管理部门要将正常的施工进程与实际情况相比对，市政给排水管网在建筑设计时要能够做到根据实际情况对管道的坡度、宽度和承载力进行及时调整[20]。

3.2 旧管网的优化及确保正常用水

市政管理部门可以根据目前城市的发展状况与未来的发展趋势结合起来对原有的旧管道管网进行优化与改造[21]。对于管网的优化，既要保证原有管道得以充分运用，又要通过创新，保证将新管道在不大面积破坏原有管道的基础上使管道铺设有序，建设过程当中既要保证质量，又要做到尽量材料最省发挥最大效益[22]。对于一些旧管网时常出现爆管、漏水等现象导致无法正常供水的现象，市政部门可以通过设置合理的供水时间或分区分时段供水的方式来保证管网的正常运行，以此来达到用户都能安全用到水，并且这样还进一步保证了管网能够正常运行，不会出现压力过大导致的爆管、开裂等问题[23，24]。

3.3 加强管网的应急突发状况的能力

城市市政给排水管网应该具备优秀的应急处理能力，加大监管维护力度，建立完善的管理维护系统，提高对漏水、爆管、开裂等状况的处理能力[25]。争取做到损伤最小化，对于这几种现象，工作人员可以及时更新管网信息系统，定期采集相关数据进行数据比对，及时找出有缺漏的管网进行维护[26]。物联网技术是当下人们关注的焦点。将物联网技术应用在给排水系统的监控和检修上是一个不错的选择，通过建立可以随时监控和调配的网络系统代替人工不定期检查，这样既大大减少了劳动力，还大大提高了检测效率和检测精度[27]。同时，对于安全隐患应该做到早发现、早处理，利用网络信息技术随时检测地下管网的状态，一旦发现有漏水、爆管等现象要及时采取措施进行处理，保证官管网安全稳定运行。有关部门还应该安排相关人员对负责管网维护工作人员进行详细的教育和培训，加强管网维护工作人员的基础知识，对于管网的维护运维有很好的作用[28]。

3.4 应用新材料

对于给排水管网的优化，应用新材料是一大措施，原有的管网大多是用灰口铸铁和镀锌的钢管，在地下容易被腐蚀，从而可能会导致管道破裂等现象，现在的新型材料则可以很好的避免上述问题[29]。比如HPDE缠绕结构壁管和双壁波纹管等就有很好的耐腐蚀性，而且壁管本身的使用年限也远远超过灰口铸铁和镀锌的钢管，同时新型钢管还可以减少使用过程中的污染和浪费现象，同时可以增加给排水管网的建设效率(尤其是在新城区当中)，在运用新型管的建设当中，要充分与当地的水文地质条件结合起来，确定最佳的管道路线和埋管深度[30]。

4 结论与展望

城市给排水管网是一个错综复杂的工程项目，它对人们的日常起居有着至关重要的作用，给排水管网优化是关乎整个管网系统优劣的重要环节，新旧管网的衔接问题要做到及时处理，必须要时刻重视安全问题，这样可以很好地保证运行的安全性和可靠性，在旧管网改造与维修过程当中，可以选择更好的管道材料。同时将物联网技术应用到给排水管网的检测与管理当中，这样可以更好的做到时刻检测整个管网的运行情况。另外，在规划、设计、建设、运维过程当中，要始终坚持以人为本的原则，把人民的幸福指数放在首位，正确处理好业主、设计施工单位和运行管理部门这三者之间的关系，推动市政行业的健康稳定发展。