市政给排水设计存在的问题与合理性建议

文／韩庆玲 中国市政工程华北设计研究总院有限公司深圳分公司 广东深圳 518000

1.市政给排水设计的内容与任务

1.1 市政给排水设计的内容

市政给排水设计的根本依据是城市规划，城市规划以工程实施性为依托，满足城市工程需要为前提，其中市政规划是给排水设计的基础依据，对供水和排水系统的设计实施起到指导作用。就市政给排水设计而言，给水、污水和雨水系统的规划设计是工作的重点内容。

在市政给排水设计中，市政总体规划最为关键，通常对设计方案、市政排水和生活给水专项等项目产生着直接关系。同时，市政给排水工程设计又是一个系统工程，需要社会科学作为有效基础，需要依据城市具体状况，通过系统设计将给水、雨水和污水进行收集和输送及最终转化，从而达到供水和排水系统的均衡配置[1]。

1.2 市政给排水设计的任务

城市规划建设与市民日常生活要求给排水服务基础建设，完成基础配套工程是市政给排水工程设计的重点任务。在水资源日益紧张的今天，供水系统和排水系统的合理设计，提高水资源的合理分配和循环利用，都是市政给排水工程设计的重点要求。市政给排水设计的科学合理是促进城市工业、城市居民和自然环境共存的关键，对城市发展产生着举足轻重的影响。

2.市政给排水设计的基本要求

2.1 环境保护要求

环境保护是市政给排水规划设计中的直接目标。目前，城市化建设进程需要深化环保思想，明确供水标准，要求市政给排水项目兼顾环保思维，规范本身功能与环境要求，综合考虑市政给排水工程的经济性与环保性，从较大范围上确立环保要求[2]。

2.2 协调需求

市政给排水规划设计必须应满足社会协调性需求，以符合城市规划的特点。市政给排水体系必须和城市规划建设其他工程相配合，提高设计合理性，通过市政供水、排水系统的合理设计充分利用城市水资源，提高水资源利用率，加大城市化效率，增加城市居民生活便利性。

2.3 目标需求

市政给排水设计的最终原则是目标需求。市政给排水设计的目的在于满足国内水资源供给的需求，在给排水设计中要能够满足目标的要求，结合城市发展以及居民生活中水资源需求的实际情况进行给排水设计并提出科学合理的设计方案，满足城市供水、排水需求，实现城市水资源的高效循环利用。

3.市政给排水设计存在的问题

3.1 市政给排水与城市用地规划间的问题

在现阶段市政给排水设计中，由于防洪排涝规划设计存在发展不平衡、适用范围内缺乏合理设计，以及管道布设规模不当等几个方面的不良影响，而上述影响又成为制约市政给排水工程设计的因素之一。众所周知，目前城市化发展速度相当快，这也导致对城市市政配套基础设施的需求日渐增加，于是在城市用地竖向设计中就出现很多问题，但大部分问题都被总结为城市用地竖向设计缺陷。同时在市政给排水设计中，由于设计高程无法得到保证，导致其在实际使用过程中可能无法完全满足防汛的设计要求，从而出现很多安全隐患。例如有部分城市规划区并未安装雨水排涝泵站，从而造成小区道路在施工过程中出现恶劣的环境影响等[3]。

第一，城市建设用地竖向规划问题。由于城市化速度较快，城市用地紧缺局面加重，与此同时，城市发展对市政道路、地面排水要求越来越高，因此要求在城市规划中必须合理规划用地，提高土地利用率。在部分城市规划中，市政给排水工程设计中出现了许多问题，问题出现的主要原因就在于没有将城市竖向用地与市政给排水设计合理结合，导致城市规划不完善，也使得市政给排水设计出现许多制约因素。

第二，市政给排水设计会因为城市用地竖向规划受到影响，目前在市政给排水设计中，大多数采用的是短管压力流和重力流两种设计方式，通过这两种方式能够有效解决给排水系统高程问题，减少因埋深较大造成的开挖支护投资。为了实现这一目的，相关部门就要做好市政给排水设计评审工作，结合实际情况综合比选设计方案，及时调整设计中的不合理之处[4]。

3.2 污水管埋设深度不够

市政污水管敷设深度不足，导致周边污水管道无法接入，造成一条市政道路却有多条污水管道出现，不仅造成投资浪费，也影响其他地下管线布设，这是当前市政给排水工程中比较常见的问题。出现这种问题的原因之一，是设计单位在设计初期，没有综合考虑周边的污水接入情况，仅满足单一小区或者单一支管接入的高程，埋深较浅，没有跟上游周边管网的高程进行复核，导致在后续市政工程设计中不满足后续接入需求，不得不新建管道满足排水需求，因此造成上述局面出现。

3.3 市政给排水规划相对滞后

在市政给排水规划设计中，部分设计单位常常忽略排水系统设计的重要性，导致给排水设计出现不合理问题，出现这一问题主要原因在于由于市政给排水总体规划未能引起充分的重视，并且在城市道路建设迅速开展的情况下，市政给排水工程设计也没有得到足够的重视，部分给排水工程项目在一期施工结束以后，发现实际情况与原有方案已经存在差异，导致在接下来的施工中无法按照原有计划继续开展，致使规划指导失去其实际意义[5]。

3.4 用水量估算不合理

用水量是影响设计给排水管网规模大小和管道系统设计质量的关键因素，一旦对用水量估算不当就可能造成在实际使用中无法达到现实应用要求。若对城市人口用水量估计不足，容易造成供水高峰期却供水不足或中断，从而给日常生活和工作方面造成直接不便。工业领域由于用水量估计不足也可能造成损失，主要反映在给排水管道设计与布置上，由于布局设计不当，运行协调性根本无法满足设计要求的情况。用水量估计不足的原因主要为两方面：第一，对工程活动用水量估算不正确，主要是由于对地方经济社会发展状况以及人民群众使用需求情况不正确判断引起；第二，管道本身水力问题分析不足造成，比如高层住房在用水高峰期容易出现水量不够的情况[6]。

3.5 雨水管道设计不合理

雨水系统作为市政排水体系的一个重要环节，尤其对于暴雨高发区城市尤为关键。但目前，不少城市对雨水系统建设还没有足够关注，使得雨水管网存在着多方面问题：比如，强降雨时城市道路两侧雨水管的长期沉积阻塞导致路面被大量雨水淹没或者在突发性强降雨天气下排水系统崩溃等，这些都对市民日常生活、道路交通等造成负面影响。另外，城市道路排涝系统也会对路面性能产生一定影响，一旦下雨时管道阻塞导致排水不畅，排水管道大量雨水迅速汇集形成冒溢积水，严重时形成内涝，也将对交通路基和路面结构造成不好的影响。道路雨水对结构面产生侵蚀，而路基层沥青混凝土或水泥混凝土也易因降雨侵入进而产生裂缝、唧浆、塌陷等问题，路基问题直接对行车和道路交通安全产生影响。路基积水则对填充物产生膨胀作用，在热胀冷缩影响下道路更易失稳损坏，可能会导致整条道路塌陷损坏。

4.市政给排水设计的合理化建议

4.1 合理设计给排水管道

现阶段，随着我国城镇化步伐的加快，人民可支配收入也逐步提高，在这个趋势下，民众对于生活品质的需求也愈来愈高。所以，在重新设计市政给排水系统时，设计单位应注重居民的实际需求，并将城市发展的实际情况和其他基础设施建设的情况综合考虑，合理设计管道的路由和直径，减少给排水管网引起的非必要的投资。另外，重新设计更新原有的管道时，尽可能选择较大直径的管道，如将原有雨水口连接管管径设计为DN300，以便于进一步适应城市排水实际需求等。采用合理化设计，还可以降低管道末端噪音。如针对给水加压问题，设计人员可以在供水管道上设置加压阀和减压阀等设备，降低管道压力，以此提高市政给排水系统的稳定性。

4.2 提高城市防洪防涝设计合理性

针对降雨较多的大中型城市，防洪防涝工程设计十分重要。第一，排水系统的设计必须充分考虑到城市降雨的环境条件，重视排水管网系统中排水功能弱化的部分，从而采取针对性工程进行改进。第二，充分考虑到突发性强降水当天的排水情况，必须针对当前大中型城市经济社会发展状况、人口密度等因素合理选取降水重现期和径流系数，如果重现期选取过低将导致城市排水体制无法应对连续性强降水天气条件，易造成城市内涝积水，影响居民正常生活和交通出行，甚至影响居民的生命安全，引起交通事故等严重情况；如果重现期选取过多，则会造成市政排水管道设计投资浪费，影响其他地下市政管线设计的空间和路由。第三，应针对城市规划建设范围内高程较低的区域采取针对性举措，例如优化雨水口布置，防止城市规划低洼地带积水严重形成内涝。第四，需计算径流系数确保雨水排水系统设计的合理性。导致雨水系统出现问题的主要原因之一是径流系数的计算不准确，应根据城市发展的实际情况以及该地区的自然条件，计算出城市的最大径流系数。同时还需要根据城市以往的降水量计算径流系数，切实合理的解决问题，保证雨水系统设计的合理性。

4.3 管道材料合理选择

在市政给排水设计中，管道材质的选择也是设计人员需要重点关注的问题。选择性能良好的管道材质，可以有效减少管道腐蚀破裂或者爆管现象，增加管道使用寿命，减少因管道维修造成的投资费用。尤其是给水管道的材质，由于对水质的影响较大，设计人员必须谨慎选择。因此，给水管尽量选择钢材料会更大程度上避免管道出现渗漏和锈蚀问题，同时管道噪声较小。在排水系统设计过程中，设计人员同样应根据实际情况和设计指引的要求，选择满足强腐蚀性和其他要求的管材。

4.4 市政给水合理优化

给水设计，其主要前提是顾及城市居民在日常生活和企业用水等方面正常供给，在规划设计市政给水系统时，必须仔细研究一个城市和特定地区的用水需求量和分配情况，进而合理设计给水管网方案，其主要涉及规划位置、地区管道数量、地区管道种类等，特别是给排水管道型式划分，建议分为生活给水管道、工业给水管道、农村给水管道以及其他给排水管道，研究各类管道所对应领域给水需要量与给水分配情况，以调节供水平衡，例如在工业生产中，在城市其他供水板块中产业占比较大，可把市政给水建设重点设置在工业生产地区，保证工业区供水充足。又如重点发展种植业地方，为尽可能做到引灌不会破坏土壤，同时要引入雨水收集技术和设备，把降雨循环运用于各种植物灌溉。市政给水方案设计，必须秉着“合理化”和“节约性”原则，一方面保证供给均衡，另一方面要充分利用自然资源，加强水资源循环使用，并通过合理科学的技术措施，降低水资源的无形耗费。

4.5 合理控制水压不足问题

在给水工程中，如果水压不足，可能给居民的生活用水带来不便，尤其是用水高峰期。这一问题的出现主要有三个方面因素导致，第一是设计方面的问题。在前期设计过程中没有准确计算水力损失、耗水量等数据，以及水泵扬程和供水管径不满足实际要求，造成用水时其水压不能有效满足日常生活需求。第二是运行维护不到位，管内存在杂质沉积，导致过流断面减少，最终导致水量不足。第三是实际水箱安装高度和水泵扬程设计不合理，受到供水点高度差而产生的压力影响，不能有效满足供水水压要求。为了解决好以上问题，应严格按照施工图纸的设计进行审核，对相邻建筑物数据记录要全面、及时和准确，同时还要注重管道日常维护，防止管道堵塞问题出现，以此来保证水质以及水压。

4.6 合理改善城市经济

在人才引进和先进技术的引入上，资金至关重要。除地区各政府部门的支持之外，也须想方设法利用各种渠道筹集资金。城市建设需要自身具备更强的投资实力。只有进一步提高城市吸引力，才能引入更多投资。另外，城市建设投资也必须突破传统垄断领域，建立投资利益驱动机制和风险自律机制，以确保城市建设投资结构能够合理的健康增长，唯有如此，城市建设才能获得更多资金来源，在强大资金的支撑下，城市建设才能更好地推进，给排水工程设计规划与实施也将同步推进。

4.7 市政排水合理优化

在市政排水系统规划设计初期，工程设计技术人员必须仔细研究和分析大量基础资料和其他信息，以便为建设出高质量城市排水系统提供可靠科学的基础。同时，在城市排水工程规划建设中，要结合城市给水工程与其他市政工程综合考虑，重视排水系统对周边环境的影响，并综合考虑其与其他项目之间的协调性关系。

市政排水主要存在两个较大问题，一个是市政道路排水能力能否应对暴雨季节，一个是排水过程中污水处理能力是否满足要求。前者解决问题的主要办法是在城市排水系统设计中，根据地区自然气象条件、地理水文状况、江河湖泊变化规律等，先测算出每个地区的最大排放要求，科学划分排水分区，准确计算汇水面积，保证可以在一定时限内，顺利完成城市辖区内所有排放要求；后者还牵涉到环境方面，市政工程设计主要目的是希望利用城市自然资源的合理分布，并设置便于人类生存、工作、生活的城市附属服务设施，以提供有利于人类生活与生存的良好城市条件，但由于城市排水是城市发展的主要部分之一，若将含有危害性污染物的污水直接排出，对地表水体和地下水体将会造成严重污染，从而导致城市生态严重破坏，这将有违城市计划中的“环保性”原则，所以城市排水设计应当充分考虑到所排出污染物是否带有污染性特点、其危害水平多大，并协调相关单位根据城市排水标准要求，认真考虑如何有效采取排水截污技术，严格遵守排放标准。

4.8 市政给排水设计其他合理设计

市政给排水和其他市政建设项目，同属城市总体规划设计范围内，但不同市政建设项目规划设计，因为受时间、空间等各种因素影响，很有可能产生矛盾和冲突，比如在以往进行地下电缆等管道安装施工时，可能不会预测到若干年后对市政排水管道敷设路由产生制约影响，同样道理，当前市政排水管道施工，若不能冲破时间因素局限，充分考虑总体规划，也会严重影响城市总体规划设计工作可持续性。那么在规划设计市政给排水工程项目时，必须站在整体规划角度，综合性分析给排水工程项目和其他市政工程项目总体规划设计是否存在冲突，避免受到其他市政工程项目影响和尽量减少对其他市政工程项目的影响，为城市规划设计创造更加合理的前提条件。

结语：

综上所述，市政给排水工程是一个繁杂的工作，在市政给排水设计中，应该注重市政给排水工程设计的合理性，提高设计技术水平，保证市政给排水系统的完整性和稳定性。因此，必须正视市政给排水工程设计中的难题，进而剖析难题形成的原因。在文章中，给排水设计相关人员应该结合工作实践和有关理论文章，从市政给排水工程设计中难题与合理化建议两个角度，制定出更具有针对性与实用性的给排水设计方案。