市政给排水设计存在问题以及设计策略分析

余北震

（贵阳建筑勘察设计有限公司，贵州 贵阳 550081）

0 前言

给排水系统管道通常位于地下，近年来，在城市区域气候复杂多变的情况下，降雨量较多的天气不仅提高了城市内涝发生的概率，同时也使得城市原有的给排水系统在实际运行中暴露出一定的问题。市政工程是城市建设发展的基础设施，对市政给排水系统工程进行优化设计，提高城市整体供水和排水的稳定性，不仅能够满足公众对于水资源应用的需求，同时也能够有效促进城市的健康发展。

1 市政给排水设计中存在的问题

1.1 给排水管道设计与解决城市内涝需求不符

内涝问题是现阶段城市建设发展中经常会存在的一项问题，城市内涝一方面是由于气候变化引起的雨水天气增多，降雨量增大导致的，另一方面则是由于城市现有的排水系统难以满足及时排出大量雨水的需求。城市现有的排水系统虽然能够满足日常的雨、污水排放需求，但在雨水和污水共道排放的情况下，夏季降雨量增加，使得城市排水系统的压力也逐渐增加。排水和排污管道共道不仅难以评估管道内径，也难以准确评估城市在雨水和污水方面的排水需求。在管道泄露的情况下，还会增加运维支出。这些问题的存在，很容易影响到城市本身的发展。基于新时期的发展背景，城市面临着现代化城市转型的要求，保证给排水管道系统的运行安全和稳定性，提升给排水管道的建设质量，才能够为城市建设发展奠定基础。但由于排污共道等问题的存在，往往需要消耗抽大量的时间、精力和成本来对给排水工程进行优化和维护，因而很容易影响城市建设发展的总体进程。

部分城市建设用地面积较小，相应的雨水管径偏小，管道淤积，且在雨水口设置方面也不尽合理，使得堆积在城市路面的雨水难以在短时间内快速下渗，产生城市内涝。除此之外，城市给排水管网布置不合理，雨水在进入排水管道之后如果经历一个较为漫长的运输过程，雨水中携带的泥土和杂质会堆积在管道中，很容易导致系统在运行中出现排水不畅的情况，进而导致城市内涝问题[1]。

1.2 供水稳定性不足

水资源在人们的生活中有着广泛的应用，当前市政给排水工程在设计中，还存在着供水稳定性不足的问题。尽管这一问题在城市建设发展中的发生频率较低，但也会严重影响到人们的正常生活[2]。例如，在城市受到各种突发事件、用水量短时间波动等客观因素影响的情况下，给排水系统的正常运行受到阻碍，不仅会影响到民众的生活用水，还会对企业的生产用水和工程用水产生影响。部分给排水系统运行的管道发生破裂等问题，也会对城市供水的稳定性产生影响。

1.3 难以保证给排水的稳定性

首先，针对城市建设发展中可能面临的各种突发情况，要以保证供水排水稳定性为主要目的，城市在建设给排水系统工程的同时，也需要基于管网的关键节点来设置备用装置，用以满足火灾等突发事件所需要的应急用水。例如，对于建筑内消防系统的设计，需要与正常的给排水系统相互独立，才能够保证城市供水排水的正常运行[3]。但从当前大部分市政给排水系统工程的设计情况来看，在城市土地资源短缺的情况下，很难有空间进行给排水系统的设计。同时，在给排水系统本身维护开支成本较高的情况下，如果再进行备用系统的设计，势必会进一步增加成本的消耗，给市政基础工程的建设造成额外的负担。在这种情况下，仅靠给排水系统虽然能够满足日常的供水排水需求，但也会给城市的建设发展造成隐患。

其次，由于给排水管网选材以及管道敷设方法的影响，导致在实际供水和排水过程中容易出现渗漏的问题，在影响给排水稳定性的同时，也会对城市整体的发展产生一定的影响。在管道选材方面，UPVC 排水塑料管的应用，虽然能够在很大程度上满足降低给排水管网运行噪声和提高运行效率的要求，但在实际的应用中也存在着一定的缺陷和不足，例如，在管路系统的承压能力方面较差，影响给排水管网的正常运行。在管道敷设方法方面，新建排水管网充分考虑区域排水现状及地块建设的情况，结合地块建设规划，在排水管道断面、平面布置、高程布置上适应功能的需要和接入的可能性、便利性。排水管网设计注意技术性与经济性相结合。尊重事实，在满足设计标准的前提下，尽量考虑利用现有管网体系和排水设施，并将其整合以发挥功能，排水管道的平面、高程布置充分考虑各种城市管线的敷设走廊，在考虑经济性的同时预留足够的空间，为管线综合提供条件。

最后，对于城市排水量的估算与设计，是能够保证市政排水工程施工建设质量的一个主要因素。受到当前技术水平和人员素质等方面因素的影响，设计者在未能充分了解市政排水系统运行中的排水情况，就难以对实际的排水量大小进行估算，进而导致市政排水量的设计不合理，影响排水系统运行的实际效果。

2 市政给排水设计策略分析

基于以往市政给排水工程施工建设的实际经验，要想提升市政给排水系统运行的科学性和稳定性，主要可以采取以下措施，对城市现有的给排水管道布置和设计情况进行优化调整[4]。

2.1 优化管网布置和选择方案

新时期背景下的城市建设发展特点与以往有着较大的区别，基于城市经济发展的要求，在城市现有规模不断扩大的情况下，市政给排水工程需要负责的供水和排水区域范围也在逐渐扩大。为了能够更好地满足城市大部分地区的供水和排水需求，对于给排水的设计，最主要的就是基于城市的地理位置和面积范围，对给排水管网的布置和设计方案进行优化。

结合给排水改造工程的实际建设经验来看，在对给排水管网进行优化设计时，主要可以应用以下模式。

首先，可以应用分流制。分流设计是指在充分结合城市地理环境信息和发展需求的基础上，以满足污水和雨水排放为主要目标，设计一个能够独立工作的系统，并为系统中不同的管道设计总阀，通过对常规排雨、排污工作需求参数的调整，让给排水管道能够在总阀的控制下实现独立作业，实现分流制改造。图1 为一种高比例混错接分流制给排水系统。

图1 一种高比例混错接分流制给排水系统

其次，在城市管网建设中，通过合理设置排出口的方式，就近排入附近水体，避免因城市管道距离过长，在长时间的输送中堵塞管道，或由于管道自身的渗漏问题对地下环境产生污染。在此基础上，还需要在污水排出口的位置设置好污水排放的检测和处理装置，以便能够在污水排出后对其进行处理，降低污水对附近水体环境的污染和影响；对于污水的处理，还可以通过合理设置污水处理厂的方式，尽可能避免长距离大管径，这样不仅能够提高对污水进行处理的效率，同时也能够提高污水排出的效率，从而缓解排水压力，提高管网运行效率。

2.2 应用智能设备提升供水稳定性

在对市政给排水管道工程进行设计时，还需要基于水资源的重要性，保证供水管道运行的稳定性，才能够为生产生活提供稳定的水资源。在现代化社会发展的背景下，可以充分发挥各种先进科学技术的作用来对供水动力和供水稳定性进行调控。市政给排水工程的施工建设，主要是为了解决城市建设发展中存在的供水不足问题导致的。针对这种情况，工程在实际进行改造设计和施工之前，不仅对城市整体的发展概况进行了充分的了解，同时也基于城市所在的地形地势情况，对区域范围内整体的供水量和建设规模进行了科学的预测。一方面，通过对供水范围和供水人口的预测，为给排水系统的设计提供依据，另一方面则通过水量和总体建设规模的评估来考虑工程建设成本和最终的工程建设效果。

具体而言，应用智能化的设备来进行给排水系统的设计，需要事先对城市建设发展中的用水量规律和变化情况进行了解。该工程所在范围的城区用水量总体上能够呈现出缓慢增加和长期稳定的特点，且每年度的用水量都会小幅度增加，而在不同的季节变化情况下也会产生一定的波动。基于这一情况，可以通过设计用水量流量监测仪的方式，收集城区范围内用户当日的用水信息，并通过无线远程通信的方式，将收集到的信息及时传输到管理系统当中，由管理系统来对用水量的变化情况进行分析。图2 为智能化给排水监测系统构成。

图2 智能化给排水监测系统构成

基于分析得到的结果，相关人员可以计算得到城区范围内给排水每日所需提升水量的最低标准，并在确定年用水增加量标准的基础上，衡量当地下一年度给水系统的整体作业能力。同时，还需要注重为给水系统工程的设计预留一定的空间，以给水系统的正常工作时间为期限，基于每年增加的区域用水量来对整个给水系统进行迭代优化，从而在保证供水系统稳定性的同时，提升给排水系统的运行质量。

2.3 为关键节点设置备用装置和设备

为了能够更好地满足城市建设发展过程中的供水和排水需求，还可以通过设计备用给排水工作系统的方式，避免因水源不足或内涝问题影响正常的生产生活。具体而言，对于备用工作系统的设计，可以基于系统的运行需要，将备用系统分为给水备用、排水备用以及综合备用系统3 个部分。对于给排水备用系统的设计，更多需要考虑工厂、企业等需要充足水源供应场所的正常给水需求，以设计备用管道的方式，满足这些场所独立给排水系统的运行需求，缓解正常给排水系统能够的运行压力。在排水系统的关键节点设置备用系统，如过河、过桥、夸铁路等构筑物地方，基于城市的主要生活区域用水量容易出现阶段性激增的特点，在考虑给排水系统本身能够满足给排水需求的基础上，以重力流输水的方式来设计备用的给排水装置，用于满足短期出现的给排水负荷激增要求。

市政给排水工程可以设计综合备用系统的方式，在保证城区本身用水量和排水量相对稳定的情况下，尽可能减少对城区原有给排水管道管网的破坏，结合原有给排水管道来设计给水和排水的备用系统能够，进一步缓解城区内用水和排水需求快速增加给系统运行造成的压力。

2.4 加强水源节能保护和资金资源利用

市政给排水工程是城市基础设施的重要组成部分，基于城市整体建设发展的需要，改造工程需要考虑节能要求以及资金不足对工程建设效果的影响，以此来提高工程改造的经济效益和社会效益，让给排水工程能够更好地为生产生活服务。当前我国已有的市政给排水工程应用了较多的节能技术：通过对工程改造中涉及的沿程损失、局部损失的精确计算，有效降低管段水头的损失；以新型的节能产品来代替以往工程中应用的管道和管件，在降低管道内壁粗糙度的同时，也有效降低了管道的阻力损失，并通过对系统整体运行调度水平的优化，提升供水系统整体的运行效果；应用对过水截面影响较小的阀门，同时应用静电粉末环氧树脂来作为管道涂衬；建立管网在线自动数据检测反馈系统和管网水力模型，用以辅助给排水系统整体的安全运行。

在资金资源的利用方面，市政给排水工程能够基于水资源污染防治的相关要求，通过规划一级、二级和准保护区的方式，针对工程建设涉及的流域区域可能造成的水污染问题进行及时的防护和治理，同时配合相应的手段来强化对整个给排水系统运行情况的管理。

3 结语

综上所述，基于城市建设发展要求来对市政给排水系统进行设计，能有效提高给排水系统运行的稳定性，促进城市的健康发展。基于当前市政给排水系统运行中存在的问题，结合工程建设的实际经验，在对市政给排水工程进行设计时，需要在对给排水管网进行优化布置的基础上，充分发挥各种智能化技术和设备的作用，同时通过设计备用工作系统和提高水资源利用率的方式，从多方面保证给排水系统的正常稳定运行。