市政排水管网设计

市政排水管网设计（精选12篇）

市政排水管网设计 篇1

一、优化市政排水管网设计的必要性和可行性

作为我国城市建设过程中的关键构成部分, 市政排水管网的投资在整个排水系统投资中占据着绝对重要地位。所以说, 优化设计市政排水管网有着重大意义。伴随着我国经济的快速发展, 城市道路的大量修建, 使得排水管网获得大面积普及应用, 然而, 仍然存在诸多消极影响问题。作为现代化城市基础性设施, 市政排水管网系统建设可谓是城市水污染防治工程中的关键性建设内容。为此, 在充分满足各类型约束条件的基础上, 实现对排水管网的埋深以及管径等组成因素的优化选择, 将污水管网建设所需的投资费用尽可能降至最低, 可谓是优化设计排水管网的主要实现目标。就目前的情况, 计算机技术在各行各业中均有着较为广泛的使用, 其在人们的生产生活有着良好渗透, 则能够将计算机技术应用于市政排水管网优化设计中, 使用软件, 进行相关程序的合理编制, 提升设计效率。

二、市政排水管网优化设计所涉及的相关内容

1. 排水管渠

优化设计排水管渠的时候通常涉及有四个方面的主要内容, 具体来说, 第一, 确定城市实际集水范围以及最佳的排水分区数量;第二, 确定排水系统管线的最佳布置形式;第三, 在已经确定管线布置形式的基础上进行管系的优化设计;第四, 构建对应的雨水径流模型。

2. 污水管网

优化设计污水管网的过程中通常涉及有两个方面的主要内容, 具体来说, 第一是优化选择管线的平面布置;第二则是在已经确定管线平面布置的基础上优化设计管径与埋深等管段相关参数。由此可知, 在优化设计市政排水管网的进程当中, 所需解决的主要问题即为进行平面布置方案的有效确定, 并基于此, 优化设计排水管道埋深以及管径、提升泵站, 深入探究市政排水管网的平面布置方案。

三、在平面布置已经确定的基础上所实施的市政排水管道优化设计

一般来说, 针对市政排水管道所实施的优化设计主要指的是, 针对某个设计管段, 将相对应的设计流量确定下来以后, 结合设计规范中所要求的坡度以及管径的各种组合, 计算敷设费用跟管材费用之间的有效平衡。在已经确定排水管线平面布置的基础上, 针对管径和埋深实施设计优化, 国内外均对此做了大量的研究工作。在此, 将着重推荐几种优化设计方法。

1. 两相优化法

该种方法是在充分满足流速约束条件基础上, 将最经济的流速合理地选择出来, 若是流速出现增加的情况则需根据流速每秒一米的步长增加, 而后, 结合相关的确定流速以及设计流量进行最优充满度以及管径的合理选取, 获得所需的最优坡度, 即为尽可能小的坡度情况。

2. 遗传算法

首先需要注意的是, 进行市政排水管网优化设计的过程当中, 无论采用哪种方式方法均需将相应的设计规范当作是最基本的要求, 并尽可能地将费用值降至最低。遗传算法要求针对所涉及的所有参数实施有效的编码处理, 同时针对目标函数实施适应度函数的转换处理措施, 然后结合转换之后的适应度函数的实际大小情况进行对生物进化过程的不断模仿, 针对参数编码执行选择以及交叉、变异等等行为, 一步步实现目标函数的最小获取。

3. 非线性规划法与线性规划法

非线性规划法能够充分适应计算模型中所涉及的目标函数及变量所具备的非线性特征, 其能够实现对管径与埋深的优化选择, 但在某种程度上来说, 该种方法会对目标函数以及约束条件的具体形式造成很大的限制。

线性规划法则是就排水管网设计计算中的约束条件和目标函数的非线性, 分别用其一级泰勒公式展开式代替用线性规划的解作为问题的近似解反复迭代。使迭代序列逼近非线性规划的最优解。缺点是把管径当作连续变量来处理, 存在计算管径与市售管径不一致的矛盾, 且前期准备工作量大。以后发展的整数规划法虽然在一定程度上解决了线性规划的缺点, 但是其整型变量比较多, 难以求解。

4. 动态规划法

在我国, 该种方法相对较为常见一些, 其所依据的基本思想是为将市政排水管网设计当作是涵盖有很多个阶段的过程, 并针对整个设计过程实施合理的阶段划分, 进而有效地开展管道优化设计工作。将节点埋深作为是状态变量, 通过坡度决策进行全方位搜索, 优势在于是直接采用标准管径, 能够针对具体的计算深度实施有效控制, 可是由于其所要求状态点间埋深间隔相对较小, 导致存储量以及时间间隔大幅度增加, 基于进行缩小范围的迭代过程引入, 使其有很大局限性;将管径当作是主要的状态变量, 通过流速和充满度决策, 因为能够进行使用的标准管径数目相对有限一些, 所以其在存储以及计算机速度方面占据有较大优势。之后衍发出可行管径法, 这种方法能够促进计算精度的优化提升, 尽可能实现计算机实际存储量以及具体的计算工作量的明显减少。

5. 优化排水管网坡度设计

满管流或水面平接非满管流多管段排水管网中, 各管段在交汇节点上的水位高程相等, 可以归纳为能量连续的排水设计管段。将工程造价的最小值当作是目标函数, 输水能量则运用设计管网起始点间所存在的水位差最大值, 将相应的设计规范作为主要的约束条件, 构建对应的坡度数学模型, 通过分析模型求得管网系统中各个管段最佳管径以及最具经济价值的坡度。

四、市政排水管网设计中存在的主要问题

1. 重视程度不够, 缺乏合理的系统规划

通常在城市建设规划过程中, 管理者往往只重视地面以上的建设情况, 而对于地下排水系统没有予以充分地重视, 在路网规划过程中没有充分地分析片区排水情况, 导致排水规划不合理, 有的只考虑道路两侧局部范围内的排水, 而忽略了上游的转输流量。甚至还有的片区根本没有做整体排水规划, 只是在市政道路设计时才进行排水管网设计, 各条道路的管网孤立进行设计, 最后路网成型后发现有的道路的管网在高程及管径方面无法很好地与上下游管线衔接。

2. 设计标准偏低

目前我国的很多城市市政排水系统设计标准一直采用的是一年一遇或三年一遇, 并且这种设计标准已经沿用了许多年, 但近年来我国城市化不断发展, 市政道路两侧地块迅速的硬化并被利用, 这对原有雨水系统的排放方式造成较大影响, 使得地表径流系数不断提高, 雨水难于渗透到地下, 大量的地表水积聚于路面, 雨水系统排放压力大大增加, 形成“水浸街”等内涝问题。特别是近年来一到暴雨季节, 我国很多城市便出现内涝, 严重影响了车辆的正常通行和行车安全, 尤其是2012年7月北京出现多起行车至地势较低的积水路段时, 车辆被淹没造成车内人员死亡的现象。这种城市内涝现象很大程度上与排水设计参数取值偏低有关。

3. 雨水综合利用程度不高

在当前的市政排水设计中, 往往过分依赖于雨水管网系统的排水能力, 而忽略了大的城市水循环系统的形成, 在雨水管道设计时没有考虑充足的雨水蓄存空间, 没有为雨水留足排泄的通道, 从而大大增加了管网系统的负荷, 尤其是在暴雨季节可能会出现超负荷而形成内涝现象。

4. 排水管网细节设计不合理

在排水管网的具体设计过程中, 因人为因素造成很多不合理的地方, 如因资料不齐而导致设计参数选择错误, 造成管径偏小或偏大, 管道坡度控制不合理而影响排水性能, 没有进行管线过街预留或预留不合理, 排水管网与其他管线在高程上存在冲突等问题。这些设计不合理之处会给管网系统的施工和后期正常运营带来不利影响。

5. 计算机互联网等先进技术应用水平不高

由于我国还没有对城市排水予以足够的重视, 因而在管网规划设计、维护管理、调度运行等方面还没有开发和运用一些先进的计算机互联网等技术, 造成管网设计水平低下, 也不利于后期维护和管理的开展。

五、市政排水管网分区

最优管网分区方案需为在相应年限内管理费用加上建造费用最小且技术具有很强的合理性的方案。具体来说, 管道费用即为排水管网的建造费用, 其多少主要是由管径、管长以及管材等等因素所决定的;泵站的运行费用则为排水管网的管理费用, 其多少主要是由水泵扬程与实际流量所决定的。就目前的情况来看, 年折算费用法是应用在管网工程的经济评价方式, 其主要指的是在基准投资回收期的各个年限中完成方案建设投资费用的合理分摊, 而后叠加各个年限的实际经营成本。将所得出的折算费用值最小的方案作为是最优方案。

六、结语

综上可知, 在当今的市政工程建设中, 优化设计排水管网已然成为重中之重, 基于目前的基本形势, 需有效运用相应的排水机制。合理选择新型管材, 优化开展各项管网设计, 使得市政排水管网的实际效用得以充分发挥。

市政排水管网设计 篇2

2019关于对市政排水管网及

设施代管养护的工作报告

生物科技产业园区管理委员会：

按照双方签订的《西宁经济技术开发区生物科技产业园区排水管网养护代管协议书》之规定，本我司于2019年1月1日起对贵区协议内市政路段的排水管网、设施加大了巡检、排查、养护力度，对存在安全隐患的市政排水管网及各类排水设施进行了及时清疏、更换。针对本各类节假日、汛期前后、冬季养护，我司实行24小时值班及周末值班制度，加大巡检排查养护力度，对发现的问题予以及时处理。确保本市政排水管网及设施畅通、完好，为园区的快速发展和市民安全出行提供有利保障。

一、截至10月份工作完成情况

在园区管委会，规建局、公设局及相关部门的大力支持下，截止2019年10月12日，我司相继对代管养护路段市政排水管网及设施进行清淤、疏通及更换养护。截至目前已对协议内的市政排水管网进行了全面清挖、疏通，并对部分存在问题隐患的排水设施进行了集中更换，及汛期时会同贵区公设局对接负责人进行了应急防汛处置工作，累计清挖雨水井2552座、清挖检查井1141座、更换雨水井71座、更换检查井39座、疏通管道43450米、清洗检查井5座；

二、下一阶段工作计划

我司针对贵区市政排水管网、设施实际情况，制定了具体相应的代管养护工作计划。今年养护工作计划如下：全年1月1日--12月31日由以下几项工作内容相互贯穿同步进行。

1.对市政排水管网及设施的日常巡检、排查；

一、汛前、汛中、汛后对市政排水管网及设施的清淤、疏通及维护更换；

2.对雨、污水排水井的维护更换；

3.汛期时：防汛应急排查、对市政排水管网的清疏、对因雨水冲刷造成破损的各类排水井的维护更换；

4.冬季养护：日常巡检排查、对重点路段、主干道、学校周边路段、人员密集场所、城乡结合部市政排水管网的清疏，对排查出因重型车辆碾压破损、偷盗原因造成安全隐患的各类排水井的维护更换；

5.针对园区各项重要活动、全年各类节假日前后，对市政排水管网及设施的安全隐患排查与养护管理；

三、存在的问题及困难

通过前一阶段对园区市政排水管网及设施的代管养护，在开展养护工作过程中我司遇到以下问题及困难：

1.排水设施：即雨、污水检查井、雨水篦子损坏原因大多为大型载重车辆碾压、偷盗、工地临时排水损坏所致，烦请贵局加大监督力度；

2.个别雨水支管内常满树根排水不畅雨水井，已清疏完毕；

3.在对园区代管养护市政排水管网进行清疏时，由于我司高压清洗车出水量较大，加之加水地点较远，烦请贵局在园区内指定一至两处加水点，以便我司高压清洗车及时进行补水，进一步有效提高清疏工作效率（青a55229、青a44889、青a56850、青a29138）；

4.部分路段管线管径过小，已无法满足排水量，瞬时强降雨时尤为明显，易饱和易冒井；5.请贵园区拨付本代管养护经费；

以上是本我司对贵园区代管养护市政排水管网、设施的巡检、排查及汛期时代管养护工作的完成情况及存在的困难与问题。（附养护工作图片）

探析如何提高市政排水管网效能 篇3

一、排水管网现状分析

第一，缺乏对系统进行合理设置。在我国，城市化建设发展速度不断加快，城市基础设施建设的力度也在不断加强。但是在城市建设过程中，市政排水管网新建设施与原有设施在相互搭配上还存在较多问题。在对相关基础设施进行建设的过程中，普遍存在重视“看得见”的设施建设，而忽视“看不见”的设施建设的问题。

第二，缺乏对建料及环境进行充分考虑。在我国现阶段，多数城市中所应用的管网系统原有设施均是上个世纪50年代的建设的，有得设施建设的时间更早。在新时期，设施管网系统扩建的过程中也未能对环境因素、原有管道的材料等进行充分考虑。管网系统扩建存在较大的盲目性。因此导致市政排水管网普遍存在漏水、积水等问题，环境污染，水资源浪费均较为严重。

第三，缺乏对突发情况进行及时处理的有效性。目前，在我国市政排水管网中，最为常见的突发情况为洪涝、爆管。由于在排水管网细节的设计上缺乏完善性，在面对洪涝和爆管情况时，多数城市的排水系统均无法及时进行有效排水。这种问题的存在导致道路存在严重积水，进而影响到城市交通，影响到人们的正常工作和生活。

二、提高市政排水管网效能的具体措施

（一）超前排水管网规划

市政排水管网是城市规划的一个重要组成部分，其对人们的正常工作和生活均存在极为重要的影响。做好施工建设前期规划工作，保证其在正式投入使用之后能够更好地适合城市不断发展需求。随着城市化进程的不断加快，我国城市建设的规模在不断扩大，城市生产、生活的排污量不断增加，市政排水管网无法适应城市发展需求的问题越来越突出。因此，在排水管网的规划阶段，设计工作者必须充分发挥超前意识，对排水管网的整体规划进行统筹安排，尽量克服规划过程中存在的短期行为。在规划过程中需充分结合当地当时所存在的排水实际情况，结合多方因素，加强对城市今后发展过程中所面对的排污量进行综合性考虑，然后再对官网的管径进行确定。特别是在高新区、开发区等经济发展速度加快的区域进行排水管网规划时，必须对近期、远期城市所面临的排污问题机进行综合性考虑，保证排水管网规划具有超前性。

（二）优化市政排水管网设计

第一，实施具体设计之前，需先充分了解管线现状。“看不见”的市政基础设施存在较大的复杂性，且原有排水管网资料缺乏完整性。因此，在进行新设施建设设计时，需实施实地管网调查，进而获取全面、可靠的管网现状数据，并以此作为主要根据进行新设施建设设计。只有这样才能提高市政排水管网设计的合理性，促进新建设施能够更好的搭配原有设施。

第二，积极改造现状管道技术。根据当地实际情况，加强对现状管道技术进行合理改造。例如某市在实际污水排放过程中，各管道汇水的面积、积水的时间均存在差异性，所以管道在应用过程中的高峰流量也会发生于不同的时间点。因此，为了促进排水系统的效能得到有效提高，缩短地面积水时间，在实施新设施建设的过程中，可在相邻的排水系统间的积水较多增设地段等位置连通管、雨水口，使得雨水系统能够形成一个环状管网，借助连通管可实现将流量进行相互调剂。同时，在市政管网与用户支管接口前位置增设隔油池或沉泥井可有效提高排水管网的畅通性，进而促进排水管网的整体效能得到有效提升。

（三）积极应用先进技术，加强施工监管

健全而完善的施工监管体系是提供工程施工质量的重要保障。因此，在市政排水管网建设的施工过程中，必须积极建立一个以领导作为中心，各组织部门积极配合的施工质量监督管理机构，进而保证在施工过程中各个施工环节及工序均有据可依，保证整体施工质量。在施工过程中积极应用非开挖技术、顶管技术、降水技术等。这些先进技术的应用不仅可促进施工效率得到有效提升，缩短工期，同时能够提供施工质量，保证工程正常施工质量。

（四）加强对网管进行维护和管理

一个市政排水管网的成功建设，不仅在与建设，更在于后期的维护和管理。所以市政排水管网的使用过程中，还必须加强对其进行有效维护和管理。市政排水管网效能的提高离不开后期使用过程中的维护和管理。网管的维护部门需定期安排专业人员对官网检查井、泵站等进行全面的检查。在检查维护过程中，检查人员需逐个逐段地对官网进行仔细巡查，将管道进行清理和疏通。在检查过程中发现排水管存在严重老化现象时，需及时应用袜筒法、内衬法等先进技术和方法进行维修。在对市政排水管网进行管理的管理人员必须接受过专门的学习和培训。在对管网的实际运行情况进行明确之后，才能保证管网相关设施运行具有完好性。泵站管理制度可实施24小时值班制。在管理过程中，将具体责任明确到个人，进而保证相关问题能够得到及时发现，并得到最快、最有效的处理。维护部门通过定期对管道进行疏通，能够及时采取有效措施解决存在的问题，进而才能保证管道具有良好的通畅性，保证排水管网存在的相关安全隐患能够及时被发现，只有这样，市政排水管网在实际应用过程中的效能才能得到真正提高。

三、结束语

城市市政排水设施为城市基础设施的一部分，关系着城市的卫生条件、市政容貌，联系着千家万户。市政排水管道工程设计是个实践经验与能动性相结合的过程，在满足规范要求、注意设计控制要点的同时要注意筒当地的经济建设紧密的联系，加强管理，个部门共同努力，提高市政排水管网的排水效能。市政排水管网的应用效果直接关系到人们的日常生活及工作，因此，需高度重视排水系统在实际应用过程中存在的相关问题，并针对问题加强进行改进和优化，促进市政排水管网效能得到不断提升，进而提高排水管网的整体应用效果。

市政排水管网规划和设计探究 篇4

关键词：排水管网,规划,设计

随着我国城市排水管道系统的不断完善, 使得城市污水得到了有效的控制, 从而也积极促进了城市污水处理厂的发展;但是随着我国城市建设的不断推进, 以及国家污水处理政策的提出, 对于城市排水传统的功能标准, 有了更多的要求;对此加强城市排水系统的规划和设计是非常有必要的, 从而更好地满足社会发展的需求。

1 城市排水管网系统分析

市政基础设施工程, 是为了保证城市稳定运行的物质基础, 从而给人们提供更好的城市生活环境、促进城市建设, 以及提高城市的承载能力;而城市排水系统, 是市政基础设施重要的组成部分, 主要包括城市雨水管道、污水管道、雨污水管道、排水沟、排水泵房、污水处理厂以及其他的设施。主要的作用是对于城市污水、废水以及雨水的疏通和运输, 对于水污染的控制, 同时排水系统也成为了现代城市发展的重要系统, 从而更好促进城市环境健康发展、生态系统的稳定运行。

2 城市排水管网系统的总体规划

对于城市排水管网的布置, 要充分的结合多种因素, 同时规划的制定, 也要结合城镇以及区域的规划, 因为城市排水管网的铺设, 大多数为地下建设, 对此要与城市其他基础设施建设工程同步, 并且对于排水的制度、标准以及定线的工作, 都应当是根据实际情况进行调增, 所以对于其规划和设计是一个动态的过程, 从而更好的符合我国基础设施工程建设的需求和标准;但是城市管网系统的规划, 也不能一味的按照城市建设总体规划进行设计, 这样自身的价值可能很难得到保证, 对此城市排水管网的规划, 应当按照建设的实际需求, 人口数量、污水总量等方面因素, 以及自身的发展空间进行设计, 从而更好的处理多方面之间的关系。

3 城市排水管网的设计分析

3.1 注重排水体制

合流制或分流制排水体制的选择, 对于排水管网系统的设计非常重要。排水体制的选择也要根据实际情况进行建设, 排水体制, 是指生活污水、工业废水以及雨水的收集、运输和处理的体系, 其区别主要在于合流制是指污水与雨水, 同时由一个排水管网排出, 利用同一种处理废水的方式, 同时合流制也分为直排式和截流式, 直排式是直接收集并排放废水, 截流式就是指临河建造的截流干管;而分流制是指污水与雨水, 利用不同的排水管网排出。同时合流制虽然具有建设成本低、施工组装简单的优势, 但同时也具备污水处理不当, 以及管理相对于有难度的缺点, 在雨天易出现路面积水的情况, 不仅给后期的维护造成影响, 同时也会造成交通的压力。而分流制具有污水处理、维护简易, 但同时也存在建设成本高的缺点。目前使用最广泛的是分流制污水处理体系, 但还是要根据实际的情况, 以及《室外排水设计规范》的规定进行选择。

3.2 污水截流井的设计

合流制排水体制中的截流式排水形式, 会将合流污水会通过截流管道收集, 然后在经过污水厂进行处理和排放;但是这种形式对于合流污水总量有一定的要求, 当合流污水量增加时, 截流管道的输送能力, 就不能满足于合流污水处理的需求;此时一部分合流污水, 会通过截流管道、污水厂进行处理和排放, 而另一部分的合流污水, 则会通过截流井溢流到水体中;但是这种形式对于水源污染严重, 对此在设计时应当严格的对于截流井的径流进行控制;并在建设截流井的同时, 也应当建立雨水储存室, 然后将储存室中的废水, 在运输到污水处理厂, 使其经处理后再排放, 从而有效降低水质污染。

3.3 加强对排水管网的建设

随着我国水资源保护意识的加强, 对于污水处理相关的措施也纷纷的得到落实, 对此污水厂的建设数量、质量以及效率, 都在不断地增加;但是目前相关单位普遍存在重污水处理厂的建设, 而轻排水管网的建设, 使得污水处理厂发挥不了价值。排水管网对于污水处理厂来说, 是非常重要的环节, 无论是污水进入到污水处理厂, 还是从污水处理厂排放, 都是需要排水管道进行运输的;但是受到建设资金, 或是施工单位的建设意识, 以及方案设计的原因, 导致排水管网安装不合理, 污水处理厂经济效益、社会效益发展受限的同时, 也造成了水质污染, 对此加强对于排水管网的设计是非常有必要的, 根据实际的情况设计, 设计单位也要与施工单位共同对于排水管网的安装及时进行调整, 同时也要通过一系列数学模型的建立和分析, 更好地降低建设的成本。

3.4 加强城市小区的污水处理设计

城市污水以及生活污水都排入到市政污水管道, 会给污水处理造成一定的负担和麻烦, 对此加强城市小区污水处理的设计, 从而加强污水处理, 给市政污水管道减轻负担, 有效的提升水处理的质量是非常有必要的。首先将人工湿地污水处理系统, 与小区景观系统相结合;然后在安装污水排水管网, 建立化粪池, 经过化粪池的沉淀后, 使其排入到污水厂进行深度的处理;同时也要及时对于化粪池中的污泥进行清理, 这样不仅可以有效的提高污水处理的质量, 减少污水处理厂的工作难度, 提高其工作的效率, 降低管理资金使用, 同时也积极促进小区污水处理技术的发展。

4 结束语

综上所述, 通过对于市政排水管网规划和设计分析, 发现其规划, 不仅要符合城市建设的标准, 还要符合城镇总体, 以及区域的规划, 只有这样才能有效的保证排水管网规划的科学性和合理性。对于其设计, 要将降低成本的数学模型建立与分析, 有效的结合排水体制的选择, 污水截流井、城市小区的污水处理等方面进行设计, 使其市政排水管网的设计更加符合《室外排水规范》, 从而有效的降低建设成本, 将价值和利益发挥到最大。

参考文献

[1]王治荣.关于市政排水管网的规划设计与施工改造的探讨[J].科技与企业, 2014, (22) :109+111.

[2]邹俊.新环境下市政排水管网的施工技术[J].江西建材, 2014, (17) :92.

城市供排水管网设计与分析 篇5

城市排水工程是指收集、输送、处理和利用污水（废水）的一整套工程设施。其中处理和利用污水是在污水处理厂完成的。污水分为生活污水、工业废水（城市污水）、还有降水(雨水、冰雪融化水)。整个排水系统可分为合流制排水系统跟分流制排水系统，两者的区别就在于是否将生活污水和工业废水进行分开处理，个人更倾向于分流制排水系统，分流制排水系统是指将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管系统内排除的排水体制。排除生活污水、工业废水或城市污水的系统称为污水排水系统，排除雨水的系统称为雨水排水系统。根据排除雨水方式的不同，又分为完全分流制和不完全分流制排水系统。完全分流制排水系统具有相互完全独立的污水排水系统和雨水排水系统，污水排至污水处理厂处理后排放，雨水就近排入水体。不完全分流制是指只有污水排水系统，而未建雨水排水系统，雨水沿着街道边沟、水渠、天然地面等原有雨水渠道系统排泄，或者在原有渠道系统输水能力不足之处修建部分雨水管道，等到城市进一步发展后再修建完整独立的雨水排水系统，逐步改造成完全分流制排水系统。

在一些大城市中，由于各区域的自然条件存在差异，同时排水系统的建设是逐步进行和完善的，有时会出现混合制排水系统，即既有分流制也有合流制的排水系统。混合制排水系统在原为合流制的城市进行排水系统的改造扩建时常常出现。在工业企业中，由于工业废水成分和性质的复杂性，与生活污水不宜混合，而且彼此之间也不宜混合，否则将造成污水和污泥处理复杂化，给废水重复利用和有用物质的回收造成、困难。将生活污水与工业废水分开处理，更有利于管理控制水质，合流处理加大了后期处理排水的难度，方便管理，但分流处理也增加了管道造价，后期的管道维护也增加了难度。

排水系统规划应符合城市和工业企业的总体规划，并应与城市工业企业中期他单项工程建设密切配合，相互协调，该现成的道路规划、建筑界限、设计规模对排水系统的设计有很大的影响；排水系统设计要与邻近区域的污水和污泥处理和处置协调；考虑污水的集中处理与分散处理；设计排水区域内需考虑污水排水问题与给水工程的协调，以节省总投资；排水工程的设计应全面规划，按近期设计考虑远期发展；排水工程设计师考虑原有管道系统的使用可能；在规划设计排水工程时必须认真观测执行国家和地方有关部门制定的现行有关标准、规范和规定。

排水系统体制应根据城市及工业企业的规划、环境保护的要求、污水利用情况、原油排水设施、水质、水量、地形、对条件确定。从环境保护方面来看，如果采用合流制将污水和雨水全部截流送往污水厂进行处理，然后再排放，从控制和防止水体的污染来看，是较好的，但这时截流主干管很大，污水厂容量也增加很多，建设费用也相应增加。采用截流是合流制时，雨天有部分混合污水经溢流井溢入水体，水体受到污染。分流制排出污水和雨水，初雨径流未加处理就直接排入水体，对城水体也会造成污染，但它比较灵活，比较容易适应社会发展的需要，故应采用分流制；从造价方面来看，合流制排水管道的造价比分流制一般要低20%-40%，可是合流制的泵站和污水厂却比分流制的造价要高；从维护管理方面来看，晴天时污水在合流制管道中只是部分流，雨天时才接近满管流，因而雨天时合流制管道内流速较低，易于产生沉淀。但据经验，管中的沉淀易被暴雨水流冲走，这样，合流管道的维护费用可降低。但是，晴天和雨天时流入污水厂的水量变化很大，增加了合流制排水系统污水厂运行管理的复杂性。而分流制系统可以保证管内的流速，不致发生沉淀，同时，流入污水厂的水量和水质比合流制变化小得多，污水厂的运行易于控制。

综合考虑各个因素，为了更好的保护环境，适应以后的发展，且便于污水厂的运行管理，采用分流制排水系统，即采用两个（雨水、污水）管道系统。

然而在迅速发展的城市建设，面积不断扩大，多种建筑物构筑物和设施密布于地上地下，硬化程度越来越高，水生态、水环境被严重破坏。有生态学家曾指出：城市下垫面大量硬化、不透水层不断扩展，就是城市沙漠化的开始，出现沙化的危害。历史上楼兰古城消失在沙漠之中，就充分说明了这一点。在城市整个排水系统都不理想的情况下，人们创造性的引出了海绵城市的概念。建设海绵城市的实质是治水，治理城市下垫面的水状态、水环境。视雨水为资源，对这部分资源进行搜集、蓄存、利用。在遇雨水过多时，还可缓解城市内涝。是尊重自然、顺应自然、再现自然的创新过程。水是生命之源，水润万物。无论在自然界和人类社会环境中都处于根脉性地位和作用。建设美丽中国，实现天蓝水清地绿，有水地才绿，地绿天更蓝。中华传统文化推崇上善若水，探索水对自然和社会发展法则。城市依水而建，建筑因水而筑，景观因水更显灵性。

海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。2016年3月，海绵城市试点获财政支持。2016年7月，北京市“十三五”时期水务发展规划发布，通州被确定为全国第二批海绵城市建设试点。2020年“海绵城市”将遍布安徽，合肥打算消除城市内涝隐患。传统海绵城市建设模式，处处是硬化路面。每逢大雨，主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水，以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念，往往造成逢雨必涝，旱涝急转。逢雨必涝已经成为我国大中城市的痼疾。然而，不再“城中看海”却不仅仅是管道扩容这么简单。目前中国99%的城市都是快速排模式，雨水落到硬化地面只能从管道里集中快排。强降雨一来就感觉修多大的管道都不够用，而且许多严重缺水的城市就这么让70%的雨水白白流失了。以深圳光明新区举例，这个年均降雨量1935毫米、汛期暴雨集中的城区，一方面有26个易涝点，内涝严重；另一方面又严重缺水，70%以上的用水靠从区外调水。这说明城市排涝抗旱的思路必须调整，把雨水这个包袱变成城市解渴的财富。根据《海绵城市建设技术指南》，城市建设将强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水，以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念。

海绵城市建设应遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。建设“海绵城市”并不是推倒重来，取代传统的排水系统，而是对传统排水系统的一种“减负”和补充，最大程度地发挥城市本身的作用。在海绵城市建设过程中，应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节，并考虑其复杂性和长期性。作为城市发展理念和建设方式转型的重要标志，我国海绵城市建设“时间表”已经明确且“只能往前，不可能往后”。全国已有130多个城市制定了海绵城市建设方案。确定的目标核心是通过海绵城市建设，使80%的降雨就地消纳和利用。围绕这一目标确定的时间表是到2020年，20%的城市建成区达到这个要求。如果一个城市建成区有100平方公里的话，至少有20平方公里在2020年要达到这个要求。到2030年，80%的城市建成区要达到这个要求。

建海绵城市就要有“海绵体”。城市“海绵体”既包括河、湖、池塘等水系，也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。雨水通过这些“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回用，最后剩余部分径流通过管网、泵站外排，从而可有效提高城市排水系统的标准，缓减城市内涝的压力。城市不同，特点和优势也不尽相同。因此打造“海绵城市”不能生硬照搬他人的经验做法，而应在科学的规划下，因地制宜采取符合自身特点的措施，才能真正发挥出海绵作用，从而改善城市的生态环境，提高民众的生活质量。

市政管网改造设计要点探讨 篇6

关键词:排水;管网;管理

中图分类号:TU992 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0203-01

城市排水是城市市政工程的主要基础设施之一,有效地控制城市排水,同时也是控制水污染、改善和保护环境的重要措施,对城市社会和经济发展具有全局性的重要影响。加强城市排水管理,对于保障城市排水设施安全正常运行,防治城市水环境污染,对保护环境、促进经济社会可持续发展和保障人民的健康安全,具有巨大的现实意义和深远的影响。但从目前的理论研究和实践改革来看,或局限于污水处理领域,或局限于排水管网的技术性问题,对于多元责任主体下的管网管理模式的研究还基本属于空白,本文的研究将不仅具有一定的理论意义,对于更好的开展我国城市排水管理的实际工作,解决实际管理工作中的困惑和难点,更具特别的实践应用价值。

一、影响市政管线改造工程设计的几个重要因素

(一)相关用地与工程专项规划。在进行管线设计之前,应收集本片区最新用地与工程专项规划,了解本次设计涉及的管线种类和片区内管线使用的基本情况和存在问题,如水源、电源、气源、排水体制、污水出路、雨水出路等,还要明确各类设计管线的管径、尺寸或孔数等。

(二)现状管线资料。设计前应收集本次设计范围内的现状管线资料,缺少此类资料的应要求建设单位对现状管线进行勘测。如果对现状管线情况不了解,直接影响管线设计的合理性,甚至导致管位重合、管线标高冲突等问题,给管线施工带来很多麻烦和困难。

(三)与相关管线主管部门的沟通和协调。由于市政管线种类繁多,各有各的主管部门,如给水管线由水务部门或自来水公司管理,污水与雨水管线由水务部门或排水管理部门管理,电力管线由供电部门管理,通信管线由各通信运营商管理,路灯管线由城管部门管理,燃气管线由燃气公司管理,热力管线由供热部门管理,因此在管线设计过程中,应征求各管线主管部门对管线设计的意见与要求,对合理的意见和要求应纳入设计进行修改,以满足日后管线的管理和使用。

二、实例分析

下面以某大桥新建工程和路市政改造工程实例,谈一谈市政管线改造工程设计的主要内容和常见问题的解决方法。通过对现场的踏勘,初步了解新和路的现状管线主要有给水管线、排水管线(合流制)、电缆沟、通信管线和路灯管线,再根据现状管线物探资料对现状管线的具体位置、断面尺寸、管材情况进一步了解,为下一步对现状管线进行分析,判断其是否满足规划要求、是否满足使用要求等做好准备工作。

(一)工程管线平面设计。道路北侧布置:现状给水管线和雨水管线、设计通信管线、照明管线、燃气管线、污水管线;道路南侧布置:设计电力电缆沟、照明管线、给水管线、污水管线及雨水管涵。给水管线、电力管线、通信管线和燃气管线通常布置在道路的人行道下,雨、污水可布置在机动车道下。道路北侧的现状给排水管线能够满足规划和使用要求,本次设计保持其现状主线管位不变,只对局部进行改造;排水设计为雨污分流制,按规划增设污水管线,接入道路起端已设计的松福路污水系统;设计通信管线将多家通信运营商的通信管线,集中布置地下在同一管沟中,通信管线管孔需要量根据业务预测和具体情况分析确定,并增加适量备用管孔。照明管线随路灯位置敷设,距道牙0.5米。道路南侧现状给水管线和电缆沟能够满足规划,但受道路改造影响需废除后在新的位置重新建设。电力管线以电缆沟的形式敷设。道路南侧现状箱涵涵顶基本无覆土,末端为盖板渠形式,最终接入现状同富裕泵站。由于本次道路扩宽使原箱涵移至车行道下,而原箱涵结构不满足车行道荷载要求,本次设计对箱涵进行部分重建。并增设污水管道。照明管线随路灯位置敷设,距道牙0.5米。

(二)工程管线纵断面设计。新和路设计管线根据标高从上至下分别为电缆沟、照明管线、通信管线、燃气管线、给水管线、雨水管线和污水管线。本次设计雨、污水管线标高受上下游限制,标高基本已经确定,其他管线标高应依据雨污水标高进行确定。由于道路南侧雨水箱涵涵顶无覆土,电力、通信和燃气支管在穿越箱涵时需从箱涵下方穿越,电力、通信管道在箱涵两侧设置超深井使支管穿越箱涵,燃气支管在穿越箱涵时采取设置套管的保护措施。给水和污水管线采用双侧布管,不与箱涵产生交叉。设计管线与道路北侧保留现状给水雨水管线交叉时,设计管线进行避让。管线在交叉时,应以“压力管让重力流管、可弯管让不可弯管、支管让干管、小管让太管、临时管线让永久管线”为原则,如管线交叉时垂直净距不能满足规范要求,应采取保护措施。

三、常见问题处理

(一)管线间距不满足规范要求。由于管线改造工程会受到各种因素限制,有时会存在管线平面净距、垂直净距或管线与树木、建、构筑物之间的净距无法满足规范要求,为保证各类管线安全的使用,应采取一定的保护措施。常见的保护方式有设置套管、混凝土包封和设置管沟。燃气管线在穿越路口时,也采取一些保护措施。新和路其中一段拓宽段由于燃气管道与树木净距不满足规范要求,采取了套管保护方式。

(二)管线竖向标高冲突。给水、电力、通信和燃气管道在与其他管线竖向标高冲突时,可通过设置弯头、加设电力、通信井的方式进行避让,雨、污水管线一般是重力流,管道无法弯曲,若由于某些原因竖向标高冲突时,只能采用倒虹吸或设置交汇井的方式进行避让。倒虹吸设计时应满足以下要求:最小管径宜为200mm;管内设计流速应大于0.9m/s;宜设置事故排出口或设置双管倒虹吸;进出水井内应设闸槽或闸门;倒虹管进水井的前一检查井应设置沉泥槽。如污水管相比雨水管管径较小时,可在交汇处设置一座交汇井。将污水管改用生铁管直接穿过交叉井,而雨水管线在井中断开。给水管一般应从排水管上方穿越,若必须从排水下方穿越时,给水管管材应采用钢管或增设钢套管,以免水质受到污染。

四、结束语

总之,市政管线改造工程的综合设计就是为了避免了各种工程管线在平面和竖向空间位置上的冲突和干扰,因此对整个工程中的非常重。合理的管线综合设计还可以确定各类管线的最佳埋设埋深,节约有限的地下空间,节省整个工程的投资,对建设可持续发展的资源节约型社会有着重要的意义。

参考文献:

[1]闫福.市政综合管网工程管理实例[J].中国新技术新产品精选,2007,1

市政排水管网科学性优化设计探讨 篇7

关键词：市政工程,排水管网,优化,设计

城市排水管网系统的建立是随着城市发展而逐渐形成的。随着城市的发展,经济生产的不断调整,新开发区的建立,城市道路不断修建,旧城区的改扩建等,排水系统也在迅速建立,排水管网的普及率在逐年提高。但是还存在很多问题,如污水直接排入河道造成水体污染;排水体制的不确定导致雨污水合流,使污水得不到有效处理;规划设计与发展建设不协调导致污水技术条件差,满足不了使用要求;排水管网建设与污水处理厂建设不配合,导致二次污染等。这些问题均制约了城市排水设施的发展。市政排水管网的优化设计主要是解决在已定平面布置方案下,排水管径、埋深及提升泵站的优化设计以及排水管网平面布置方案的优化研究。

1 市政排水管网现状

1.1 规划设计问题

当前的排水规划一般来讲,普遍比较不合理。排水规划设计要以总体规划为前提,但管网建设有其自身的特点,它建设完成后使用期限要长达四五十年以上,如果严格以总体规划的年限、污水量标准、居住人口密度、土地服务范围等为依据,有时很难适应城市发展的需要。

1.2 排水体制问题

排水体制关乎整个排水设计,当前的大部分排水体制均需改制。排水系统的体制一般分为合流制和分流制,混合制也是城市中常有的系统,是具有合流制的城市需要扩建排水系统时出现的。在大城市中,因各区域的自然条件以及修建情况相差较大,因此要因地制宜地在各区域采用不同的排水体制,如东莞市城区便是这样的混合制系统。东莞市位于广东省南部,是座历史悠久的城市,属于珠江出海口,区内水系发达,河流纵横交错。原有旧城区及各镇区,居民生活污水及工矿生产废水大部分均直接排入附近河涌;而东莞南城区及松山湖高新技术开发区为新建区,所以在排水体制的选择上因地制宜地采用了不同的体制。在旧城区采用截流式合流制系统,在两河岸边建造一条截流干管,同时在截流干管处设置溢流井,并设置污水厂。晴天所有污水均送入污水处理厂,处理后排入白水河。雨天随着雨量的增加要有部分污水进入河道。但是,随着旧城不断改建,这种污染状况会逐步消除。南城区及松山湖高新技术开发则有条件采用完全分流制系统,即雨水、污水完全分开设置管道,雨水排入邻近河渠,污水则送入污水处理厂。

2 市政排水管网优化措施

一般来讲,排水管道优化设计主要内容为:对于某一设计管段,当设计流量确定后,在满足设计规范要求的管径和坡度的多种组合中,取得管材费用与敷设费用的平衡。当然这仅为在设计流量时的优化,但是在整个市政排水管网中,其优化设计措施必须是多层次、多角度的。

2.1 Dijkstra算法改进优化设计

排水管网的优化设计实际上就是寻找一个以污水厂为根节点的最小费用生成树,Dijkstra算法是构造最小生成树的有效方法。考虑到在排水管网优化过程中,生成树的权值随管段的流量、埋深和长度的变化而不断变化,因此在实际应用中通常采用变权值Dijkstra算法。现有管网平面布局优化常采用有向图的方法,即在优化前指定网络中各边的方向(水流的方向),而管网中水流的方向在初始情况下是不确定的,生成树生长的方向可能代表了水流的反方向,因此采用无向图进行优化更符合管网最初水流方向不确定的情况。鉴于以上原因,基于无向图的变权值Dijkstra算法(改进Dijkstra算法)进行排水管网优化分析。改进Dijkstra算法考虑了最小生成树生长过程中权值的变化,在多约束条件下也可以得出最优解。该算法的实质是最小费用树的深度优先算法,又称瞎子爬山法。该算法要处理的信息量小、速度快,对于单因素、单极值的情况非常有效。

2.2 管线平面优化设计

排水管网的布置原则是既要使工程量最小,又要使水流畅通、节省能量。正确的定线是合理经济的设计管网的先决条件。定线的基本原则是:干管支管的设计尽量采用直线布局,不要拐弯:定线应尽量利用地势,使污水在重力作用下流入污水厂:设计时应尽量减少管道埋深;在管道的中途尽量减少提升泵站的设置。在早期的研究中,设计方法为假定每一段管径相同,以挖方费用为优选依据,选择一初始布置方案,然后通过算法逐步进行调整,后来又引入了排水线的概念,将排水区域内与最终出水口节点相距同样可行管数的节点用一根排水线连接起来,这样把问题转化为最短路问题,可用动态规划法求解,但此方法把寻优的范围被限制,使人们在设计过程中很容易把最优方案排除。后来,人们把城市排水系统排水布置抽象为由点和线构成的决策图,从图论中寻找方法1986年发展到利用三种权值来解决问题,三种权值是各管段地面坡度的倒数;各管段的管长:各管段在满足最小覆土条件下,按最小坡度设计时的挖方量,分别对这三种权值运用最短路生成树算法求管线平面布置方案,再进行管径、埋深和提升泵站的优化设计,最后取投资费用最小的平面布置方案作为最优设计方案。

2.3 环刚度的优化选择

环刚度是塑料埋地排水管(新型管材均可认为是塑料排水管)抗外压负载能力的综合参数,为了保证塑料埋地排水管在外压负载下安全工作,环刚度的选择是设计中的关键之一。如果管材的环刚度太小,管材可能发生过大变形或出现压屈失稳破坏。反之,如果环刚度选择得太高,必然采用过大的截面惯性矩,将造成用材料太多,成本过高。外压负载比较复杂,主要包括土壤重量和地面产生的静负载,以及运输车辆经过时产生的动负载。塑料埋地排水管承受负载的机理也比较复杂,因为塑料管属于柔性管。在外压负载下管材和周围的土壤(回填材料)产生管土共同作用。换句话说,是管材和周围土壤(回填材料)共同来承受外压负载。决定塑料埋地排水管铺设后能否正常工作的,负载、管材和土壤(回填)3个参数都很重要,而且相互影响。所以环刚度的选择不仅取决于外压负载的情况还取决于铺设后管道周围土壤(回填材料)的情况。

根据世界各国的经验,塑料埋地排水管在外压负载下是否能够安全使用的因素中,铺设情况是最主要的。如果铺设情况比较好,环刚度较低的管材也不会有很大变形;反之,如果铺设情况不好,即使用环刚度比较高的管材也可能变形过大和出现压屈失稳。要保证铺设情况良好并不是都能做到,同时也需要成本。根据一般生产厂家的生产规格。塑料埋地排水管可供选择的环刚度主妻有4kN/m2、8kN/m2两种规格。结合以往施工及设计经验,笔者建议在设计塑料埋地排水管时尽量选择较高的环刚度。直径在500mm以下塑料埋地排水管:一般选择环刚度8kN/m2,只有在地质条件好又没有运输车辆负载的采用环刚度4kN/m2;直径在500-1200mm的塑料埋地排水管:尽量选择环刚度8kN/m2,如果选择环刚度8kN/m2以下的要经过结构设计计算(变形验算,压屈失稳计算)并严格控制铺设施工的质量(管道基础、回填材料、分层夯实等);直径800mm以上的塑料埋地排水管:重要工程推荐使用环刚度较高(环刚度8kN/m2以上的)的金属增强复合缠绕管和玻璃钢夹砂管。如果使用环刚度较低(环刚度8kN/m2以下)的热塑性塑料管,务必要经过结构设计计算(变形验算,压屈失稳计算)并严格控制铺设施工的质量(管道基础、回填材料、分层夯实等)。

3 结语

市政排水管网的优化设计,是当前市政工程关注的重点,在当前形势下,要充分利用排水体制,在管网上进行优化设计,合理应用新型材料,才能使排水管网更上一层楼。

参考文献

[1]郭建生,杨元明,宋天霞等.地势和地貌在排污管网优化设计中的应用[J].华中科技大学学报,2001,29(8):87-89.

[2]北京市市政工程设计研究院.给水排水设计手册第5册[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.

市政排水管网设计 篇8

1 研究市政排水管网优化设计的重要性

市政排水管网系统是城市进行现代化建设的产物。然而, 随着城市经济的发展水平的不断提高, 生产建设的形式也处在不断调整的状态。具体来说, 城市道路的不断扩展、旧城区的改建以及新开发区的建设等, 都需要在原有排水管网的基础上进行新建, 这就使得市政排水管网的普及率呈现出逐年增长的发展状态。然而, 在实际建设的过程中, 由于其施工作业复杂性以及影响施工质量的因素较多, 使其很难满足城市居民对其的应用需求。目前, 市政排水管网的应用缺陷主要体现在: 排水管网的设计不合理, 使得雨水与污水进行合流, 从而导致污水得不到有效处理; 设计与实施内容不一致, 严重影响了污水处理技术的应用效果; 城市污水直接排入河道, 造成了严重的水体污染; 市政排水管网的建设没有实现与污水处理厂的有效配合, 致使二次污染的现象发生。上述这些问题, 都使得现有的市政排水管网设计达不到实际的使用要求。基于此, 相关建设人员应在明确排水管网设计过程中存在的问题基础上, 通过具有适用性的优化设计手段, 来提高市政工程建设的作用效果[1]。

2 市政排水管网设计过程中存在的问题

2. 1 缺乏系统合理的规划设计

市政排水管网系统的规划设计缺乏合理性, 是相关建设人员没有将其重视起来的原因。具体来说, 系统设计人员进行雨水流量计算时, 仅依靠简单的综合径流系数和初始汇流时间即全权代表了复杂的下垫面情况, 而不考虑由于地形地貌、各地块开发后用地形式的区别、地面建筑的不同等影响因素, 使得排水管网系统的规划设计不合理。另外, 由于设计人员往往根据现有的地块规划进行设计, 例如地块规划到2020 年, 排水管网设计就到2020 年, 而非根据排水管道的使用寿命来确定系统设计年限。由于缺乏一个中长期的目标, 我们的排水系统很难应对快速城市化带来的污水量的快速增加、以及可能的降雨强度的增加、未来海平面上升带来的影响等情况。更不用说有一些城市的片区甚至没有进行整体的排水管网规划, 这就使得市政管网系统的走向、管径、高程等无法进行有效的衔接统一。

2. 2 系统设计标准相对落后

现阶段, 我国大多数城市对市政雨水管网的设计标准仍停留在一年一遇至三年一遇, 而随着城市的现代化建设, 这一简单的设计标准很难满足人们对雨水排放、污水处理以及雨水利用的需求。例如, 市政道路两侧地块因迅速硬化而被利用, 这就对原有排水管网的雨水排放方式造成了影响。即地表的径流系数不断提高, 城市降雨很难快速渗透到地下, 这就导致本应是地表水的雨水积存于路面, 进而造成市政道路出现水浸街等内涝问题。尤其是在目前, 全世界面临的气候条件变差所带来的强暴雨天气, 严重影响了城市居民出行的安全性。此外, 市政排水管网系统在进行雨水排水设计过程中, 没有充分考虑城市的水循环系统建设。具体来说, 没有给雨水设计出蓄存的空间、排泄的通道, 这就在很大程度上增加了市政排水管网的负荷[2]。

2. 3 没有实现排水管网设计的细化

由于市政排水管网容易受诸多因素的影响, 相关建设人员只能通过尽可能的细化, 来提高系统应用的针对性。然而, 在实际设计过程中, 设计人员没有将细节问题重视起来。例如, 设计资料不齐, 会影响设计的参数指标计算结果; 管道坡度的控制合理性不够, 会影响管网系统的排水功能; 管线过街的预留设计效果不好, 会使其与其他管线发生不必要的冲突。由此可见, 市政排水管网系统没有进行合理的细化设计, 将在各个应用方面影响其功能作用的发挥。针对这一问题, 随着计算机网路技术水平的不断发展, 可将其应用于市政排水管网系统来进行细化设计。然而, 由于重视力度不够, 一些先进的计算机科学领域技术内容, 并没有用于解决排水管网的设计水平低下问题[3]。

3 市政排水管网的科学性优化设计要点

3. 1 排水管网的平面设计要点

要想实现市政排水管网的科学性优化, 相关设计人员应将工程量最小、节能减排以及水流畅通作为实际布置的原则。首先, 在进行定线设计过程中, 要将系统的干管支管按照直线布局的基本原则来保证设计的合理性。而且, 在设计时, 还要把排水管网所在区域的地势条件充分地利用起来, 这就可以减少管道埋深及工程造价, 避免不必要的高程提升。其次, 市政排水管网的设计, 应划分合理的管道埋深范围, 在必要的时候通过管道中途提升泵站来避免大量的深埋管道, 节约综合造价。最后, 对于管网设计方案的选择, 可在假定管径相同的情况下, 以挖方建设所产生的费用作为依据。这样一来, 就能对一初始设计方案进行具有针对性的调整, 即引入排水线的观念、动态规划法求解等。然而, 这一设计选择方式, 很容易将最优的市政排水管网设计方案排除在外。基于此, 相关建设人员可把排水管网中所有布置点形成设计决策图, 在此基础上选择出来的系统设计方案将更具使用性。

3. 2 环刚度的优化设计要点

在对市政排水管网系统进行埋地设计的过程中, 环刚度是抗外压负载的综合参数, 其决定了系统能否长期处在安全运行的状态下。因而, 环刚度的设计是保证管网系统稳定性的关键, 相关建设人员应将其重视起来。其优化的设计要点在于环刚度的选择, 具体来说, 如果管道材料的环刚度太大, 就会在很大程度上造成材料以及成本的浪费。反之, 如果太小, 排水管道的材料就容易因变形过大或是压屈失稳等问题, 给系统运行造成不同程度的破坏。此外, 市政排水管网系统受外压负载的影响较为复杂, 其主要作用的是地面产生的静负载以及土壤的实际重量。具体来说, 外压负载下管道材料和管线所在土壤是呈共同的作用状态, 即共同承受系统外部的压力负载。由此可见, 环刚度的优化设计要根据敷设后, 排水管道周围的土壤情况来进行针对性设计。

3. 3 设计算法的应用要点

以污水厂的设计算法为例, 相关设计人员采用了最小费用的生成树科学技术, 将Dijkstra算法引入到市政排水管网的优化设计过程中。这样一来, 生成树技术的权值就能随着管段的埋深、流量以及长度进行不断变化。在此情况下, 设计人员就能实时获得水流在排水管网中的流动方向。而采用以往平面布局的优化设计方法, 即有向图方法, 则没有一定的应用稳定性。由此可见, 无向图的变权值Dijkstra设计算法, 真正实现了科学性的优化设计。相关研究表明, 市政排水管网的优化设计, 应用该算法将具有处理信息量、计算速度快的特点。

4 结束语

综上所述, 市政排水管网的优化设计是一项复杂而有序的技术内容。由于我国大部分城市的排水管网设计仍处在受诸多因素影响的状态, 对其进行科学性的优化设计, 已经成为业内研究人员必须要解决的问题。事实证明, 在实际优化设计的过程中, 要将实现市政道路环境的协调效益、城市建设的经济效益以及服务于民的社会效益作为设计目标, 只有这样才能使市政排水管网的设计发挥出施工建设的作用效果。因而, 相关建设人员应将排水管网的平面设计、环刚度的优化设计以及算法科学性的优化设计, 作为实际应用的要点。这是保证我国城市现代化发展进程始终保持快速稳定状态的关键, 业内人士应将其重视起来。

摘要：针对目前市政排水管网设计过程中存在的问题, 文章通过分析研究市政排水管网优化设计的重要性以及问题发生原因, 提出了进行科学性优化设计的应用要点。其目的是为相关建设人员提供一些理论依据。

关键词：市政排水管网系统,雨水利用,污水处理,工程量控制

参考文献

[1]吴珂, 朱磊.市政排水管网设计要点分析[J].科技信息, 2013 (02) :390.

[2]郑凤宜, 张磊.市政排水管道改造设计思路研究[J].科技资讯, 2013 (10) :74-75.

市政排水管网设计 篇9

随着我国城镇化进程的加快, 城市的给水管网面积越来越大, 对于管网的设计也提出了一些新的要求, 只有秉承节约的原则, 科学选择输水方式, 发掘出管网的节能潜力, 才能真正设计出兼具经济型和服务性的给排水系统。

1 输水方式的科学选择

1.1 输水方式的主要类型

对给排水系统进行科学合理的规划, 首先应关注输水方法的选取问题。具体来说, 指对水资源自身的分布规律进行充分的分析考量对整个地域用水情况进行整体化的研究, 之后再根据最终的研究结果进行输水方法的科学选取。就当前的状况来看, 我国城市输水方式主要分为三种:压力流输水方式、重力流输水方式以及融合型的输水方式。

(l) 压力流输水方式。主要是指在输水活动进行中对相关水源进行加压活动, 以此将水资源的具体位置进行适当的调整从而将水源进行顺利输送。所以在水源附近应对相关加压仪器进行科学设置, 并对实际的输水需要进行充分考量, 完成水压的相关数据设计工作。与此同时还应对相应的管道材料进行科学选取确保其在使用过程中能够对水压进行承受提升输水活动的安全性。

(2) 重力型的输水方式。主要是指在进行输水活动时 (主要是指生活及工业用水) 对所处地域的具体特点进行分析, 并充分利用其优势及重力对水流进行科学处理。但在重力型输水方式的应用过程中, 存在着一定的输水条件限制。

(3) 融合型的输水方法。主要是指在输水活动进行时将压力与重力型输水方法相互结合对整个输水管道及相关线路的特点进行充分研究对各区域的水源运输方式进行转化油此能够在输水活动进行时, 依照不同的地质状况对其进行科学输水方式的选取及灵活应用。

1.2 输水方式的选择

选择哪种输水方式的关键在于当地的地质条件以及水源所在地的现状, 笔者推荐一个计算公式:Hp=Z1-Z2+h,

公式中, Hp的含义是水源泵站的扬程最大值, Z1的含义是水源的水位值, Z2则表示水厂的水位, h代表输水过程中的水头损失值。在设计具体的输水方式时, 以上几个参数均应已经确定。假若采取了重力流输水模式, 则通常是在一些山区城市中, 为了使重力因素能够充分发挥作用, 应尽量使输水的路线足够短, 使水源和用户之间的高差足够大, 对于输水管径的设计, 则应使之能够适应可能出现的输水量最大值。假若重力输水管线途径高差过大的区域, 应在合适的地点位置配置减压阀;假若采取了压力输水的模式, 则应综合分析其技术性与经济型, 为压力输水管进行分级, 并在合适的位置配置泵站, 结合具体情况设置泵站的位置和等级。

2 市政给排水分区模式的设计

管网分区是直接关系着市政给排水系统服务性能的一个问题, 在具体的设计过程中应该考虑的重要因素包括。

2.1 设计合理的阶层数

具体设计中, 应将第一阶层分区系统的功能定位在怎样使管网的分布更加合理化, 而第二阶层和第三阶层的分区则应聚焦在空压、减漏、改压等目的上。当前, 在我国额绝大部分地区, 给排水系统均使用了基于两阶层的管网系统, 而阶层系统的分类往往取决于管网的实际规模以及建设成本等多个因素。在具体设计的时候应综合考虑当地的具体情况, 也可以将其设计为不同的建设阶段, 分布实施。

2.2 区域规模的划定

如果管网的设计已经能够保证满足用户对于水压的要求, 则应重点考虑的问题还包括管网水压的均衡问题, 从而尽可能降低供水事故的发生, 将漏失量保持在最低的限度, 达到节能的目标, 这就需要在设计中应尽量采用低压供水的措施。通常在供水区域之内, 其水压的值是能够有效控制的, 重点在于怎样在管网的设计中确定具体的区域规模。在具体区域规模的划定方面, 也应充分顾及到工程的实际投资。分区之后则应重点计算管道流量, 充分考虑到可能发生的漏失量。

2.3 位置和区域边界

管网设计的关键之处还包括进水点数、水压和流量等, 处于安全可靠性的考虑, 笔者的建议是进水点的数目应在满足需求的前提下降低在最低限度。一般来讲, 能够把管网进水管的水压控制点设置为单点进水是一种最为经济安全的模式, 假若设计区域属于事故多发区, 则选取多点进水能够保证用水安全, 因此本文建议, 如果区域范围不大, 可以将进水点数目设计为两个, 从而能够兼顾突发事故和用水量之间的平衡。对于管网区域边界的确定, 应该综合考虑多个因素, 例如管网所在地的具体地形、地理高度的差异、水源点的供水参数等。在对以上因素进行分析之后, 确定具体的管网区域边界。

2.4 区域方案优化

当设计者作出对于市政管网的分区方案, 应该组织相关的人员对该方案的合理性进行充分的论证, 论证应该遵循科学的原则, 通过必要的模拟仿真, 对方案的完善性进行评估, 对送水管道的方案进行优化, 对管道的闸断、设施等方案进行逐条分析, 使方案得到优化。市政管网规划设计的优化计算方法目前逐渐成熟起来, 传统的闭环自动算法主要是针对管网设计的典型的过程进行建模, 而随着市政管网的发展, 有不少管网系统逐步趋向于非线性特征, 有一些大型城市的管网呈现出完全的非线性, 对这些过程进行数学建模难度较大, 甚至无法建模。在这种情况下, 传统的闭环自动控制技术是难以进行精确仿真的。本文推荐目前应用较为广泛的遗传算法优化, 由于基于遗传算法的管网仿真系统可以不需要数学模型的建立步骤, 因此比较适合对一些复杂度较大的市政给排水管网进行分析和优化。遗传算法的这个优势使其越来越广泛地应用于很多市政管线项目的优化中, 并且逐渐发展成为一门相对独立的学科。

2.5 关键问题分析

在设计中, 首先应对管位进行合理的安排。应该站在市政管网的高度对给排水管网进行安排。这也是实现工程设计质量目标与成本目标的关键之处。通常在一座城市的市政管线中, 各类管网的位置是早已规划好的, 因此基本上相对是固定的。结合笔者的设计实践, 在低于45m的道路上, 没有必要分两侧进行管线的布设, 这样能够使给排水管线的数量尽可能少, 还可以避免由于预留管减少而导致的主管投资增加的情况。可知在管网设计时应重点考虑管位的合理性。其次还应对管线标高进行重点考虑, 这与给排水工程的成本密切相关。给排水管线进入市区, 往往会横穿道路以及布设支线, 只有对管线标高进行合理的计算, 才能避免对于另外的管线的影响。第三, 应将同类管线布设在专门的管沟内, 这样能够提升对管沟应用的经济型。这种设计模式十分适合于城市中交通繁忙、不适宜经常开挖的路段。在对综合管沟进行设计时还应注意, 这种管沟往往涉及到较大的投资, 所以必须在设计中能够充分协调各类管线的规划。第四应合理设计管线的管径, 这关系到未来施工的成本, 因此在设计过程中应该结合实际情况进行计算, 确定最为合理的管径, 从而使管网在满足用户需求的前提下能够具有足够的经济性。

3 结束语

市政管网是衡量城市建设发展水平的一个重要方面。对于市政给排水的设计, 应该综合考虑技术因素和经济因素, 并且尽量使二者能够较好地融合起来, 结合当地的实际最终确定优化的设计方案。在给排水管网分区的规划和设计中, 一方面应该结合科学的模型对管网的费用和性能指标进行估算, 另一方面则应充分考虑不同方案之间的技术性能对比和成本对比, 结合本地区在市政方面的具体投资来确定最终的设计方案。

摘要：市政给排水管网设计的目标, 是能够将水资源以较高的效率和较少的消耗送到居民住户处, 同时能够保证水源的卫生质量以及水管线中的压力等指标合格。本文通过阐述市政给排水设计中输水方式及管网分区, 为当前给排水设计者提供必要的参考和借鉴。

关键词：市政给排水,输水,管网

参考文献

[1]熊润.市政给排水设计中输水方式的选择及管网分区方案的确定[J].商品与质量.理论研究, 2013, 03 (03) :207-208.

市政排水管网设计 篇10

1)对管道的相关认识。

跟随现代科技发展的脚步,工业化进度不断增强,管道在人们的生活中日益发挥着重要的作用。城市里的给水、排水、供热和供煤气等种种与人们生活息息相关的各个方面都有着管道的足迹。管道运输与铁路、航空、公路、海运一样,是巨大的能源运输工具。管道运输又被称为文明运输,因为当国家发展到一定的文明程度后,才会有管道运输的出现。对一个工业国来说,工业越发达,人民生活水平越高,能耗就越大,依靠管道运输的程度就越大。由此可见,管道在一个国家生活经济运作中占有重要地位,了解相关管道方面的基本知识对于人们来说是非常重要的。

2)本文主要内容。

本文通过介绍市政给水管道系统和排水管道系统的设计与施工,目的在于解决城市自来水供排水矛盾,提高城市供排水效率和供排水管道的输水能力,处理管道施工过程中存在的相关问题,为城市供排水建设和经济发展提供安全可靠的技术保障。

含量有关,其杀藻活性与其强氧化性有关。通过国外相关人员的研究表明,高锰酸钾预氧化可使藻类的去除效率得到提高,对碱性水的除藻效果优于中性或酸性水。一般投加量为1 mg/L~3 mg/L,接触时间1 h~2 h。采用高锰酸盐复合药剂或高锰酸钾作为预氧化剂,所取得的除藻效果优于单纯混凝效果,它可以显著降低水中的U254值,也就是破坏水中的有机物结构,同时它还能消除由藻细胞分泌的部分臭味物质,对藻毒素MC,高锰酸盐的去除率可以达到60%。有研究认为它所形成的新生态水合二氧化锰对含藻水的混凝具有明显的促进作用,新生态水合二氧化锰能够吸附水中藻类,从而增加藻在水中的沉淀速度,形成相对较密实的絮体。预氯化常用于水处理工艺中,以杀死藻类,是单一的氧化作用,而高锰酸盐预氧化能是氧化和新生态水合二氧化锰吸附的协同作用。高锰酸钾的氧化能显著提高藻类的去除效率,降低紫外吸收度,其效果明显优于传统的预氯化技术。

2 给水管道系统的设计

2.1 管道布置形式

按照供水可靠程度要求,可以将给水管道的布置形式分为树状网和环状网两种,前者单向供水,节省管材,造价低,但安全可靠性差;后者双向供水,管线造价高,但供水安全可靠。

一般,在城市建设初期可采用树状网,以后随着给水事业的发展逐步连成环状网。

2.2 给水管材

在我国,以前生活给水管材中主要采用的是镀锌钢管。镀锌钢管的刚度大,可以在需要承受撞击的环境中使用。但由于管道长期工作,镀锌层容易脱落,管壁会锈蚀,污染水质和卫生器具。

现今,我国给水管道系统设计中主要采用铸铁管和钢管。随着供水塑料管的开发,出现了以铝合金为骨架,管内外有聚乙烯的铝塑复合管,这些管道具有强度高,寿命长,卫生条件好等优点,在实际工程中得到广泛应用。

2.3 管道技术经济分析

5)控制饮用水中臭味。在给水处理中,高锰酸钾最早用于除臭。在美国,高锰酸钾的应用主要是用来去除饮用水中的臭味。高锰酸钾单独能够氧化水中多种有臭味化合物,一般高锰酸钾的投加量在0.5 mg/L~2 mg/L即足够去除水中臭味。

参考文献:

[1]顾晓扬,汪晓军,陈思莉,等.高锰酸钾及其复合药剂在水处

理中的应用[J].无机盐工业,2006,38(5):54-56.

[2]罗广英.应用高锰酸钾法降低自来水锰含量[J].广东科技,

[3]蒋绍阶,岳崇峰,赖锐杰.高锰酸钾预氧化技术在宾川二水

厂的应用[J].给水排水,2008(S1):67-68.

Discussion on the application of potassium permanganate in water-supply treatment

YAN Su

(Tangshan Running-water Corporation,Tangshan 063000,China)

Abstract:According the development history of potassium permanganate in water treatment,the paper explores the oxidizability of potassium permanganate,analyzes its stability,and discusses the application of potassium permanganate in water-supply treatment and relevant issues,and finally points out that:applying potassium permanganate processing water can achieve fast and better economic benefits.

给水工程设计过程中通过方案的比选能降低投资和运行费用,从而达到降低供水价格的目的。给水工程寿命期内的费用由建设初期投资和经营期运行成本组成,给水工程设计方案比选应根据实际情况对筛选出的方案进行动态的经济计算,不仅要比较工程建设期投资(静态投资),同时应考虑给水工程投产后的长期运行费用(动态投资),通过全面的分析,选择费用(考虑初期投资和运行成本)最低的方案作为实施方案。

3 污水管道系统的设计

3.1 设计流量的确定

污水设计流量的确定是管道系统设计的第一步,只有当流量确定后,才能进行设计的后续工作。因此,确定污水流量对管道系统的设计至关重要。在污水管道中,污水流量的变化情况随着人口数和污水量标准的变化而定。对于工业废水而言,工业废水量的变化取决于工厂的性质和生产工艺过程。

3.2 管道的水力计算

1)设计充满度。在计算污水管道充满度时,不包括生活和生产淋浴或在较短时间内聚集的污水量,但当管径不大于300 mm时,应按满流(h/d=1)复核。另外,最大设计充满度和管径还应满足一定的对应关系。

2)设计流速。为了避免管道因水流过大的冲刷力而受到损坏,应在上限和下限流速范围内合理设计流速。一般,污水管道的最小流速为0.6 m/s,最大设计流速跟管道的材料相关,通常,金属管道为10 m/s,非金属管道为5 m/s。

3)最小管径。在街区和厂区内最小管径为200 mm,在街道下为300 mm。在进行水力计算时,上游管段由于服务的排水面积小,因而设计流量小,按此流量计算得到的管径小于最小管径,此时就选用最小管径。使用较大的管径,可选用较小的坡度,使管道埋深减小。

4)最小设计坡度。在给定的设计充满度条件下,管径越大,相应的最小设计坡度也就越小。具体要求是:200 mm的管径最小设计坡度为0.004;300 mm的管径最小设计坡度为0.003。

5)埋设深度。无保温措施的生活污水接户管,管底可埋设在距当地土壤冰冻线以上0.15 m处,且覆土厚度不宜小于0.3 m。另外,车行道下污水管的最小覆土厚度应不小于0.7 m。非行车道下的污水管道如果能满足管道衔接的要求以及无其他因素的影响,其最小覆土厚度可根据实际情况适当减小。

3.3 管道的衔接

管道在衔接时应尽量通过提高下游管段的高程来减少管道埋深,以降低管网造价。另外,必须避免因下游管段的水量过大而使上游管段中形成回水现象。

管道通常有水面平接和管顶平接两种衔接方法。无论采用哪种方法,都应该使下游管段起端的水面和管底标高不得高于上游管段末端的水面和管底标高。

4 管道施工

1)施工准备。a.给水管道在施工前,应根据施工需要进行调查并收集资料。b.给水管道施工前应编制施工组织设计。c.施工测量放线。

2)沟槽开挖。开挖前应首先确定沟槽的断面形式,当前常用的开挖沟槽的断面形式有直槽、梯形槽、混合槽等。在开挖过程中由现场管理人员指挥并经常检查沟槽的槽底高程和宽度,防止超挖及亏挖。

3)给水管道的安装。沟槽地基、管基质量检验合格后方可进行管道安装。安管时应注意底层采用的混凝土强度必须大于5 MPa。在管道接头处所留的间隙应适中,管道两侧同时浇灌混凝土时,要避免管道因挤压而偏移原来的位置。

4)沟槽回填。管道施工完成并经验收成功后,沟槽应及时进行回填。根据设计要求选择回填的材料,管道两边及距管顶以上50 cm范围内都应采用人工回填,水压在试验前,距离管道接头处200 mm的范围不进行回填,若试压合格,再进行大面积回填。

5)管道功能试验及冲洗消毒。管道安装完成后,要求对管道系统按设计要求进行强度和严密性两方面的测试,一般采用水压试验的方法。管道冲洗是用城市管网中的自来水冲洗管内的污泥、脏水及杂物,冲洗速度应不小于1.0 m/s。消毒一般使用浓度不低于20 mg/L的氯离子清洁水浸泡,浸泡时间至少为1 d,重复冲洗,直至达到水质管理部门的要求标准为止。

5 管道敷设施工中常见问题分析

1)管道敷设开挖基坑时的问题。管道敷设开挖基坑时,将会减少基坑下部的隔水层厚度,当隔水层承受不了承压水的压力时,承压水就会冲破基坑底板,从而出现地质坍塌,管涌,失稳等事故。

2)管道敷设施工中的冻土问题。因气候问题,管道周围的土质也会受到一定的影响,会产生冻土融化与土质流变现象。

3)管道敷设边坡地质条件下遇到的施工问题。在边坡地质条件下的有关管道敷设工程,管道敷设往往会对山体的稳定性产生影响,例如施工不当,开挖坡脚不合理,或堆放材料位置不当,就会使稳固的山体出现滑动现象。

6 管道系统的管理和维护

6.1 给水管道的技术管理

为了维持管道的正常工作,保证安全供水,必须做好日常的管道养护管理工作,内容包括:1)建立技术档案;2)检漏和修漏;3)水管清垢和防腐蚀;4)用户接管的安装,清洗和防冰冻;5)管道事故抢修;6)检修阀门,消火栓,流量计和水表等。

6.2 排水管道的管理和养护

排水管道在建成通水后,为保证其正常工作,必须经常进行管理和养护,其中包括的任务是:1)排水管道规格质量的验收;2)严格执行排水管道的使用规则;3)定期检查,冲洗或清理排水管道,以保证其通水能力;4)按要求对管道及其附属构筑物进行检修,意外事故发生时,应及时处理。

摘要：简要介绍了管道的相关知识,着重对给排水管道的系统设计进行了分析,并探讨了管道施工的方法,总结了管道敷设施工中常见的问题及管理与维护措施,以确保自来水供排的安全可靠。

市政道路排水优化设计 篇11

【关键词】市政道路；排水系统；管网设计

在城市建设速度不断加快的背景下，市民生活水平以及社会生产能力不断上升，相应的产生的污水也更多，加强了对市政道路工程排水系统的要求。如果排水系统性能不能满足城市建设排污水需求，很有可能会在降雨天气产生较多的积水，会渗入到道路结构中，影响路基路面结构的强度以及稳定性，严重的话甚至会路基沉降问题。为保证市政道路工程的正常使用，需要结合排水系统特点对其进行优化设计。

一、市政道路工程排水系统设计特点

对市政道路工程排水系统进行优化设计，主要目的就是可以将城市生活以及社会发展等产生的污水、自然降水以及废水等排除干净，避免积水对道路工程结构产生的不良影响。从市政道路工程排水系统来看，其主要由排水管系统、废水处理厂以及最终废水处理设施构成，而其中排谁管网主要起到收集与输送各类污水废水的作用，将相应类别的污水废水分流到相应的管道体系中。按照排水产生的原因以及成分等进行分类，可以分为污水、废水以及雨水，在排除过程中需要由不同的分流管道体系完成，例如雨水系统主要负责收集雨水以及冷却水，因为其污染程度比较低，不需要进行处理即可以直接排出到工业废水中；污水系统则主要来负责收集生活与生产污水，污染程度比较高，需要通过专业设施处理后才可将其排放到水体工业废水中[1]。通过对排水管网的优化设计，及时将市区内存在的生活污水、生产废水以及自然降水排除，避免积水过多对城市生产生活的影响，对营造一个健康舒适的环境具有重要意义。

二、市政道路排水系统设计所存问题分析

1.整体规划不合理

在对市政道路工程排水系统进行设计规划时，经常会出现整体规划不合理的情况，这样往往就会使得一部分城市区域排水管网性能得不到发挥。在一般设计中，设计人员基本上都会选择用重力流与短管压力流方式进行设计，自管段起点到最不利点以及从最不利点到出水口在安全的潮位，来提高市政道路排水系统设计的合理性。基于此种设计方法来看，想要有效实现排水管网具有的功能，还需要设置排涝雨水泵站来处理暴雨问题，而这样就会导致其与城市用地竖向规划不合理。另外，为满足城市生产生活需求，道路工程的建设为一个复杂的整体，相应的排水管网也是一个复杂的整体，部分地区甚至存在几条或者十几条管线相互交叉的情况，使得污水提升泵位置设计不合理，对规划区内污水管网竖向高程合理性造成不良影响[2]。

2.设计方法落后

从城市建设效果来看，很多市政道路工程与排水系统的功能并没有得到有效的发挥，例如在汛期部分城区路段会出现积水，或者是污水管道淤积污水溢出。出现此类问题主要是因为设计方法落后，在没有对城市周围实际情况进行调查分析的情况下就进行设计，将道路排水系统直接与城市周围河流连接，并且不设置闸门，这样导致雨水系统下游河水回灌段无法清淤，再加上市政道路排水管网中的污水系统中存有纤维、杂质以及废弃物等，影响整个道路系统循环运行效果。

3.施工工艺选择不当

受排水工程施工特点影响，在进行施工时受城市建筑、公路以及管线等因素影响比较大，尤其是对于交通繁忙、地面建筑物秘籍以及管线复杂的路段，施工过程以及管理工作难度都比较大，最终会影响到排水系统的建设效果。从市政道路排水系统建设效果来看，施工工艺是影响排水系统建设质量的主要因素，如果选择的工艺不当，不但会加大施工難度、增加建设资金，更重要的是会影响工程施工质量。

三、市政道路排水系统优化措施分析

1.路基排水优化设计

在对路基结构进行排水系统设计时，需要结合工程结构特点确定施工要点，即掌握各个排水设施施工相应的条件，并按照设计要求将其设置到相应位置。为了提高工程施工质量，需要在施工前全面收集水文地质资料以及降雨气候数据等，提高排水管网建设与其他工程项目之间的协调性，降低各因素对排水管网建设造成的不良影响。第一，湿路基施工。如果路基土含水量过大，不能对其进行碾压施工，应选择换填土的方式来施工，如颗粒土质。对于潮湿路基来说，可以在正式施工前开挖纵向排水沟，对路基水进行收集，然后通过水泵将水排走，达到疏干路基的目的[3]。第二，加强对立交桥路段排水管网施工的管理，与其他路段相比，此路段路面标高比较低，路基在地下水位以下，尤其是对于我国部分南方降水量高的城市，积水对道路路基结构产生的影响比较大。如果排水管网设计不合理，导致积水增多，地基长时间浸泡在积水中，会增加路基湿度，降低结构的强度，甚至会对路基结构的整体性产生影响，在设计规划时需要设置排水泵站将聚积在低位置地面积水排干净。

2.路面排水优化设计

对于道路周围聚集以及自然降水最先影响到的是路面结构，如果排除不及时，会之间渗入到路面结构内部，降低路面与路基的粘结性，再受到车辆荷载影响后，会导致路面出现错台、裂缝以及沉降等问题。并且路面积水过多，会降低车辆行车的摩擦力，埋下了安全隐患，必须要做好对路面排水系统的设计优化。第一，路面表面排水设计。通过合理的设计最快的将路面以及路肩表面的水排除干净，避免对行车安全造成影响，常见的设计方法有双坡排水与单坡排水。对于路面比较宽的到来工程，可以选择用双坡排水的设计方法，在道路两侧每隔一段距离设置一个雨水口，并将其与雨水系统连接，将收集的雨水汇集到雨水管网中。第二，路面边缘排水。即通过设计将路面结构层中空隙横向流入到纵向排水管中，在通过横向出水管将水排出路基，常用语基层透水性较小的水泥混凝土路面。

2.3绿化带排水的优化设计

绿化带在城市中可以体现出城市景观美，同时还能让行人在视觉上感到放松。然而绿化带中容易产生积水，大部分的雨水会随着绿化带深入到土壤中并渗入到地表下层，由于城市道路下部会埋设各种管道，雨水会随着管道渗透到路基深部，日积月累下会对路基造成一定的损伤，使城市道路的使用寿命减少。为了有效的避免上述问题，通常情况下会利用碎石膏来解决绿化带的排水问题，利用其良好的分水性，将绿化带与道路进行分割，并在绿化带内土壤中设计纵坡，使水分流向附近下水道，采用这种方式进行有效的排水，提高了城市路面以及绿化带具有的径流系数。

结束语

对市政道路排水系统进行优化，需要明确其设计要点，然后从多个方面进行分析，选择合适的措施进行设计，争取降低其余因素对工程建设造成的影响，不断提高道路排水系统的设计效果。

参考文献

[1]朱素艳市政道路排水工程施工要点分析[J].产业与科技论坛，2013，16：220-221.

[2] 樊昆.市政道路排水工程施工质量要点分析[J].江西建材，2014，19：140.

[3] 周敏.施工组织设计对市政道路工程施工项目成本的影响研究[D].浙江工业大学，2011.

市政排水管网设计 篇12

1 给水技术

1.1 增压设施

在我国城市供水之中, 某些城市存在供水能力不足的问题。经过一定程度上的研究与分析, 我们发现主要的问题是城市水厂的发展在一定程度上滞后于城市的住宅以及相关的公共建筑发展。在目前状况下, 我们较为常用的相关增压设施主要有3种, 分别是相应的水泵、气压给水的设备以及变频调速的给水设备。对于气压给水设备的应用以及对于变频调速给水设备的应用已成熟。

1.2 储水装置

储水装置主要指的是贮水水箱, 对于水箱来说, 其所使用的材料及加工方面都做了很大程度上的改进。在材质上主要有以下几种水箱, 分别是镀锌水箱、搪瓷水箱、复合钥板水箱、涂塑水箱、玻璃钢水箱以及相应的不锈钢水箱。这些水箱的材质在与水接触时, 其内表面就不容易被锈蚀, 这样一来, 对于相应的水质来说就不会造成相应的污染。

2 给排水设计中输水方式的选择

2.1 市政输水方式的分类

常用的输水方式并不是单一模式, 一般而言, 在给水设计中多采用集中模式结合使用的方式, 大致上我们可以将输水方式分为三类, 分别是重力流输水、压力流输水、以及重力与压力结合输水方式。

所谓重力流就是由重力而引起的气流和水流, 重力流输水方式多用于在水厂水池水位低于水源水位, 且两处水位的地势高度差能克服输水管线的水头损失的情况下, 我们结合地质地形条件, 可以使用重力流输水方式。但在没有自流能力的地段我们通常采用压力输水方式, 例如在水源水位低于水厂水池水位时, 我们通常就采用压力输水方式, 有时为了保证压力流顺利输入水池, 在中途设置加压泵站或者是一级加泵站。这种方式对输水管的选择要求严格, 要全面综合考虑地形高差、管材的承压能力、地质状况、设备动力及管线长度等各方面。有时我们也会遇到地势较复杂的情况, 这时, 我们通常要结合当地的地形条件, 因地制宜, 具体问题具体分析, 采取重力流和压力流结合的方式。

2.2 输水方式的选择

通常地形地质条件和水源条件制约着输水方式的选择, 这里面有个公式可以很好的解释:Hp=Z1-Z2+h, 其中Hp是泵站扬程, Z1是水源水位, Z2是水厂水池水位, h是输水中的水头损失。也就是说在确定输水方式之前, 要确定供水水源, 供水流量、供水距离和水源水位和水厂水池水位。如果选用的是重力流输水, 首先地形要在山区城市, 选择最短路线, 满足高差大且利用水位的高差, 输水管径要能够满足在输水最大流量中, 地形坡度大于等于水利坡度。

如果重力流输水管线的地形高差过大时, 就要在合适的位置安装减压阀或者跌水井;在加压输水的情况下, 要通过经济技术的的比对, 将压力输水管分级, 单独泵站组成输水系统, 并根据实际情况调整加压泵站的位置、增加级数和增压方式。

3 市政给水管网分区方案的确定

长期以来, 市政供水问题成为“老大难”问题, 供水问题带来的困扰该如何解决呢?这就需要对给水管网分区方案做出选择和优化。给水管网方案的选择要依照供水业的相关原则, 更要符合顺应城市发展速度, 科学合理的分析现存管网系统, 要保证现存管网系统的设施功能充分发挥, 且在此基础上对管网系统实行分区管理, 实现分区供水、独立管理, 并应急管连通到各个区域。管网分区对城市的发展规划、管网水压的均衡和控制水质上十分有利, 市政给水管网区域的划分要考虑以下几个方面:

3.1 对区域系统阶层数进行选择

第一阶层分区系统是配水如何实现合理化, 除此之外第二、三阶层的分区系统是实现空压、减漏、改压、提质等其它项功能的。现阶段, 我国实行的给水管网系统多数采取的是两阶层系统, 一般情况下官网规模大小和资金状况决定阶层系统分类, 在考虑当地实际情况的基础下, 可以分阶段去实施。

3.2 划定区域规模

使用户的水压得到足够保证的前提之下, 分区以后的管网水压必须要均衡, 为了减少事故发生率, 减少漏失量, 也为了节能, 要尽可能的实行低压供水方案。在一定范围内区域水压是可以控制的, 那么区域规模是如何确定的呢?在该问题的确定上, 区域内地形和地形标高差事考虑之首, 其次是管道水头损失、人口密度、进水点位置以及工业用水的情况等因素的考虑。在划定区域规模时, 还要考虑费用的支出, 分区设计主要管道管径的流量, 对流量和漏失量要加以记录, 以便日后分析查询。

3.3 方案中位置和进水点数目的确定

对进水点数目控制、区域内水压控制和流量测定, 使为防止意外事故的发生, 更可以为安全供水提供可靠保证, 而具体的解决措施就是进水点的数目少量化。通常情况下, 进水管的水压控制点和位置确定在单点进水时是最有利的, 而多点进水则是可以保证事故多发区的用水安全, 小区域范围内进水点数目设置2个, 为应急突发事故和用水量有较大的变化时而方便管理。进水点数目和位置的确定要经过反复的水利模拟实验计算得出。

3.4 管网区域边界的划定

总体上看, 区域边界的划定要考虑到当地地形条件、地面高度、现存水厂的供水能力、用户所需用水类型以及水压分界线等因素。

3.5 有关区域的方案优化规整

市政管网的分区方案做出决策之后, 下一步工作就是检验分区方案的合理性, 通过检验和模拟计算, 进一步使方案更加完善, 优化各送水管道、部分管道的改造、闸断、应加设的供水设施等逐步分析研究, 避免管网内发生死水现象, 在管网管道末端设排水设备, 在管道末梢设计成环状。

3.6 市政给水管网应用节水技术

建筑给排水的节约用水主要是从降低建筑用水, 提升水使用效率和防止浪费三方面着手, 在设计建筑给排水的过程时要采取有效的节水技术, 应用新型技术减少水资源浪费。

3.6.1 采用新型水设备节水

在进行建筑给排水的建设时, 要尽可能选取环保、节水的功能性节水设备和节水材料, 选用高效、节能、优质的产品可以有效推广建筑给排水的节水技术和工艺的应用, 加大节水功效。

3.6.2 采用叠压供水

近年来, 叠压供水开始应用。管网叠压供水和方式的优势在于, 弃用了传统供水无法脱离的蓄水池, 从建设建筑物给排水系统的成本上实现了有效节省, 更重要的是叠压供水使供水厂与用户的供水龙头连接成一个严密封闭的系统, 完全阻挡了任何可能的二次水污染。在城市建设条件具备的情况下, 采用叠压供水要选用太阳能、地热能或风能、水能等可再生资源用于建筑热水供应, 充分利用不同热源的功能, 促进水资源的自然循环。

4 造价方案选择

4.1 管道的年费造价

管网每年都会有一次大的检修, 每年的检修费包括路面恢复、试压、消毒、挖沟填埋、管道造价等施工费用以及折旧费。管道造价与管道长度、管段数、基准收益率和项目计算期有关。

4.2 泵站的年费造价

泵站的年费造价主要是指压泵站和附属建筑物的设备年折旧值, 一般与泵站的供水量、大修基金提存率、每千瓦容量泵站造价有直接关系。

4.3 管网动力费用年平均造价

管网的年运行费用是用于提高水位能的造价, 与克服管段摩阻的和, 二者都在泵站的扬程上得以体现。

结语

综上所述, 输水方式的选择应对技术、经济进行一定程度上的结合, 并根据实际情况进行综合考虑。在条件良好、优越的地区, 想要长距离进行输水时, 应当首先优先考虑重力输水, 输水方式的选择应综合技术、经济两方面因素考虑。而对于管网分区的方案设计, 首先要依据在使用模型估算出来的管网年费用, 再进行技术、经济对比, 在确定管网年费的用值之后, 再根据这一金额对于如何分区与分区所采取的形式进行最终决定。

摘要：市政给排水设计中的输水方式的选择和管网分区的方案是城市供水系统的重要组成部分, 选择什么样的输水方式和管网分区方案更节水节能对于整个城市来说有着相当重要的影响, 本文通过分析市政道路普遍采用的给水设计, 探讨研究了给排水设计中输水方式和市政给水管网分区方案, 探讨如何能把给水管网的布局合理化、设计优良化, 从而达到减少投资、降低资源消耗的目的。

关键词：输水方式选择,管网分区,管道造价,动力费用

参考文献

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