方團團 沈悅

（1浙江環(huán)茂自控科技有限公司 浙江杭州 310051 2浙江環(huán)科環(huán)境研究院有限公司 浙江杭州 310000）

城市污染水管網(wǎng)的優(yōu)化節(jié)能設計探析

方團團1沈悅2

（1浙江環(huán)茂自控科技有限公司 浙江杭州 310051 2浙江環(huán)科環(huán)境研究院有限公司 浙江杭州 310000）

隨著城鎮(zhèn)化建設的不斷推進，為了及時排出城市污染用水，城市污染水管網(wǎng)的優(yōu)化設計受到了廣泛的關注。城市污染水管網(wǎng)是一項重要基礎建設工程，直接影響城市衛(wèi)生環(huán)境和發(fā)展水平，在城市安全運行中發(fā)揮不可替代的作用。本文分析了城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計的內容和城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計原則，闡述了城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計。

城市；污染水管網(wǎng)；優(yōu)化；節(jié)能；設計

科學合理的城市污染水管網(wǎng)設計是城市基礎設施工程的重要內容。城市污染水管網(wǎng)承擔著收集和排出日常的工業(yè)生產和城市生活污染用水的重任，城市污染水管網(wǎng)的設計結構直接關系著水管網(wǎng)所能發(fā)揮的作用和功能，因此必須重視城市污染水管網(wǎng)的優(yōu)化設計工作。

1 城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計的內容

城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計主要是在城市污染水管網(wǎng)建設基本確定后，通過優(yōu)化污染水管網(wǎng)工程計算和結構模型，尋求安全穩(wěn)定、耗能低、投資少的污染水管網(wǎng)系統(tǒng)設計方案。城市污染水管網(wǎng)設計主要包括加壓站設置、排水區(qū)劃分、管徑選擇、管網(wǎng)布置等內容[1]。城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計的主要內容包括：

1.1 城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化布置

污染水管網(wǎng)優(yōu)化布置是城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計的重要基礎，污染水管網(wǎng)優(yōu)化布置情況直接關系著城市污染水管網(wǎng)系統(tǒng)的經濟合理和安全可靠性。在城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化布置過程中，要充分考慮城市的地形結構，對于地形結構高差較大的城區(qū)，還要對污水的排出方式和污水排出劃分區(qū)進行優(yōu)化，可以通過并聯(lián)加壓或者串聯(lián)加壓排水方式，在城市中合理配置加壓站，降低污染水管網(wǎng)運行成本。

1.2 城市污染水管網(wǎng)管徑優(yōu)化設計

城市污染水管網(wǎng)管徑設計對于污染水管網(wǎng)的排水效率有著直接影響，城市污染水管網(wǎng)管徑的大小關系著污染水管網(wǎng)不同區(qū)域承擔的排水任務和污染水管網(wǎng)的系統(tǒng)布局。城市污染水管網(wǎng)管徑優(yōu)化設計要以城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化布置為基礎，利用城市污染水管網(wǎng)設計結構優(yōu)化模型求解出管徑設計。

2 城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計原則

2.1 提高資源利用率

城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計要提高資源利用率，充分利用和合理規(guī)劃現(xiàn)有的城市污染水管網(wǎng)結構，避免重復進行拆建。

2.2 安全可靠

城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計，首先要保障污染水管網(wǎng)的安全可靠運行，保障城市污水排出順暢，降低污染水管網(wǎng)能耗和運行成本，城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計方案要具有切實可操作性[2]。

2.3 具有針對性

城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計要具有針對性，針對城市污染水管網(wǎng)系統(tǒng)中存在的重點問題，深入分析研究污染水管網(wǎng)發(fā)生問題的原因，有針對性的對城市污染水管網(wǎng)進行優(yōu)化設計，采取有效的措施。

3 城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計

城市污染水管網(wǎng)具有分配、存儲、輸送、排放工業(yè)生產和城市生活污水的重要功能，城市污染水管網(wǎng)是城市建設的基礎工程，建設投入比較大，污染水管網(wǎng)系統(tǒng)的運行成本和能耗都較大，因此城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計對于城市用水排水的安全穩(wěn)定運行具有重要意義。在城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計中，對于污染水管網(wǎng)系統(tǒng)可以采用以下步驟和方法進行：

3.1 科學規(guī)劃城市污染水管網(wǎng)系統(tǒng)

在城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計過程中，要結合城市基礎設施的綜合建設情況，科學規(guī)劃城市污染水管網(wǎng)系統(tǒng)的區(qū)域配置、排水量、排水區(qū)域和排放地區(qū)。我國城市污水排放設計規(guī)范指出，城市污染水管網(wǎng)系統(tǒng)必須按照將短期規(guī)劃和長期規(guī)劃結合起來，以長期規(guī)劃為優(yōu)化設計目標，逐步完成短期規(guī)劃目標，以重點解決污染水管網(wǎng)為優(yōu)化設計原則。城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計短期規(guī)劃一般在3～7年，長期規(guī)劃一般在8～15年。城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計要根據(jù)城市污染水管網(wǎng)系統(tǒng)的實際運行情況，在計劃年限內完成污染水管網(wǎng)的短期規(guī)劃目標，城市的污水排放地區(qū)和排水量優(yōu)化設計，都要以實際的城市基礎設施建設情況為基礎。

3.2 合理配置污染水管網(wǎng)系統(tǒng)

在對城市污染水管網(wǎng)系統(tǒng)進行優(yōu)化設計時，首先要研究城市的地形地貌和城市總體布局規(guī)劃，合理配置污染水管網(wǎng)系統(tǒng)，科學劃分污水排放區(qū)域，構建城市污染水管網(wǎng)結構系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。

通常大城市的城區(qū)建設范圍比較大，城市中各個城區(qū)之間存在較大的地形地貌差異，增加了污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計的難度。城市污染水管網(wǎng)系統(tǒng)有多種布置方法，在進行優(yōu)化設計時，需要認真核算每一種設計方案的經濟情況，進行綜合比較分析，找到最佳的城市污染水管網(wǎng)系統(tǒng)配置方案。

3.3 構架城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計模型

城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計模式要以經濟性為優(yōu)化設計目標，建立約束條件和目標函數(shù)。傳統(tǒng)的城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計過程是一種單目標的造價優(yōu)化過程，是一種線性的優(yōu)化設計將模型，優(yōu)化的主要目標是對水管網(wǎng)管徑進行合理設計。目前，城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計要綜合考慮水管網(wǎng)運行維修、投資建設等問題，多是一種非線性的優(yōu)化設計模型[3]，在滿足某種約束條件的前提下,利用數(shù)學方法求解優(yōu)化設計模型的最小目標函數(shù)，使整個城市污染水管網(wǎng)的運行維修和投資建設成本最小。

4 結語

城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計對于城市用水排水的安全穩(wěn)定運行有著重要的作用，通過探討城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計的主要內容和基本原則，不斷提高城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設計過程，為城市運行創(chuàng)造更大的社會效益和經濟效益。

[1]張潤斌.城市給水管網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化設計理論及應用研究[D].太原理工大學,2011.

[2]孟祥東.城市給水管網(wǎng)優(yōu)化設計探討 [J].中華民居 (下旬刊),2013,07:138-139.

[3]苗秀榮.城市給水管網(wǎng)優(yōu)化設計研究 [J].工業(yè)安全與環(huán)保,2012,01:50-53.