梁 偉
(中國市政工程東北設(shè)計研究總院有限公司,吉林 長春 130021)
給排水系統(tǒng)遍布城市,且各個環(huán)節(jié)錯綜復(fù)雜,因此需針對給排水系統(tǒng)的所有環(huán)節(jié)進行嚴(yán)謹(jǐn)把控,優(yōu)化配置排水管網(wǎng)。特別是一些城市的排水系統(tǒng)老舊,無法在暴雨天氣有效運用排水系統(tǒng),因此需要通過積極優(yōu)化排水管網(wǎng),并按照實際情況合理改造,不斷地深入研究城市市政給排水管網(wǎng),從而設(shè)計出符合現(xiàn)代化城市建設(shè)發(fā)展的市政給排水系統(tǒng)。
(1)在建設(shè)道路工程時沒充分考慮給排水管網(wǎng)設(shè)施,導(dǎo)致市政給排水管網(wǎng)的設(shè)計大大落后于城市建筑物的發(fā)展。如果在設(shè)計排水管網(wǎng)時工作人員不實地考察,就會造成設(shè)計圖紙與實際情況不符的問題,設(shè)計效果不符合實際需求會嚴(yán)重影響工程的后期施工和工作效率,并會大大增加工程成本,造成嚴(yán)重?fù)p失。
(2)在給排水系統(tǒng)中存在建立程序不正確的問題。給排水系統(tǒng)的正常程序是先按照處理污水實際情況有針對性地建設(shè)污水處理廠,但是因為污水收集難度大,建立廠區(qū)容易,所以很多城市會先建設(shè)廠區(qū),再按照所建設(shè)廠區(qū)的位置來改造污水收集系統(tǒng)。這種操作卻會大大提升成本,無法有效銜接老城區(qū)污水系統(tǒng)改造與新城區(qū)管道鋪設(shè)混亂的問題,使得給排水系統(tǒng)處在混亂狀態(tài)。
(3)排水體制的不合理會影響給排水系統(tǒng)。即使給排水系統(tǒng)主干建設(shè)完善,也會由于小區(qū)內(nèi)或支路上的分流,造成污水無法分流,無法收集全部的污水,進而造成水污染,影響總管道系統(tǒng)。如果設(shè)置排水系統(tǒng)時估計不準(zhǔn)就會出現(xiàn)浪費,直接影響給排水系統(tǒng)的正常功能發(fā)揮。
(4)市政給排水系統(tǒng)的管材及管道接口形式不正確也會影響給排水系統(tǒng)。在施工市政給排水系統(tǒng)工程過程中我國會嚴(yán)格限制給排水系統(tǒng)所用的材料,但存在個別單位不按標(biāo)準(zhǔn)實施的情況,造成排水系統(tǒng)無法充分發(fā)揮作用。工程施工方不嚴(yán)格要求管道接口質(zhì)量管理,會造成污水滲入地層,產(chǎn)生范圍更大的污染問題。
(5)市政給排水管網(wǎng)系統(tǒng)常出現(xiàn)污染和爆管的問題。目前,市政排水管網(wǎng)系統(tǒng)還缺少應(yīng)對緊急事件的處理能力,容易造成經(jīng)濟損失和社會影響。天氣異常的變化和管網(wǎng)壓力的差異會直接造成管道破裂,對供水管路部門造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失并直接影響人們的正常用水;在特別極端的天氣時,若發(fā)生排水問題,會影響城市路面,讓城市無法正常運轉(zhuǎn)。
(1)為了更好地優(yōu)化給排水系統(tǒng),工作人員需先進行總體布局。布局整個市政給排水系統(tǒng)時需按照城市實際情況進行設(shè)計,市政給排水系統(tǒng)的布局需符合當(dāng)?shù)爻鞘锌傮w規(guī)劃以及城市發(fā)展規(guī)律,還需預(yù)留一定的城市發(fā)展空間,要保證城市給排水系統(tǒng)近、中、遠期供水的合理性,只有這樣才能適應(yīng)城市未來的發(fā)展要求。布局市政給排水系統(tǒng)時需考慮成本因素、自然條件因素、公路鐵路因素以及建筑情況等,施工人員需在滿足城市給排水需求條件下最大程度地縮短管道鋪設(shè)的距離,從而達到降低施工成本的目的。設(shè)計完整體布局之后需多方論證,保證無疑后方可實施工程。
(2)管道建設(shè)是市政給排水系統(tǒng)中的組成部分,鋪設(shè)管道時需合理布局,縮小施工工程量,在保證管道暢通運行的同時還要保障經(jīng)濟可行性,這樣才符合城市的可持續(xù)發(fā)展。選擇管材需先全面掌握每一種管材的優(yōu)缺點,詳細分析每種管材的特性,進而能在不同條件下有針對性地選擇最合適的管材。
(3)在改造管網(wǎng)時,不僅要設(shè)計優(yōu)化新管道,還要在改動舊管道時,避免破壞到公路路面、建筑物以及電纜。在改造管道前需全面且詳細地掌握城市中的所有舊管道,再根據(jù)管網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃設(shè)計新舊管道施工方案,從而達到節(jié)省人力、物力、工程量以及縮短施工工程工期的目的。進行新舊管道連接時需做好密封工作,避免發(fā)生漏水。
(4)有效運用科技力量監(jiān)測給排水。工作人員估測出的不同地區(qū)的氣象條件及實際降水量,為優(yōu)化給排水管網(wǎng)系統(tǒng)建立了可靠的依據(jù)。強化市政給排水管網(wǎng)管理工作也能有效優(yōu)化市政給排水系統(tǒng),為建立完善的管理體系,需嚴(yán)格管理從規(guī)劃到實施之間的所有環(huán)節(jié),保障工程質(zhì)量,進而有效提升管理能力,使之全面掌控整個給排水管網(wǎng)系統(tǒng),合理調(diào)配水資源,有效完成污水排放及污水治理工作。
(5)在進行城市給排水方案設(shè)計的時候,必須結(jié)合當(dāng)前城市給排水發(fā)展的現(xiàn)狀,對其進行較為全面的調(diào)查。隨著我國城市發(fā)展速度的不斷加快,再加上農(nóng)村人口不斷涌入城市,導(dǎo)致城市的給排水管網(wǎng)變得越來越復(fù)雜,對其工作的開展帶來了一定的壓力?,F(xiàn)階段,在進行城市管網(wǎng)優(yōu)化的時候要注意與周圍的環(huán)境相結(jié)合,對各個環(huán)節(jié)進行合理的安排,以達到不斷提升城市居民生活水平的目的。
主排水道的設(shè)計應(yīng)與當(dāng)?shù)氐缆返慕ㄔO(shè)相結(jié)合,以便有規(guī)劃地實施設(shè)計。合理劃分排污水的區(qū)域,并通過縮短主干道的長度和深度來減少工程經(jīng)費。
設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡缆芬?guī)劃確定排水管道的位置。對于沒有管道綜合的區(qū)域,通過確定城市管道數(shù)量、道路寬度、城市管道和排水管道之間的關(guān)系來確定排水管的位置。應(yīng)盡可能將排水管放置在慢車道下方,以有效滿足管道坡度和深度要求。如果城市道路的寬度超過40cm,為便于收集污水,應(yīng)減少橫向穿越管的數(shù)量,并在道路兩側(cè)安裝排水管。
污水設(shè)計流量計算公式:
式中:Q為污水設(shè)計流量,L/s;qs為面積比流量,L/(s·hm2);Kz為總變化系數(shù)(生活和公建Kz=2.7/Q0.11,工業(yè)Kz=1.3);F為服務(wù)面積,hm2。
近年來,我國許多地方經(jīng)常發(fā)生洪澇災(zāi)害,不僅給人民群眾的生命財產(chǎn)造成巨大損失,同時也對城市內(nèi)外的防洪排澇系統(tǒng)提出了要求。因此,給排水系統(tǒng)的設(shè)計人員應(yīng)以外洪、內(nèi)洪為主要對象,設(shè)計防洪大堤,做好外圍的防洪排澇工程。此外,設(shè)計人員應(yīng)針對城市的排洪面積,制訂科學(xué)合理的防洪排澇規(guī)劃,進一步優(yōu)化設(shè)計方案,使其滿足城市防洪排澇的基本要求。蓄水設(shè)施+流量控制示意圖如圖1所示。
圖1 蓄水設(shè)施+流量控制示意圖
(1)城市暴雨強度按式(2)計算。
式中:P為設(shè)計重現(xiàn)期,a;t為降雨歷時,min。
式中:t1為起點集水時間,取10~25min;m為管渠延緩系數(shù),明渠取1.2,暗管取2.0,陡坡區(qū)取1.2~2;t2為管內(nèi)雨水流行時間,min。
(2)雨水設(shè)計流量按式(4)計算。
式中:Q為,L/s;q為設(shè)計暴雨強度,L/(s·hm2);ψ為徑流系數(shù);F為匯水面積,hm2。
給水管網(wǎng)關(guān)乎人民群眾的切身利益,也是一個城市經(jīng)濟發(fā)展的主要衡量指標(biāo)。因此,設(shè)計人員在設(shè)計給水管網(wǎng)時,必須保障管網(wǎng)的科學(xué)優(yōu)化配置,綜合衡量城市未來的發(fā)展速度以及城市規(guī)模,對城市近年來人口增長或減少態(tài)勢有一個清晰的了解。同時,遵循人性化設(shè)計理念,使給水管網(wǎng)能夠保障居民的基本用水需求,使城市實現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展。
經(jīng)過文章分析不難看出,現(xiàn)階段我國的給排水系統(tǒng)還不夠完善,在實際工作的過程中,還是會出現(xiàn)一些問題。因此,筆者建議城市給排水管的設(shè)計應(yīng)與道路建設(shè)同步,在考慮各種因素影響的基礎(chǔ)上選擇供水管的結(jié)構(gòu),并在初期就做好合理計算流量和數(shù)據(jù)采集工作,以保證給排水管設(shè)計的合理性。文章對市政給排水管網(wǎng)的優(yōu)化配置與管理方法進行了較為系統(tǒng)的分析,希望對我國行業(yè)內(nèi)的工作展開能起到一定的幫助。