高祝英

（山東華邦建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 濰坊 262500）

作為人類賴以生存的基礎(chǔ)，水資源維持著人的生命，在人類發(fā)展過程中發(fā)揮的作用十分重要。水資源同樣是城市化進(jìn)程中實現(xiàn)城市各項功能的基礎(chǔ)。不同類型的給水管網(wǎng)配置方式有著不同的優(yōu)勢和缺點，在優(yōu)化配置中，應(yīng)結(jié)合實際情況選擇配置方法，加強(qiáng)規(guī)劃設(shè)計細(xì)節(jié)的控制，提高設(shè)計施工圖紙的科學(xué)性，在允許范圍內(nèi)將管道長度盡可能地縮小。

1 市政給排水管網(wǎng)配置的重要性

1.1 保證合理應(yīng)用水資源

當(dāng)前城市居民的日常用水、工廠生產(chǎn)加工用水等都需要市政給排水管網(wǎng)的支持，通過合理地配置市政給排水管網(wǎng)，有助于保證水資源的合理利用，提高水資源利用率，在合理利用水資源的同時，維持并且推動城市進(jìn)一步發(fā)展建設(shè)。

1.2 改善城市環(huán)境質(zhì)量

通過優(yōu)化配置市政給排水管網(wǎng)可以實現(xiàn)城市環(huán)境的改善優(yōu)化，將市民居住舒適度提升。當(dāng)前很多城市都沒有充分重視水資源的合理應(yīng)用，導(dǎo)致存在水污染、水資源浪費等不同類型的問題，破壞了城市的生態(tài)環(huán)境，威脅著居民的健康舒適生活。通過優(yōu)化配置給排水管網(wǎng)，可以將城市水資源利用現(xiàn)狀有效改善優(yōu)化，將城市水污染問題有效減少、解決，進(jìn)而實現(xiàn)城市環(huán)境質(zhì)量改善優(yōu)化的效果。

1.3 防洪排澇

科學(xué)地配置市政給排水系統(tǒng)能夠?qū)l(fā)生洪澇災(zāi)害的概率和程度有效降低，從而將城市生產(chǎn)生活安全性提高。在自然排水過程中，城市排水系統(tǒng)優(yōu)化配置有助于水體順暢地排出，設(shè)計人員以當(dāng)?shù)厮趨^(qū)域地質(zhì)條件、氣候特征、人口分布和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力等條件因素，合理地完成排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計，確保給排水系統(tǒng)能夠結(jié)合各種影響因素合理地配置，將城市水暖計劃、排污等方面產(chǎn)生的影響充分考慮進(jìn)去，同時做好防洪排澇措施，確保一旦發(fā)生較大程度的降雨，城市依然可以安全地運行，避免給排水系統(tǒng)受到洪澇災(zāi)害影響而癱瘓。通過優(yōu)化配置市政給排水管網(wǎng)，可以將城市安全水平提高，確保順利地完成安全救援工作。

1.4 推動城市經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展

在現(xiàn)代社會發(fā)展中，沿江沿海城市的發(fā)展在充沛的水系統(tǒng)支持下獲得了比內(nèi)陸城市更好的發(fā)展，在水資源支持下，很多城市經(jīng)濟(jì)持續(xù)高效發(fā)展，可見，城市的發(fā)展備受水資源的影響。通過優(yōu)化配置市政給排水管網(wǎng)，提高水資源利用率，有助于推動城市朝著現(xiàn)代化、長遠(yuǎn)和環(huán)保方向發(fā)展，實現(xiàn)城市經(jīng)濟(jì)和其他相關(guān)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的和諧發(fā)展?？梢?，在城市經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展中，市政給排水優(yōu)化配置有著深遠(yuǎn)的意義。

2 城市市政給排水管網(wǎng)優(yōu)化配置措施

2.1 深入調(diào)查給排水需求量

保證城市正常用水是優(yōu)化配置市政給排水管網(wǎng)的前提和目的，通過做好給排水量的合理管理和控制可以有效避免水量過多的情況。在居民生活水平提升過程中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)節(jié)約用水等知識的宣傳，在每位城市居民中滲透節(jié)約用水的思想。規(guī)劃設(shè)計之前，還要加強(qiáng)城市人口、居民用水量和各個區(qū)域用水情況等基本資料的調(diào)查，明確城市給排水總量、上限等數(shù)據(jù)信息，然后針對性地開展規(guī)劃設(shè)計，將城市給排水管網(wǎng)配置的合理性、科學(xué)性提高。

2.2 給水管網(wǎng)配置

第一，輸水管網(wǎng)和配水管網(wǎng)。輸水管網(wǎng)和配水管網(wǎng)共同組成了市政給水管道系統(tǒng)，其中輸水管網(wǎng)主要負(fù)責(zé)水廠到配水管之間的連接和傳輸，能夠?qū)⑺w傳輸給市政用戶，便于城市居民生活生產(chǎn)用水。輸水管網(wǎng)配置前在水廠集中水源中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，通過對當(dāng)前城市居民用水情況進(jìn)行分析可知，輸水管網(wǎng)的管徑不變，能夠長距離輸送水體。為了保證輸水系統(tǒng)的安全性，沒有直接連接輸水管網(wǎng)和用戶管網(wǎng)，而是需要借助2根輸水管有效連接用戶和輸水系統(tǒng)，通過這種方式可以保證一旦其中一根管網(wǎng)出現(xiàn)問題，另一根輸水管能夠保證居民的正常用水。城市水源供應(yīng)為水廠，水源到水廠之間的管線需要輸水管網(wǎng)連接。

配合使用配水管網(wǎng)可以更加合理地完成水源到用戶給水管道的分配。有的市政給水管網(wǎng)連接的管道較多，在管徑確定時需要加強(qiáng)流量、坡度等諸多影響因素的考慮分析。為了保證自來水可以順利地供應(yīng)給用戶，需要合理地完成進(jìn)戶管的合理設(shè)置。在城市道路下方敷設(shè)給水分配管，將運輸來的水源向各個小區(qū)總管道進(jìn)行合理分配，然后由各個小區(qū)總管道再次分配給用戶。通常市政給水使用的是100 mm管徑的干管，有的城市有著較大的用水量，使用200 mm管徑的干管。

第二，市政給水管網(wǎng)。城鄉(xiāng)差異是影響市政給水管網(wǎng)設(shè)計的主要因素之一，此外還會受到自然因素、人口因素等其他因素的影響。在城市給水管網(wǎng)設(shè)計過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)城市未來發(fā)展情況的分析，明確城市發(fā)展戰(zhàn)略。城市中人口較為密集的區(qū)域有著相對較大的用水量，所以有著十分明顯的管道交叉現(xiàn)象，為了保證管道布設(shè)科學(xué)合理，應(yīng)充分做好管道的安全管控，合理布設(shè)給水管道，比如可以按照環(huán)狀方式布設(shè)給水管道。鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)呈現(xiàn)出十分明顯的分散情況，加上受到經(jīng)濟(jì)水平的限制，對安全方面沒有很高的要求，通常采用樹狀管網(wǎng)布設(shè)方式，該形式有著較為簡單的結(jié)構(gòu)，成本較低。不過樹狀管網(wǎng)缺乏足夠的安全性，水利條件差，所以通常不會在城市中應(yīng)用。

2.3 市政排水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計方法

第一，布置管線平面。市政排水管網(wǎng)有著較大的覆蓋面積，有的地區(qū)存在較為復(fù)雜的地形地貌特征，加上城市地下管線類型較多，分部較為廣泛，容易受到其他管線的影響存在排水效果不佳的問題。為此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)優(yōu)化布設(shè)管線。比如在設(shè)計定線時，可以按照干管支管直線布置的方式，結(jié)合地勢條件進(jìn)行排布，將管線埋深適當(dāng)減小，做好泵站設(shè)置數(shù)量的提升優(yōu)化，從而將排水路徑長度、管線消耗量減小，同時保證通暢地將城市污水排出到污水處理廠。在排水管線布置中還可以使用變權(quán)值Dijkstra算法，生成樹權(quán)值可根據(jù)方案中管段流量、管線路徑和管道埋深等參數(shù)變化而進(jìn)行實時調(diào)整，根據(jù)算法對水流方向進(jìn)行預(yù)測，進(jìn)而提高排水管線布設(shè)的合理性。

第二，管線間距設(shè)計。有的城市排水管網(wǎng)設(shè)計中沒有合理設(shè)置管線間距，導(dǎo)致管線間距控制不當(dāng)對其使用效果產(chǎn)生負(fù)面影響。為此，在優(yōu)化配置排水管道過程中，規(guī)劃設(shè)計人員為了將管線彼此產(chǎn)生的印象降低，需要采取套管保護(hù)、管溝保護(hù)等措施，同時優(yōu)化管線間距設(shè)計。比如在雨污分流過程中，可以做好雨污水管線最小間距計算模型的構(gòu)建，將設(shè)計參數(shù)和已經(jīng)掌握的信息準(zhǔn)確地錄入到模型中，按照式（1）計算雨污管道間距

式中：S為雨污管道間距；A為雨水檢查井的寬度值；b為井壁厚度值；B為管道一側(cè)工作面寬度；t為污水管壁厚值；d2為污水管壁內(nèi)徑值。

根據(jù)模型將雨水管和污水管最小平均間距值確定。在雨污管線并列敷設(shè)、檢查井分開設(shè)置和管道接頭避開檢查井的市政排水管網(wǎng)工程中可以使用上述公式，如果和上述條件不符合，那么可以適當(dāng)調(diào)整確保計算的合理性。

第三，管材設(shè)計。市政排水管網(wǎng)類型不同，對管材的性能質(zhì)量要求也存在一定的不同，在優(yōu)化配置中應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況合理選擇管材。當(dāng)前金屬管道、鋼筋管道和塑料管道都是常見的管材類型。其中鋼管、球墨鑄鐵管是常見的金屬管道，鋼管有著非常良好的耐壓性能，在污水處理廠進(jìn)出管道中常常使用金屬管道。在經(jīng)濟(jì)水平不斷提高的背景下，球墨鑄鐵管在河道沿岸污水管道中的應(yīng)用逐漸頻繁。鋼筋混凝土管道不但成本低廉，而且有著較長的使用壽命和較強(qiáng)的抗壓能力，在大管徑排水管道中應(yīng)用廣發(fā)，在抵抗高流速沖刷方面性能顯著。此外，工作人員可以優(yōu)化管材加工處理和連接方式從而提高排水管道使用壽命。塑料管道主要為HDPE管道（圖1），在使用年限50 a以內(nèi)，無壓重力流設(shè)計方法的管網(wǎng)工程中常常使用該管道，并且埋設(shè)中應(yīng)當(dāng)在冰凍線以下。

圖1 HDPE管道

第四，排水管網(wǎng)細(xì)部設(shè)計。市政排水管網(wǎng)作為一項系統(tǒng)性的工程，涉及到的內(nèi)容較多，在后續(xù)建設(shè)中遇到的影響因素及可能出現(xiàn)的問題較多，比如施工中回填管道時地面平整度不足，在車道正下方設(shè)置排水管道、雨水管道等諸多管道，增加工程建設(shè)難度。

2.4 雨水管線設(shè)計

在各個城市不斷推進(jìn)雨污分流后，雨水管網(wǎng)的配置備受關(guān)注，在雨水管網(wǎng)中，如何高效地收集處理雨水是城市給排水管網(wǎng)優(yōu)化配置重點內(nèi)容。通過綜合利用雨水資源，可以做好地下水資源的補充和保護(hù)，緩解水資源緊缺的現(xiàn)狀。雨水資源收集整理后只要經(jīng)過處理可以再次使用，在城市用水緊缺時及時將這些處理后的水資源調(diào)動利用，將其應(yīng)用于綠化灌溉、道路清潔和抑制揚塵等多方面內(nèi)容，同時在城市建設(shè)中合理使用海綿城市理念，進(jìn)一步提高雨水資源利用率，節(jié)約地下水資源，將市政排水管線負(fù)荷量降低。

2.5 附屬設(shè)施的設(shè)計要點

市政給排水系統(tǒng)中的附屬設(shè)施也發(fā)揮著重要作用，比如路肩邊溝、路緣石等。在設(shè)計路緣石時，可以根據(jù)工程實際情況選擇立緣石或者平緣石，其中平緣石高度應(yīng)當(dāng)符合周邊地表高度，避免在強(qiáng)降雨時城市出現(xiàn)積水、內(nèi)澇等問題，要保證雨水通過徑流快速排出。設(shè)計立緣石時應(yīng)當(dāng)確保其高度稍微高于周圍地表，保證雨水快速匯集并且流入雨水口進(jìn)入到雨水系統(tǒng)。在布置立緣石時，為了保證雨水能夠快速導(dǎo)流到綠化帶中，可以選用豁口或者打孔的方式。在設(shè)計路肩過程中可以選用透水混凝土。目前我國很多城市建設(shè)中所用混凝土材料都缺乏足夠的美觀性，并且在排水系統(tǒng)中可能出現(xiàn)堵塞等問題，通過貫徹落實海綿城市理念，路肩設(shè)計可以選用植草溝方式（圖2），利用綠化植物的保水固土作用，高效輸送、凈化和排放處理雨水。此外，在市政給排水工程設(shè)計中還要將排水設(shè)計和綠地工程有機(jī)結(jié)合，將排水系統(tǒng)路面徑流分流作用充分發(fā)揮出來。

圖2 生態(tài)植草溝

3 市政給排水管網(wǎng)工程管理優(yōu)化

3.1 新舊管道的協(xié)調(diào)

城市建設(shè)處于循序漸進(jìn)的過程，市政給排水管網(wǎng)也在不斷完善優(yōu)化。在改善過程中，工作人員需要深入調(diào)查城市原有給排水管網(wǎng)的實際情況，調(diào)查管道分部、數(shù)量和類型，從而保證合理地固化設(shè)計市政給排水管網(wǎng)。同時，具體建設(shè)中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守施工工序，避免損害到原有的管線。

3.2 應(yīng)用計算機(jī)設(shè)計

利用計算機(jī)系統(tǒng)輔助設(shè)計，提高市政給排水管網(wǎng)配置的科學(xué)性。規(guī)劃設(shè)計人員可以將基礎(chǔ)圖紙、資料上傳到計算機(jī)系統(tǒng)中，系統(tǒng)自動完成計算，還可生成三維立體化圖紙，將給排水系統(tǒng)配置的科學(xué)性、合理性提高，同時節(jié)省規(guī)劃設(shè)計時間，將規(guī)劃設(shè)計數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提高，確保管網(wǎng)建設(shè)施工高效可靠。

3.3 根據(jù)城市功能區(qū)域優(yōu)化設(shè)計

城市不同區(qū)域之間存在一定的差異，可以體現(xiàn)在人口、道路交通、地質(zhì)條件和氣候條件等多個方面，受到多方面因素影響，各個區(qū)域?qū)o排水管網(wǎng)的需求也不同，比如較為干旱的區(qū)域?qū)┧枨筝^大，人口居住量較大的區(qū)域給排水要求較高。有的城市常年降水量大，對排水需求較大。受到城市功能區(qū)域的影響，給排水需求也不同，比如生活區(qū)域?qū)ι罟┧团潘枨筝^大?？梢?，在規(guī)劃設(shè)計城市給排水系統(tǒng)過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)類型不同合理地進(jìn)行規(guī)劃，加強(qiáng)先進(jìn)設(shè)計理念的應(yīng)用，將城市給排水系統(tǒng)設(shè)計的合理性提高。規(guī)劃設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)明確地理環(huán)境等方面的影響，結(jié)合城市現(xiàn)有給排水系統(tǒng)調(diào)整規(guī)劃設(shè)計方案，做好配置區(qū)域用水和排污情況的深入調(diào)查分析，然后進(jìn)行給排水設(shè)計方案的改善優(yōu)化。

3.4 提升防洪防澇設(shè)計合理性

針對一些沿海等降水較多的城市，對防洪排澇要求較高，工作人員在進(jìn)行市政給排水管線配置中應(yīng)適當(dāng)提高城市防洪排澇能力，比如在保證雨水管道不被破壞的前提下適當(dāng)增大關(guān)口，適當(dāng)增加道路兩側(cè)的雨水入口，提高城市雨水排水管道的運行效率，提升城市排水能力。

4 結(jié)束語

總之，城市給排水系統(tǒng)關(guān)系著城市的正常運轉(zhuǎn)，相關(guān)工作者應(yīng)當(dāng)合理配置給排水管網(wǎng)，加強(qiáng)規(guī)劃設(shè)計及施工過程管理，提升給排水管線運行效率。