文／韓慶玲 中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司深圳分公司 廣東深圳 518000

1.市政給排水設(shè)計的內(nèi)容與任務(wù)

1.1 市政給排水設(shè)計的內(nèi)容

市政給排水設(shè)計的根本依據(jù)是城市規(guī)劃，城市規(guī)劃以工程實施性為依托，滿足城市工程需要為前提，其中市政規(guī)劃是給排水設(shè)計的基礎(chǔ)依據(jù)，對供水和排水系統(tǒng)的設(shè)計實施起到指導(dǎo)作用。就市政給排水設(shè)計而言，給水、污水和雨水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計是工作的重點內(nèi)容。

在市政給排水設(shè)計中，市政總體規(guī)劃最為關(guān)鍵，通常對設(shè)計方案、市政排水和生活給水專項等項目產(chǎn)生著直接關(guān)系。同時，市政給排水工程設(shè)計又是一個系統(tǒng)工程，需要社會科學(xué)作為有效基礎(chǔ)，需要依據(jù)城市具體狀況，通過系統(tǒng)設(shè)計將給水、雨水和污水進行收集和輸送及最終轉(zhuǎn)化，從而達(dá)到供水和排水系統(tǒng)的均衡配置[1]。

1.2 市政給排水設(shè)計的任務(wù)

城市規(guī)劃建設(shè)與市民日常生活要求給排水服務(wù)基礎(chǔ)建設(shè)，完成基礎(chǔ)配套工程是市政給排水工程設(shè)計的重點任務(wù)。在水資源日益緊張的今天，供水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)的合理設(shè)計，提高水資源的合理分配和循環(huán)利用，都是市政給排水工程設(shè)計的重點要求。市政給排水設(shè)計的科學(xué)合理是促進城市工業(yè)、城市居民和自然環(huán)境共存的關(guān)鍵，對城市發(fā)展產(chǎn)生著舉足輕重的影響。

2.市政給排水設(shè)計的基本要求

2.1 環(huán)境保護要求

環(huán)境保護是市政給排水規(guī)劃設(shè)計中的直接目標(biāo)。目前，城市化建設(shè)進程需要深化環(huán)保思想，明確供水標(biāo)準(zhǔn)，要求市政給排水項目兼顧環(huán)保思維，規(guī)范本身功能與環(huán)境要求，綜合考慮市政給排水工程的經(jīng)濟性與環(huán)保性，從較大范圍上確立環(huán)保要求[2]。

2.2 協(xié)調(diào)需求

市政給排水規(guī)劃設(shè)計必須應(yīng)滿足社會協(xié)調(diào)性需求，以符合城市規(guī)劃的特點。市政給排水體系必須和城市規(guī)劃建設(shè)其他工程相配合，提高設(shè)計合理性，通過市政供水、排水系統(tǒng)的合理設(shè)計充分利用城市水資源，提高水資源利用率，加大城市化效率，增加城市居民生活便利性。

2.3 目標(biāo)需求

市政給排水設(shè)計的最終原則是目標(biāo)需求。市政給排水設(shè)計的目的在于滿足國內(nèi)水資源供給的需求，在給排水設(shè)計中要能夠滿足目標(biāo)的要求，結(jié)合城市發(fā)展以及居民生活中水資源需求的實際情況進行給排水設(shè)計并提出科學(xué)合理的設(shè)計方案，滿足城市供水、排水需求，實現(xiàn)城市水資源的高效循環(huán)利用。

3.市政給排水設(shè)計存在的問題

3.1 市政給排水與城市用地規(guī)劃間的問題

在現(xiàn)階段市政給排水設(shè)計中，由于防洪排澇規(guī)劃設(shè)計存在發(fā)展不平衡、適用范圍內(nèi)缺乏合理設(shè)計，以及管道布設(shè)規(guī)模不當(dāng)?shù)葞讉€方面的不良影響，而上述影響又成為制約市政給排水工程設(shè)計的因素之一。眾所周知，目前城市化發(fā)展速度相當(dāng)快，這也導(dǎo)致對城市市政配套基礎(chǔ)設(shè)施的需求日漸增加，于是在城市用地豎向設(shè)計中就出現(xiàn)很多問題，但大部分問題都被總結(jié)為城市用地豎向設(shè)計缺陷。同時在市政給排水設(shè)計中，由于設(shè)計高程無法得到保證，導(dǎo)致其在實際使用過程中可能無法完全滿足防汛的設(shè)計要求，從而出現(xiàn)很多安全隱患。例如有部分城市規(guī)劃區(qū)并未安裝雨水排澇泵站，從而造成小區(qū)道路在施工過程中出現(xiàn)惡劣的環(huán)境影響等[3]。

第一，城市建設(shè)用地豎向規(guī)劃問題。由于城市化速度較快，城市用地緊缺局面加重，與此同時，城市發(fā)展對市政道路、地面排水要求越來越高，因此要求在城市規(guī)劃中必須合理規(guī)劃用地，提高土地利用率。在部分城市規(guī)劃中，市政給排水工程設(shè)計中出現(xiàn)了許多問題，問題出現(xiàn)的主要原因就在于沒有將城市豎向用地與市政給排水設(shè)計合理結(jié)合，導(dǎo)致城市規(guī)劃不完善，也使得市政給排水設(shè)計出現(xiàn)許多制約因素。

第二，市政給排水設(shè)計會因為城市用地豎向規(guī)劃受到影響，目前在市政給排水設(shè)計中，大多數(shù)采用的是短管壓力流和重力流兩種設(shè)計方式，通過這兩種方式能夠有效解決給排水系統(tǒng)高程問題，減少因埋深較大造成的開挖支護投資。為了實現(xiàn)這一目的，相關(guān)部門就要做好市政給排水設(shè)計評審工作，結(jié)合實際情況綜合比選設(shè)計方案，及時調(diào)整設(shè)計中的不合理之處[4]。

3.2 污水管埋設(shè)深度不夠

市政污水管敷設(shè)深度不足，導(dǎo)致周邊污水管道無法接入，造成一條市政道路卻有多條污水管道出現(xiàn)，不僅造成投資浪費，也影響其他地下管線布設(shè)，這是當(dāng)前市政給排水工程中比較常見的問題。出現(xiàn)這種問題的原因之一，是設(shè)計單位在設(shè)計初期，沒有綜合考慮周邊的污水接入情況，僅滿足單一小區(qū)或者單一支管接入的高程，埋深較淺，沒有跟上游周邊管網(wǎng)的高程進行復(fù)核，導(dǎo)致在后續(xù)市政工程設(shè)計中不滿足后續(xù)接入需求，不得不新建管道滿足排水需求，因此造成上述局面出現(xiàn)。

3.3 市政給排水規(guī)劃相對滯后

在市政給排水規(guī)劃設(shè)計中，部分設(shè)計單位常常忽略排水系統(tǒng)設(shè)計的重要性，導(dǎo)致給排水設(shè)計出現(xiàn)不合理問題，出現(xiàn)這一問題主要原因在于由于市政給排水總體規(guī)劃未能引起充分的重視，并且在城市道路建設(shè)迅速開展的情況下，市政給排水工程設(shè)計也沒有得到足夠的重視，部分給排水工程項目在一期施工結(jié)束以后，發(fā)現(xiàn)實際情況與原有方案已經(jīng)存在差異，導(dǎo)致在接下來的施工中無法按照原有計劃繼續(xù)開展，致使規(guī)劃指導(dǎo)失去其實際意義[5]。

3.4 用水量估算不合理

用水量是影響設(shè)計給排水管網(wǎng)規(guī)模大小和管道系統(tǒng)設(shè)計質(zhì)量的關(guān)鍵因素，一旦對用水量估算不當(dāng)就可能造成在實際使用中無法達(dá)到現(xiàn)實應(yīng)用要求。若對城市人口用水量估計不足，容易造成供水高峰期卻供水不足或中斷，從而給日常生活和工作方面造成直接不便。工業(yè)領(lǐng)域由于用水量估計不足也可能造成損失，主要反映在給排水管道設(shè)計與布置上，由于布局設(shè)計不當(dāng)，運行協(xié)調(diào)性根本無法滿足設(shè)計要求的情況。用水量估計不足的原因主要為兩方面：第一，對工程活動用水量估算不正確，主要是由于對地方經(jīng)濟社會發(fā)展?fàn)顩r以及人民群眾使用需求情況不正確判斷引起；第二，管道本身水力問題分析不足造成，比如高層住房在用水高峰期容易出現(xiàn)水量不夠的情況[6]。

3.5 雨水管道設(shè)計不合理

雨水系統(tǒng)作為市政排水體系的一個重要環(huán)節(jié)，尤其對于暴雨高發(fā)區(qū)城市尤為關(guān)鍵。但目前，不少城市對雨水系統(tǒng)建設(shè)還沒有足夠關(guān)注，使得雨水管網(wǎng)存在著多方面問題：比如，強降雨時城市道路兩側(cè)雨水管的長期沉積阻塞導(dǎo)致路面被大量雨水淹沒或者在突發(fā)性強降雨天氣下排水系統(tǒng)崩潰等，這些都對市民日常生活、道路交通等造成負(fù)面影響。另外，城市道路排澇系統(tǒng)也會對路面性能產(chǎn)生一定影響，一旦下雨時管道阻塞導(dǎo)致排水不暢，排水管道大量雨水迅速匯集形成冒溢積水，嚴(yán)重時形成內(nèi)澇，也將對交通路基和路面結(jié)構(gòu)造成不好的影響。道路雨水對結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生侵蝕，而路基層瀝青混凝土或水泥混凝土也易因降雨侵入進而產(chǎn)生裂縫、唧漿、塌陷等問題，路基問題直接對行車和道路交通安全產(chǎn)生影響。路基積水則對填充物產(chǎn)生膨脹作用，在熱脹冷縮影響下道路更易失穩(wěn)損壞，可能會導(dǎo)致整條道路塌陷損壞。

4.市政給排水設(shè)計的合理化建議

4.1 合理設(shè)計給排水管道

現(xiàn)階段，隨著我國城鎮(zhèn)化步伐的加快，人民可支配收入也逐步提高，在這個趨勢下，民眾對于生活品質(zhì)的需求也愈來愈高。所以，在重新設(shè)計市政給排水系統(tǒng)時，設(shè)計單位應(yīng)注重居民的實際需求，并將城市發(fā)展的實際情況和其他基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的情況綜合考慮，合理設(shè)計管道的路由和直徑，減少給排水管網(wǎng)引起的非必要的投資。另外，重新設(shè)計更新原有的管道時，盡可能選擇較大直徑的管道，如將原有雨水口連接管管徑設(shè)計為DN300，以便于進一步適應(yīng)城市排水實際需求等。采用合理化設(shè)計，還可以降低管道末端噪音。如針對給水加壓問題，設(shè)計人員可以在供水管道上設(shè)置加壓閥和減壓閥等設(shè)備，降低管道壓力，以此提高市政給排水系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.2 提高城市防洪防澇設(shè)計合理性

針對降雨較多的大中型城市，防洪防澇工程設(shè)計十分重要。第一，排水系統(tǒng)的設(shè)計必須充分考慮到城市降雨的環(huán)境條件，重視排水管網(wǎng)系統(tǒng)中排水功能弱化的部分，從而采取針對性工程進行改進。第二，充分考慮到突發(fā)性強降水當(dāng)天的排水情況，必須針對當(dāng)前大中型城市經(jīng)濟社會發(fā)展?fàn)顩r、人口密度等因素合理選取降水重現(xiàn)期和徑流系數(shù)，如果重現(xiàn)期選取過低將導(dǎo)致城市排水體制無法應(yīng)對連續(xù)性強降水天氣條件，易造成城市內(nèi)澇積水，影響居民正常生活和交通出行，甚至影響居民的生命安全，引起交通事故等嚴(yán)重情況；如果重現(xiàn)期選取過多，則會造成市政排水管道設(shè)計投資浪費，影響其他地下市政管線設(shè)計的空間和路由。第三，應(yīng)針對城市規(guī)劃建設(shè)范圍內(nèi)高程較低的區(qū)域采取針對性舉措，例如優(yōu)化雨水口布置，防止城市規(guī)劃低洼地帶積水嚴(yán)重形成內(nèi)澇。第四，需計算徑流系數(shù)確保雨水排水系統(tǒng)設(shè)計的合理性。導(dǎo)致雨水系統(tǒng)出現(xiàn)問題的主要原因之一是徑流系數(shù)的計算不準(zhǔn)確，應(yīng)根據(jù)城市發(fā)展的實際情況以及該地區(qū)的自然條件，計算出城市的最大徑流系數(shù)。同時還需要根據(jù)城市以往的降水量計算徑流系數(shù)，切實合理的解決問題，保證雨水系統(tǒng)設(shè)計的合理性。

4.3 管道材料合理選擇

在市政給排水設(shè)計中，管道材質(zhì)的選擇也是設(shè)計人員需要重點關(guān)注的問題。選擇性能良好的管道材質(zhì)，可以有效減少管道腐蝕破裂或者爆管現(xiàn)象，增加管道使用壽命，減少因管道維修造成的投資費用。尤其是給水管道的材質(zhì)，由于對水質(zhì)的影響較大，設(shè)計人員必須謹(jǐn)慎選擇。因此，給水管盡量選擇鋼材料會更大程度上避免管道出現(xiàn)滲漏和銹蝕問題，同時管道噪聲較小。在排水系統(tǒng)設(shè)計過程中，設(shè)計人員同樣應(yīng)根據(jù)實際情況和設(shè)計指引的要求，選擇滿足強腐蝕性和其他要求的管材。

4.4 市政給水合理優(yōu)化

給水設(shè)計，其主要前提是顧及城市居民在日常生活和企業(yè)用水等方面正常供給，在規(guī)劃設(shè)計市政給水系統(tǒng)時，必須仔細(xì)研究一個城市和特定地區(qū)的用水需求量和分配情況，進而合理設(shè)計給水管網(wǎng)方案，其主要涉及規(guī)劃位置、地區(qū)管道數(shù)量、地區(qū)管道種類等，特別是給排水管道型式劃分，建議分為生活給水管道、工業(yè)給水管道、農(nóng)村給水管道以及其他給排水管道，研究各類管道所對應(yīng)領(lǐng)域給水需要量與給水分配情況，以調(diào)節(jié)供水平衡，例如在工業(yè)生產(chǎn)中，在城市其他供水板塊中產(chǎn)業(yè)占比較大，可把市政給水建設(shè)重點設(shè)置在工業(yè)生產(chǎn)地區(qū)，保證工業(yè)區(qū)供水充足。又如重點發(fā)展種植業(yè)地方，為盡可能做到引灌不會破壞土壤，同時要引入雨水收集技術(shù)和設(shè)備，把降雨循環(huán)運用于各種植物灌溉。市政給水方案設(shè)計，必須秉著“合理化”和“節(jié)約性”原則，一方面保證供給均衡，另一方面要充分利用自然資源，加強水資源循環(huán)使用，并通過合理科學(xué)的技術(shù)措施，降低水資源的無形耗費。

4.5 合理控制水壓不足問題

在給水工程中，如果水壓不足，可能給居民的生活用水帶來不便，尤其是用水高峰期。這一問題的出現(xiàn)主要有三個方面因素導(dǎo)致，第一是設(shè)計方面的問題。在前期設(shè)計過程中沒有準(zhǔn)確計算水力損失、耗水量等數(shù)據(jù)，以及水泵揚程和供水管徑不滿足實際要求，造成用水時其水壓不能有效滿足日常生活需求。第二是運行維護不到位，管內(nèi)存在雜質(zhì)沉積，導(dǎo)致過流斷面減少，最終導(dǎo)致水量不足。第三是實際水箱安裝高度和水泵揚程設(shè)計不合理，受到供水點高度差而產(chǎn)生的壓力影響，不能有效滿足供水水壓要求。為了解決好以上問題，應(yīng)嚴(yán)格按照施工圖紙的設(shè)計進行審核，對相鄰建筑物數(shù)據(jù)記錄要全面、及時和準(zhǔn)確，同時還要注重管道日常維護，防止管道堵塞問題出現(xiàn)，以此來保證水質(zhì)以及水壓。

4.6 合理改善城市經(jīng)濟

在人才引進和先進技術(shù)的引入上，資金至關(guān)重要。除地區(qū)各政府部門的支持之外，也須想方設(shè)法利用各種渠道籌集資金。城市建設(shè)需要自身具備更強的投資實力。只有進一步提高城市吸引力，才能引入更多投資。另外，城市建設(shè)投資也必須突破傳統(tǒng)壟斷領(lǐng)域，建立投資利益驅(qū)動機制和風(fēng)險自律機制，以確保城市建設(shè)投資結(jié)構(gòu)能夠合理的健康增長，唯有如此，城市建設(shè)才能獲得更多資金來源，在強大資金的支撐下，城市建設(shè)才能更好地推進，給排水工程設(shè)計規(guī)劃與實施也將同步推進。

4.7 市政排水合理優(yōu)化

在市政排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計初期，工程設(shè)計技術(shù)人員必須仔細(xì)研究和分析大量基礎(chǔ)資料和其他信息，以便為建設(shè)出高質(zhì)量城市排水系統(tǒng)提供可靠科學(xué)的基礎(chǔ)。同時，在城市排水工程規(guī)劃建設(shè)中，要結(jié)合城市給水工程與其他市政工程綜合考慮，重視排水系統(tǒng)對周邊環(huán)境的影響，并綜合考慮其與其他項目之間的協(xié)調(diào)性關(guān)系。

市政排水主要存在兩個較大問題，一個是市政道路排水能力能否應(yīng)對暴雨季節(jié)，一個是排水過程中污水處理能力是否滿足要求。前者解決問題的主要辦法是在城市排水系統(tǒng)設(shè)計中，根據(jù)地區(qū)自然氣象條件、地理水文狀況、江河湖泊變化規(guī)律等，先測算出每個地區(qū)的最大排放要求，科學(xué)劃分排水分區(qū)，準(zhǔn)確計算匯水面積，保證可以在一定時限內(nèi)，順利完成城市轄區(qū)內(nèi)所有排放要求；后者還牽涉到環(huán)境方面，市政工程設(shè)計主要目的是希望利用城市自然資源的合理分布，并設(shè)置便于人類生存、工作、生活的城市附屬服務(wù)設(shè)施，以提供有利于人類生活與生存的良好城市條件，但由于城市排水是城市發(fā)展的主要部分之一，若將含有危害性污染物的污水直接排出，對地表水體和地下水體將會造成嚴(yán)重污染，從而導(dǎo)致城市生態(tài)嚴(yán)重破壞，這將有違城市計劃中的“環(huán)保性”原則，所以城市排水設(shè)計應(yīng)當(dāng)充分考慮到所排出污染物是否帶有污染性特點、其危害水平多大，并協(xié)調(diào)相關(guān)單位根據(jù)城市排水標(biāo)準(zhǔn)要求，認(rèn)真考慮如何有效采取排水截污技術(shù)，嚴(yán)格遵守排放標(biāo)準(zhǔn)。

4.8 市政給排水設(shè)計其他合理設(shè)計

市政給排水和其他市政建設(shè)項目，同屬城市總體規(guī)劃設(shè)計范圍內(nèi)，但不同市政建設(shè)項目規(guī)劃設(shè)計，因為受時間、空間等各種因素影響，很有可能產(chǎn)生矛盾和沖突，比如在以往進行地下電纜等管道安裝施工時，可能不會預(yù)測到若干年后對市政排水管道敷設(shè)路由產(chǎn)生制約影響，同樣道理，當(dāng)前市政排水管道施工，若不能沖破時間因素局限，充分考慮總體規(guī)劃，也會嚴(yán)重影響城市總體規(guī)劃設(shè)計工作可持續(xù)性。那么在規(guī)劃設(shè)計市政給排水工程項目時，必須站在整體規(guī)劃角度，綜合性分析給排水工程項目和其他市政工程項目總體規(guī)劃設(shè)計是否存在沖突，避免受到其他市政工程項目影響和盡量減少對其他市政工程項目的影響，為城市規(guī)劃設(shè)計創(chuàng)造更加合理的前提條件。

結(jié)語：

綜上所述，市政給排水工程是一個繁雜的工作，在市政給排水設(shè)計中，應(yīng)該注重市政給排水工程設(shè)計的合理性，提高設(shè)計技術(shù)水平，保證市政給排水系統(tǒng)的完整性和穩(wěn)定性。因此，必須正視市政給排水工程設(shè)計中的難題，進而剖析難題形成的原因。在文章中，給排水設(shè)計相關(guān)人員應(yīng)該結(jié)合工作實踐和有關(guān)理論文章，從市政給排水工程設(shè)計中難題與合理化建議兩個角度，制定出更具有針對性與實用性的給排水設(shè)計方案。