优化市政排水管网布局及其设计建议

邱季峰

中国市政工程西南设计研究总院有限公司610000

摘要：随着城市人口的急剧增加，城市工厂工业废水和居民生活污水的排放量也随之增加，这就导致污水处理和管理的费用也迅速增长。城市排水管网布局和设计不当会引发各种问题，如何从规划设计的角度切实解决这些问题，是市政排水管网建设的一个重要工作。本文就市政排水管网布局和设计的优化提出一些看法，希望能与专业同行一起探讨和研究。

关键词：市政排水；布局设计；不足；优化建议

1引言

市政排水管网系统是我国市政工程建设的重要组成部分，也是城市建设的基础性工程之一。近几年来，我国有多个城市都发生了连续的大洪灾，造成市区内严重积水和人民群众生命财产损失，这反映出我国城市在排水系统布局和设计上存在的不足和问题，这些问题如果得不到妥善解决将会对城市建设和国民经济带来无法估量的损失，因此，市政排水管网布局和设计的优化工作势在必行。

2市政排水管网布局与设计中存在的不足

2.1排水体制问题

排水体制一般分为合流制和分流制两种，合流制又分为直排式和截流式，直排式即污水通过管道系统收集后直接排入水体，截流式即在现有合流制排水系统的排污口处设置溢流井，并建造一条截流干管，在晴天和初雨时，将所有污水和初期雨水都截流入污水处理厂，经处理后排入水体。当雨量增加，混合污水的流量超过截流干管的输水能力后，将有部分混合水经溢流井溢出，直接排入水体。分流制分设雨水和污水两个管渠系统。污水管渠汇集生活污水、工业废水，输送至污水处理厂，经处理后排放或利用。雨水管渠汇集雨水和部分工业废水（较洁净），就近排入水体。

排水体制对整个市政排水管网设计有着直接的影响，现阶段，有很大一部分地区仍在使用老旧的排水系统和排水体制，对自然环境造成较严重的污染，急需要进行改造建设。在一些大城市中，由于各个区域的修建情况和自然条件都不同，所以在考虑排水体制时必须因地制宜。例如一些城市的旧城区和各个镇区，工业废水和居民生活污水大多都是直接排入附近的河涌，而新建城区则采用的是不同的排水体制。旧城区一般都在河岸边设置一条截流干管，并且建造污水厂和溢流井，晴天时所有污水都送入到污水处理厂，经过处理后再排放到河涌，雨天则有部分的污水直接排入河涌。而新城区完全有条件采用完全分流制系统，也就是所有的污水和雨水都分开建造管道，雨水直接排到附近的河流，而污水都送往污水处理厂进行处理。

2.2设计缺乏宏观整体的规划

长久以来，我国城市建设都只注重地面工程建设而忽略了地下排水工程的规划和设计。在城市规划过程中应当重视对市政排水系统的设计，并且将排水管网作为一个专项进行宏观整体的规划。目前很多城市在进行各条道路设计时，缺少排水规划的指导，往往只考虑本条道路范围内的雨污水排放，使得各条道路、各个区域之间的排水系统缺乏相关性，导致很多地区排水不畅、下游管径偏小、排水能力不足、内涝严重等问题。所以为了保证城市排水能够有序、有效的进行排放，就必须对市政排水系统的进行宏观整体的规划，从而指导排水系统的设计和建设。

2.3排水应急措施不当

随着计算机网络技术的不断发展，建立一套方便、快捷、有效和及时的市政排水应急措施是可行的。在一些降水比较频繁的城市和镇区要实行降水信息预测，在城市的规划和建设期间就应当确定该区域的排水能力和应当采取的排水措施，这就需要借助当前高速发展的计算机和互联网技术。就现阶段的城市市政排水管网设计来看，很多城市对此还不是很重视，更不用说利用计算机和信息技术实施有效的预测和控制方案，导致在市政排水管网的规划、设计、运行、调度和管理维护工作中出现较多的问题。

2.4排水系统的设计思维单一

市政排水系统设计思维单一，具体表现为只是简单的将积水排出去或者排到地下，而不考虑如何对水进行循环利用，如何实现对不需要水的地方进行排水，对需要水的地方供水，从而缓解城市的排水压力。现阶段，排水循环系统不应只单单存在于城市排水系统中，在一些市政建筑排水设计中也应该设置排水循环系统，通过水回用技术实现自然用水和生活污水的循环，这不仅可以解决城市用水，也在一定程度上缓解了市政排水压力。

3市政排水管网规划与设计的优化建议

3.1统筹规划，合理选择排水体制

市政排水管网设计在选择排水体制的时候需要坚持科学统筹的原则，保证排水体制的合理性和明确性，对于合流制地区的改造工作需要以实际建设情况为依据，按照相关规范规定选择合理的截流倍数。在估算中心城区用水量前需要进行合理预测，从而合理编制城市人均综合用水量。在对城市总污水量和总用水量进行规划时，应选取合适的预测方法，并用不同的预测方法进行校核。水量预测时，可根据各个地区的用地性质和发展情况，选用不同的标准，对于建成区可以适当的放大标准，在新城区则需要体现高起点和高水平，单位用水量均要采用高标准，从而提高整个中心城区的生态环境和水环境质量。市政排水管网的设计和布局需要从各个区域的实际情况出发，采用因地制宜和科学统筹的原则合理选择排水体制，实现有针对性的市政排水系统设计。市政排水系统的选择关系到排水工程的初期规划、建设投资、施工管理和后期维护等多个方面，所以在选择排水体制的时候需要从环保要求和市政排水规划的角度出发，考虑原有城市的排水量、排水设施、地形、水体和水质等多个因素，从总体上提高排水系统设计质量。

3.3优化平面管网的设计

确定平面埋深和管径的优化有直接优化和间接优化这两种方法，直接优化指的是对各种参数进行对比和调节，从而寻找最适合的一种优化方法，间接优化则需要建立数学模型，通过数据的计算和分析找到最合适的埋深和管径组合方案，常用的方法有动态规划法、线性规划法、遗传算法和非线性规划法。对于管线的优化工作需要在保证其排水效能的基础上，进一步减小排水的工程量，管网的布置需要满足以下几点原则：一是保证排水管线的干线和支线尽量不要有弯曲，保持直线型的布局；二是要合理选择管线埋深；三是布线时多利用地势和地形的因素，并且结合污水厂的重力系统排出污水；四是采用动态优化的方法实现最优化的管线的挖方和长度，合理选择优化方案；五是采用挖方量、管道长度和管段坡度这三种权重计算合理选择管线平面布置方案，之后再选择合适的埋深和管径，另外，在选择管网布置方案时也需要适当的考虑成本。

3.4因地制宜的设计市政排水管网管道布局

在规划和设计市政排水管道时需要考虑当地的自然条件、气候、地形、卫生要求、原有的排水设施等条件，在此基础上再进行综合的设计和布局。在设计和布局排水管道前需要认真考察排水管道沿线的水文地质和工程地质，根据实际情况，有针对性的进行设计和规划，运用科学、有效和合理

的施工技术，为市政排水管网施工提供可靠的质量保证。另外，在布局和设计前还需要综合考虑地下其他设施敷设的情况，为后期的施工管理提供切实可行的管理依据。在布局和设计排水管网中，设计人员需要充分考虑和吸收排水管网管理维护人员的意见和建议，这也是实现市政排水管网科学合理设计和布局的重要工作之一。

3.5用发展的眼光设计和布局市政排水管网，保持设计的前瞻性

市政排水管网的设计和布局需要紧跟时代发展，按照城市的总体规划和排水管网建设特点，用发展的眼光去进行设计和布局。切忌盲目的按照城市总体规划中的人口密度、污水量标准和年限等因素进行设计和布局，这样只会导致排水管网难以适应城市的发展。所以，在设计和布局市政排水管网的过程中需要做一个全面的预测，并且要留有一定的发展空间。另外，市政排水管网对城市排水有着重要的作用，其作为城市规划中的重要部分，在初期设计和正式实施后就决定了其排水能力，后期是很难再更改的，所以市政排水管网设计和布局必须保持一定的前瞻性，做到统筹安排，杜绝短期行为和领导行为的发生。在我国，还有很多城市的基础建设严重落后于城市的发展，而对于市政排水系统来说，无论是从理论角度还是从工程实践来看，想要进行大范围的排水管网改造都是十分困难的，而小范围的改造又很难达到理想的效果。所以，市政排水管网的设计和布局要根据城市总体的发展趋势，从大局角度出发，综合考虑城市排水系统的近期和远期发展，努力提高市政排水管网的排水能力。

4结束语

随着我国城市人口的不断增长，市政排水管网系统也应当不断的进行改造和完善，在排水管网布局和设计中要根据已有的条件和设计参数，从实际情况出发，切实做好市政排水管网系统的优化工作。

参考文献：

[1]陈森发.一种污水管网系统优化的新方法[J].南京工学院学报，2014，17（2）：1-9.

[2]彭永臻.给排水工程质量控制[[M].北京：中国建筑工业出版社.2009.

[3]任超.给排水管网工程设计优化与运行管理[M]，北京：化学工业出版社，2009收稿日期：2015.12.10

作者简介：

邱季峰，（1982.——），男，研究生，工程师，从事给水排水工程设计。