淺析我國市政給排水管網(wǎng)現(xiàn)狀及優(yōu)化

淺析我國市政給排水管網(wǎng)現(xiàn)狀及優(yōu)化摘要：本文結(jié)合我國市政給排水管網(wǎng)運(yùn)行的現(xiàn)實(shí)狀況，對供水管網(wǎng)布置與供水管網(wǎng)優(yōu)化進(jìn)行分析，對造成問題的原因進(jìn)行了分析，并提出相關(guān)優(yōu)化城市市政給排水管網(wǎng)的措施，以使得給排水管網(wǎng)能夠得到更好的運(yùn)行。關(guān)鍵詞：給排水管網(wǎng)；優(yōu)化配置；市政；運(yùn)行我國市政給排水管網(wǎng)的運(yùn)行現(xiàn)狀及優(yōu)化配置原理我國市政給排水管網(wǎng)運(yùn)行的現(xiàn)狀隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，城市建設(shè)也得到了長足的進(jìn)步，各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也大量得以推進(jìn)。作為市政基礎(chǔ)工程的重要組成部分，城市給排水管網(wǎng)也在城市及市郊不斷密集與延伸。在現(xiàn)階段，我國大多數(shù)城市的給排水系統(tǒng)還很不完善，甚至較多的城市還在沿用，20世紀(jì)甚至解放前的給排水管道，在使用效率與效果方面存在著較多的問題。因此，對于城市給排水管網(wǎng)的優(yōu)化配置新建，包括對現(xiàn)有設(shè)施的改建擴(kuò)建及完善的要求已日益迫切。市政給排水管網(wǎng)優(yōu)化配置的基本原理市政管網(wǎng)主要包括給排水、供氣、供暖等市政管道系統(tǒng)。給排水管網(wǎng)系統(tǒng)是市政管網(wǎng)的重要組成部分，是一個(gè)由各種管道、泵站、水塔、調(diào)節(jié)閥、沉淀池等多種設(shè)施構(gòu)成的輸送水系統(tǒng)。從管線方案、使用材料、更新?lián)Q代、設(shè)備配置等方面都從屬于這個(gè)系統(tǒng)工程，任何一個(gè)方面出現(xiàn)錯(cuò)誤，都會(huì)影響到整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，如水池容積、泵站工作效率、漏損率等都會(huì)影響工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因此，做好給排水管網(wǎng)的優(yōu)化配置，可以明顯降低管網(wǎng)投資與運(yùn)行維護(hù)成本，提高管網(wǎng)系統(tǒng)可靠性，降低能耗，促進(jìn)新技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)前城市市政給排水管網(wǎng)的現(xiàn)狀分析2.1系統(tǒng)布置不合理在城市化進(jìn)程加快發(fā)展的背景下，給排水管網(wǎng)的覆蓋密度也逐年增加，建設(shè)速度也盡量加快。在此情況下，必然出現(xiàn)新的給排水系統(tǒng)與既有管網(wǎng)系統(tǒng)的對接配合問題、新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與配置本身也存在著是否合理的問題。（1）主要基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃設(shè)計(jì)與管理工作明顯滯后，表現(xiàn)在重城鎮(zhèn)建筑物規(guī)劃輕市政工程管線規(guī)劃，重道路工程建設(shè)輕工程管線配套；（2）設(shè)計(jì)院在工程管線設(shè)計(jì)中也往往缺乏資料或長遠(yuǎn)考慮，沒有結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際的綜合管線設(shè)計(jì)。計(jì)算中，一般只是憑經(jīng)驗(yàn)對管道的容量管徑坡度等進(jìn)行調(diào)整設(shè)計(jì)成果受相關(guān)人員的經(jīng)驗(yàn)與能力限制較大；（3）在設(shè)計(jì)方法上，大多數(shù)工程技術(shù)人員一般是采用圖集傳統(tǒng)計(jì)算等模式進(jìn)行，工作思路上歷史慣性較大，工作效率也較低，優(yōu)化的切入點(diǎn)也存在一些困難（4）對于越來越多的城市高層建筑，給排水系統(tǒng)常常在設(shè)計(jì)方面未考慮其功能上的專門優(yōu)化，導(dǎo)致出現(xiàn)水壓不穩(wěn)、異味、檢修等困難。環(huán)境變化及材質(zhì)優(yōu)化不足導(dǎo)致存在漏失現(xiàn)象由于城市建設(shè)的特殊性，現(xiàn)有管網(wǎng)系統(tǒng)都是基于歷史存在的管網(wǎng)系統(tǒng)新改擴(kuò)建而來。我國大多數(shù)城市使用的城市主管網(wǎng)基本上都可以追溯到20世紀(jì)甚至更早，這樣必然出現(xiàn)管材老化、超期服役、廢棄管線沒有最終廢棄或僅僅是功能上的廢棄、管線附屬設(shè)施管理不善、漏水隨排水管流失、管線內(nèi)水壓力過大等，最終造成供水管網(wǎng)漏失，造成了供水浪費(fèi)與環(huán)境污染。當(dāng)前配置尚不能完全滿足突發(fā)事件的要求給排水系統(tǒng)面臨的突發(fā)事件主要有三大類，即爆管、污染、排澇。（1）工程資料數(shù)據(jù)不全提高了爆管的可能性。譬如，由于不明確地下管線情況，工程施工道路軛壓等導(dǎo)致給排水的爆管。爆管后，大多數(shù)管道系統(tǒng)還僅僅是根據(jù)排水量的急劇變化才得以知曉，而此時(shí)，外界的反饋往往更先于企業(yè)得知爆管情況，既浪費(fèi)了水資源，也妨礙了正常的生產(chǎn)生活。（2）對于管網(wǎng)的污染問題，很多水廠特別是南方的水廠，在排澇期間水源附近被污染，水源水質(zhì)極度惡化，水質(zhì)指標(biāo)比平時(shí)高出幾倍，需要暫停供水時(shí)，目前還只能大面積停水，管網(wǎng)子系統(tǒng)功能還不發(fā)達(dá)。（3）排澇問題在我國也必須得到重視。由于近年來極端天氣的出現(xiàn)，夏天突然降水，而排水系統(tǒng)不暢使得一些城市街道大范圍積水，嚴(yán)重的危及人民生命財(cái)產(chǎn)安全。進(jìn)一步做好市政給排水管網(wǎng)的思路及實(shí)例分析3.1優(yōu)化給排水管線的布局（1）做好給排水系統(tǒng)的科學(xué)規(guī)劃。首先，給排水管道的布置要符合區(qū)域及城市總體規(guī)劃的要求，充分考慮體系擴(kuò)展與原有管網(wǎng)體系對接需要。對于給排水歷史較長的城市，應(yīng)分新、舊管網(wǎng)區(qū)域分別編制規(guī)劃。（2）具體設(shè)計(jì)工作要結(jié)合工程實(shí)際條件。管網(wǎng)要綜合考慮給排水區(qū)域地形、水源條件、水泵、調(diào)節(jié)池、沉淀池位置，兼顧河流、渠道及公路、鐵路、地鐵等其他市政設(shè)施的影響，滿足給排水水壓水量的要求，兼顧管道施工維護(hù)檢修的方便，盡量做到線路簡短高效，管網(wǎng)盡量布置成環(huán)狀，枝環(huán)結(jié)合。（3）采用先進(jìn)的優(yōu)化技術(shù)輔助給排水設(shè)計(jì)。從管網(wǎng)運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性的管網(wǎng)優(yōu)化出發(fā)，結(jié)合經(jīng)典算法與新型算法輔助設(shè)計(jì)，經(jīng)典代表理論有線性規(guī)劃非線性規(guī)劃動(dòng)態(tài)規(guī)劃法等；新型算法主要有遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、模糊數(shù)學(xué)、遺傳算法相結(jié)合的方法，以及matlab、地理信息系統(tǒng)（gis）等計(jì)算機(jī)軟件相結(jié)合的方法。（4）結(jié)合城市功能升級考慮給排水系統(tǒng)的配合。對于城市高層、超高層建筑及城市地下空間、城市綜合體等，應(yīng)充分考慮到這些項(xiàng)目的特殊性布置給排水系統(tǒng)。譬如，對高層建筑的給水系統(tǒng)進(jìn)行合理分區(qū)，不要簡單的將給水系統(tǒng)一分為二，建筑物高度較高時(shí)結(jié)合規(guī)范給定的設(shè)計(jì)值將給水系統(tǒng)分為三個(gè)區(qū)或多個(gè)區(qū)，使供水系統(tǒng)壓力平衡。對于排水管道而言，使用普通的pvc管道往往承受不住較大的壓力出現(xiàn)滲漏，因此，應(yīng)優(yōu)先考慮選用承壓塑料管金屬管及鋼塑復(fù)合管等?，F(xiàn)有管網(wǎng)的優(yōu)化改造與新建系統(tǒng)的配套優(yōu)化（1）改造老舊管網(wǎng)。配合舊城改造及給排水管網(wǎng)的重點(diǎn)區(qū)域，應(yīng)有計(jì)劃地進(jìn)行摸排，找出明漏與暗漏的位置，列入處理范圍。應(yīng)嚴(yán)查暗漏，嚴(yán)防明漏。摒棄原有的嚴(yán)重老化、漏損嚴(yán)重的管道，采用新管代替之。（2）選擇合格的建材，盡可能采用耐壓性較好抗腐蝕性較強(qiáng)的管道。系統(tǒng)的優(yōu)化也包括成本的優(yōu)化，合格的材料是給排水系統(tǒng)優(yōu)化的重要因素，按照給水工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行的要求，管材應(yīng)保證可靠的性能。（3）結(jié)合管道環(huán)境的改變進(jìn)行綜合處理。由于市政道路或其他原因，導(dǎo)致管網(wǎng)上層覆土厚度變薄，或者管道上方由人行道變?yōu)檐囆械赖模瑧?yīng)考慮在道路改造時(shí)，重新計(jì)算管線的埋深，或者對管線進(jìn)行遷移臨時(shí)過街管線，應(yīng)考慮通過套管等方法予以處理。提高給排水系統(tǒng)應(yīng)急處理能力（1）提高監(jiān)測水平，及時(shí)處理爆管。及時(shí)更新管網(wǎng)信息，如主管部門高度重視，專項(xiàng)投入，將歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行專項(xiàng)清理，盡量將管網(wǎng)信息更新，此后新的信息也及時(shí)完善。應(yīng)納入計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)進(jìn)行管理，方便查閱。在各工程施工時(shí)，應(yīng)取得相應(yīng)的最新管網(wǎng)信息，以便提前做好防護(hù)工作。用高技術(shù)手段進(jìn)行流量監(jiān)控，及時(shí)預(yù)警，管網(wǎng)中的流量液位等信息都能適時(shí)掌握，一旦發(fā)生爆管，相關(guān)參數(shù)就能及時(shí)變化，以最快的速度反饋給搶修中心及時(shí)處置。（2）合理測算本地最大降水量，完善雨污分流，要根據(jù)最新氣象趨勢對未來的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，綜合考慮降雨量市政管網(wǎng)排水能力及經(jīng)濟(jì)因素，可適當(dāng)加大排水管道、出水口及泵站的標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)，同時(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)雨污分流工作。（3）做好管網(wǎng)污染的監(jiān)控防范，對城市重要點(diǎn)位建立監(jiān)測系統(tǒng)，準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)城市污水管道負(fù)荷和收集量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道淤積和滲透泄漏，預(yù)防重大污染事故發(fā)生。對于給水系統(tǒng)，應(yīng)結(jié)合不同的水源地，包括應(yīng)急水源地，增設(shè)備用取水口。結(jié)語：城市給排水管網(wǎng)的優(yōu)化配置管理是一個(gè)長期的系統(tǒng)工程。建筑給排水將更突出以人為本的原則，強(qiáng)調(diào)給排水系統(tǒng)的穩(wěn)定、合理、成本最優(yōu)化，從管網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段進(jìn)行合理的規(guī)劃和優(yōu)化設(shè)計(jì)、從管網(wǎng)