摘要：本文論述國(guó)內(nèi)城市排水管網(wǎng)存在的問(wèn)題與科學(xué)有效進(jìn)行城市排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)依據(jù)，結(jié)合個(gè)人工作經(jīng)驗(yàn)分析城市排水管網(wǎng)的合理設(shè)計(jì)措施，希望為有效控制水污染貢獻(xiàn)自己一份力量。
　　關(guān)鍵詞：排水管網(wǎng)，規(guī)劃設(shè)計(jì)，排水系統(tǒng)
　　一．引言
　　伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化建設(shè)的腳步也在不斷加速。然而城市化進(jìn)程的加快過(guò)程中城市工業(yè)與生活污水問(wèn)題日益突出。我國(guó)城市排水管網(wǎng)存在不少問(wèn)題，包括：污水直接排入河道導(dǎo)致水體污染；排水管網(wǎng)的建設(shè)跟不上污水處理廠的建設(shè)，兩者的不協(xié)調(diào)導(dǎo)致污染等等。本文從這些制約著城市排水設(shè)施的發(fā)展的問(wèn)題入手，探索城市排水管網(wǎng)的合理設(shè)計(jì)措施。
　　二．科學(xué)有效進(jìn)行城市排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)依據(jù)
　　1．摸清市政排水管網(wǎng)所處出水口地質(zhì)
　　如果排水管網(wǎng)在設(shè)計(jì)前對(duì)相應(yīng)的管道沿線的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘察不夠深入，那么設(shè)計(jì)過(guò)程中就會(huì)因遇到一些特殊地質(zhì)條件（如淤泥、流砂、涌水）而無(wú)法保證施工質(zhì)量。排水管網(wǎng)全部是埋于地下的，線路長(zhǎng)的工程作業(yè)中遇到水文工程地質(zhì)條件往往變化很大，只有對(duì)每個(gè)情況都有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，才成采用最為有效的施工方法來(lái)保障排水管網(wǎng)的施工質(zhì)量。排水管網(wǎng)在遇到特殊地質(zhì)條件地段管道往往需要“基礎(chǔ)加固、接口特殊處理”等措施，一旦前期勘察不夠深入導(dǎo)致缺少相應(yīng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，在施工過(guò)程中施工人員無(wú)法作出相應(yīng)合理的施工案，一旦遇到“強(qiáng)涌水、強(qiáng)流砂、塌方”等等諸多不利的情況時(shí)就會(huì)往往因?yàn)闇?zhǔn)備不足而無(wú)法保障施工質(zhì)量。
　　2．設(shè)計(jì)前需要對(duì)其地下設(shè)施埋設(shè)情況深入了解
　　城市道路下有著各種不同功能的管線，包括：“電力電纜、煤氣管道、給水管道、污水管道”等等。如何進(jìn)行合理的安排管線是個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，如果設(shè)計(jì)前沒(méi)有深入了解地下設(shè)施的埋設(shè)情況，施工過(guò)程中就將遇到不少麻煩。例如，當(dāng)施工過(guò)程中管道走向、坡度、高程很難重新調(diào)整，而又遇到相關(guān)障礙時(shí)就不得不采用“倒虹吸”處理，這就使排水管網(wǎng)在容易堵塞的同時(shí)其輸水能力大幅度下降。建議城市規(guī)劃中心應(yīng)該運(yùn)用電腦網(wǎng)絡(luò)建立一個(gè)地下設(shè)施數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，這樣在具體施工前相關(guān)設(shè)計(jì)部門(mén)就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢來(lái)獲得地下設(shè)施數(shù)據(jù)，經(jīng)核實(shí)后最方便快節(jié)的進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)工作。
　　三．城市排水管網(wǎng)的合理設(shè)計(jì)措施
　　1．以發(fā)展性的眼光進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)
　　伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)城市的進(jìn)程也在不斷加快，城市面貌和規(guī)模都有很大發(fā)展。但是，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中依然存在大量問(wèn)題，城市排水管網(wǎng)的建設(shè)就是其中一項(xiàng)。城市排水管網(wǎng)的規(guī)劃是作為城市規(guī)劃中非常重要的一部分的，排水管網(wǎng)的規(guī)劃在城市排水領(lǐng)域起著舉足輕重的作用，城市排水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)實(shí)施后大多要經(jīng)歷幾十年不再改變的時(shí)間，而我國(guó)城市的迅速發(fā)展讓工業(yè)與生活污水的排放量也迅速增大，這就注定區(qū)域內(nèi)的排水管網(wǎng)很難滿足實(shí)際需要。因此，城市排水管網(wǎng)的規(guī)劃宜有超前意識(shí)，需要合理進(jìn)行統(tǒng)籌安排，克服短期行為。建議個(gè)人認(rèn)為城市排水規(guī)劃設(shè)計(jì)要以總體規(guī)劃為前提，在實(shí)際規(guī)劃中要確定合理的城市污水量。合理確定城市污水量大體分成三個(gè)階段，首先，通過(guò)總體規(guī)劃階段估算出排水區(qū)域內(nèi)主干管和干管的污水量，以此為依據(jù)確定“大致的管徑、泵站的規(guī)模、污水處理廠的規(guī)模”，這個(gè)階段中需要考慮城市污水再利用的可能性等。其次，以第一步的估算為依據(jù)較精確地計(jì)算出污水設(shè)計(jì)流量，從而確定“管徑、布置敷設(shè)管道、確定泵站的位置規(guī)模、進(jìn)行投資造價(jià)估算”，這一步是為專業(yè)設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備工作的。最后，以前兩步為依據(jù)，把污水量的計(jì)算介于兩者之間。筆者對(duì)城市排水管網(wǎng)的建設(shè)還有個(gè)自己的建議，由于城市排水管網(wǎng)有著自身的特點(diǎn)，且建設(shè)后使用期限在幾十年到上百年期間，如果其建設(shè)嚴(yán)格按照總體規(guī)劃的年限、污水量標(biāo)準(zhǔn)、居住人口密度、土地服務(wù)范圍等為依據(jù)是很難滿足城市的發(fā)展需求的。因此為城市排水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)從多方面預(yù)測(cè)并留出發(fā)展余地，任何規(guī)劃都不應(yīng)該是一成不變的，需要依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
　　2．進(jìn)行管線平面優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理設(shè)置污水支管
　　排水管網(wǎng)的布置有著自身的特點(diǎn)需求，一般包括“工程量最小、水流暢通、節(jié)省能量”三點(diǎn)要求。因此其排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的的首要條件就是正確的定線，定線正確了才能確保設(shè)計(jì)的合理經(jīng)濟(jì)。定線的基本原則包括三點(diǎn)：“首先，干管支管的設(shè)計(jì)盡量采用直線布局，也就是不要拐彎。其次，排水管網(wǎng)的定線應(yīng)盡量利用地勢(shì)，從而合理的使污水在重力作用下流人污水廠，避免其它定線的浪費(fèi)。最后，排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少管道埋深，并且在管道布置的中途位置應(yīng)該盡量減少提升泵站的設(shè)置。”排水管網(wǎng)的平面優(yōu)化設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)實(shí)踐也是逐步在發(fā)展的，早期的設(shè)計(jì)方法是“假定每一段管徑相同，優(yōu)選依據(jù)是挖方費(fèi)用的多少，通過(guò)先選擇一初始布置方案，后期通過(guò)算法來(lái)逐步調(diào)整。”中期的設(shè)計(jì)方法是“運(yùn)用排水線的概念將排水區(qū)域內(nèi)與最終出水口節(jié)點(diǎn)相距同樣可行管數(shù)的節(jié)點(diǎn)用一根排水線連接起來(lái)，將問(wèn)題轉(zhuǎn)化成最短路問(wèn)題后運(yùn)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法求解”。后期的設(shè)計(jì)方法是“首先把城市排水系統(tǒng)排水布置抽象為由點(diǎn)和線構(gòu)成的決策圖，運(yùn)用三種權(quán)值來(lái)解決問(wèn)題。”目前所采用的三種權(quán)值是指：“各管段地面坡度的倒數(shù)、各管段的管長(zhǎng)、各管段在滿足最小覆土條件下，按最小坡度設(shè)計(jì)時(shí)的挖方量。”目前管線平面優(yōu)化設(shè)計(jì)是：“分別對(duì)這三種權(quán)值運(yùn)用最短路生成樹(shù)算法求管線平面布置方案，通過(guò)進(jìn)行管徑、埋深和提升泵站的優(yōu)化設(shè)計(jì)，最后得出投資費(fèi)用最小的平面布置方案作為最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。”
　　城市排水管網(wǎng)的污水干管以往大多是在住宅小區(qū)規(guī)劃沒(méi)有完全確定的時(shí)期就已經(jīng)布置的，這就直接導(dǎo)致了排水點(diǎn)位置不確定性。在城市排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中為了便于排水支管與干管銜接，則應(yīng)該在設(shè)計(jì)排水干管上每隔一定距離接出連接管，使之伸入人行道與道路紅線外，最大程度上避免日后支管接入時(shí)破損路面等情況。連接管的間距設(shè)計(jì)應(yīng)該以為區(qū)域內(nèi)建筑屋就近排水為原則，理論上講連接管的間距一般以100m~150m為宜，太松散了達(dá)不到要求，太密集了會(huì)造成浪費(fèi)。當(dāng)然設(shè)計(jì)的間距主要還是依據(jù)具體排水點(diǎn)而定的，對(duì)于有集中流量排入的地方，要運(yùn)用水力計(jì)算來(lái)確定其管徑大小、坡度等，排水面積的分配要考慮到地面坡度、面積等等多方面。同時(shí)要求避免與其它地下管線發(fā)生沖突。充分保證使用的同時(shí)設(shè)置合理。

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