市政给排水设计中常见的问题及解决策略
时间：2023-02-09 16:15:06 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
王正阳
［上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司西安分公司，陕西 西安 710000］
市政给排水系统作为城市建设的必要基础设施，其设计的合理性与科学性对于城市建设质量有着至关重要的影响。并且随着当前人们对于水资源使用要求的提升，以往的市政给排水系统已经无法满足人们的用水需求，下文将对于市政给水系统和排水系统设计中存在的问题及解决措施进行详细探讨。
1.1 防洪排水
防洪排水主要是由外排及内排组成，外排大多是通过水库等形式实现的，我国当前对于外排措施建设得相对较为完善，各个城市基本上都建有相应的水库设施。在进行市政给排水设计的过程中主要是解决城市内涝排水，因为城市的气候原因在雨季的降水较多，连续降水或是大到暴雨的情况频繁出现，若是排水系统设计不到位，极有可能导致城市内涝问题出现。在进行大中型城市的排洪设计时，要保障设计满足排洪量不可低于10年一遇的最大值，可以使用全面抬高地面的雨水泵以及滞洪区的排水设计方式[1]。
1.2 保障区域内供水平衡
我国整体的水资源分布是非常不平衡的，部分城市存在着水资源供给不足的情况，为保障区域内供水平衡，在进行市政给排水设计的过程中需要满足以下几方面内容：首先，使用地指标法对于城市的用水量进行估算，特别是生活用水和工业用水的需求量，在此基础上分析城市附近的江河湖泊能否满足供水需求；
其次，还需要对于供水质量进行管理，并且还应该合理控制对于地下水的开发力度；
最后，在设计市政给排水系统的过程中，要重视集约化设计，降低市政给排水系统的重复率。
1.3 雨水排放系统
在城市的雨季经常会出现雨水在地面堆积的问题，因此，在设计市政给排水系统的过程中要重视雨水处理系统的设计。在设计雨水处理系统的过程中，设计人员需要结合城市未来发展规划以及排洪防水系统来进行设计工作。对于城市内的河流进行设计时，需要保证该系统满足五年一遇的标准，在对城市道路雨水处理系统进行设计时不可出现频率为100%的情况，这会影响到雨水系统的处理效果。在设计雨水系统的过程中设计人员需要注意以下3点内容：①自然系统的搭建。通过增加临时泵站以及抬高地面标高的方式，形成自然排水系统，减轻市政给排水系统的排水压力[2]；
②要确保排水管道设计满足城市道路的排水需求，保障在道路使用的过程中，雨水也能够正常进入排水管道当中，避免出现雨水堆积等问题影响到交通出行的安全性；
③要通过清理或是改造的方式及时对影响城市河流中影响排水系统运行的物体或建筑物进行处理。此外，还应该充分发挥水库和渠道的调蓄能力来保障河道排水有序进行。
1.4 污水处理系统
随着当前人们环保意识的增强，在市政给排水系统中增加污水处理系统已经刻不容缓，合理的污水处理系统不但能够有效减少污水排放带来的环境污染，还能够实现对水源的重复利用。在设计污水处理系统时设计人员需要重点考虑这两个方面：①合流与分流的设计方式。分流设计对于施工条件及技术的要求较高，通常情况下很多的分流设计都无法被有效实现，并且在设计过程中还有可能会出现错接的现象，最终使得分流设计变为合流设计[3]。因此，当前很多大型城市与中型城市在进行分流设计时，通常都会根据当前的技术情况进行分流设计。而小型城市通常来说污水排放量较小，可以使用截流式的合流设计方式来设计污水处理装置。②污水二次利用装置的设计。在传统的市政给排水设计工作当中，由于缺乏环保意识，很多的设计师都不重视对于污水的二次利用。但是随着当前人们的环保意识加强以及水资源短缺问题加重，污水的二次利用设计逐渐成为污水处理系统设计的关键。在设计污水装置的过程中，首先，要设计污水收集装置，对于工业生产及家庭用水产生的废水和污水进行回收，避免直接排入河道当中，对水体造成污染；
其次，在利用相应的污水处理装置对污水进行净化；
最后，在通过专用管道将其用于城市绿化养护等对于水质要求不高的活动当中，以此实现对于污水的重复利用。
2.1 市政给水系统设计中存在的问题
水资源是人们日常生活以及工业生产中的必要资源，市政给水系统是保障人们正常用水的基础设施，若是给水系统设计存在缺陷就会产生水源供给不足的问题，影响到人们的日常生活以及工业生产用水。当前，市政给水系统设计中主要存在着如下问题。
（1）在进行市政给水系统设计工作的过程中，通常都会考虑到对地下水源的开发与使用，若是没有科学的地下水开发使用计划，就会影响到地下水源开发工作的有序开展，甚至会加大地下水开采难度，并且缺乏科学开采计划还有可能出现地下水开采过度的情况，从而导致城市的地下水资源大幅减少，加剧城市水源匮乏问题，使得市政给水系统无法发挥应有功能。除此之外，如果在沿海城市的给水系统设计中缺乏科学的地下水资源开采计划，还用可能导致地下水与海水出现混合情况[4]。
（2）在进行市政给水系统设计的过程中，设计人员需要根据城市的地下情况选择合适的施工管道材料，若是选择的管道材料的性能和质量出现问题，将会影响到市政给水系统的正常运行，并且还会带来较大的经济损失。设计方案是在进行管材购买工作时的主要参考，在设计中设计人员需要保障管材的规格等与设计内容一致外，还需要确保管道施工材料的性能与质量达到相关施工标准。但在进行设计工作时，经常出现管道材料规格、型号及质量要求不明确的现象，从而导致给水系统建设质量无法达到预期标准。
2.2 市政排水系统设计中存在的问题
市政排水系统是市民生活污水以及工业生产废水的主要排放渠道，并且能够有效缓解城市积水，避免出现城市内涝问题，影响到城市居民的日常出行。除此之外，高效的城市排水系统还能够降低雨水对于城市道路的水损伤，保障了城市道路的安全使用。当前，市政排水系统当中主要存在以下问题。
（1）在传统的市政排水系统设计当中，污水处理系统承担着雨水处理和污水处理的两种功能，在运行的过程中经常会出现故障，导致城市雨水和污水排放受到影响。当前随着排水系统建设技术的提升，新建城区的排水系统已经进行了雨污分离设计，日常生活以及工业生产产生的污水在经由污水处理厂的统一净化后实现重复利用，有效避免了污水直接排放模式对于自然环境造成的破坏[5]。但是，很多老城区中的污水和雨水处理系统依然没有进行分离改造，污水同雨水一起直接排放到河流湖泊内，导致城市内的水源及周边水源出现富营养化问题，严重影响了城市及周边地区的生态环境。
（2）很多设计师在进行城市排水系统设计工作时，没有详细了解城市的年降水量等数据，并且忽视了防洪排水的实际需求，设计的排水系统的排水量较差，从而在城市迎来暴雨天气时，城市内的雨水无法排出，导致雨水在地面堆积形成城市内涝现象，特别是一些地段较低的区域，积水情况将更为严重，严重影响了城市交通的正常运行，还会对于市民出行造成较大阻碍。除此之外，在雨季城市很有可能遭受连续降水，若是市政排水系统的排水量小于降水量，还有可能引发洪灾等自然灾害，不但会对于城市建设造成毁灭性打击，还会对于市民的人身安全以及财产安全造成较大的威胁[6]。
3.1 优化市政给水设计
在进行市政给水系统设计时，首先，设计人员要对于城市的日用水总需求进行计算，日用水总需求主要包含生活用水、工业用水、消防用水、绿化用水和管网漏水等多项内容，在此基础上完成最大供水量的设计，以此保障满足城市的日常供水。其次，在规划市政给水管布局的过程中，设计人员需要从以下几点内容进行布局设计：进行管网定线工作中，要保障干管的朝向与二级泵站输水池的方向相同，相邻两个干管之间需要保持600～800m的距离，并且要保障在城市用水量较大的区域设置干管，并且要尽量靠近用水较多的建筑，这样能够有效缩短配管长度。最后，在计算给水管网平差的过程中，可以根据管网供水方向对于每个管段的水流方向进行大致设计并设定控制点，然后在从二级泵站与控制点中间选取两条或两条以上的平行干管，让其平均承担给水流量。这样才能够保障给水系统设计的合理性，保障满足城市日常给水需求[7]。
3.2 选择质量达标的给水管材
在设计给水系统的过程中，设计人员还需要重视管道材料的选择，要保障所选择的材料能够承受供水过程中产生的巨大压力并且不会对于水资源造成污染。现阶段，给水管道多使用球墨铸铁管、钢管、PE管等管材，其中钢管的造价昂贵且较为容易产生水锈；
PE管具有较强的耐腐蚀性且不易滋生细菌，不会对于水源造成二次污染，同时耐冲击性比较强，整体性能较为优越[8]；
而球墨铸铁管是当前使用最频繁的管材，此种管材防腐蚀能力强且延展性较强，安装操作非常简单，安全性较高，不但不需要投入大量的建设资金，而且还具有较强的环保性。因此，受到市政给排水施工单位的欢迎，在设计给水管道时应该积极使用这种材料进行施工。
4.1 优化市政排水系统设计
在正式开始市政排水系统设计工作之前，设计人员应该对于施工地点的地质情况、城市未来发展规划以及降水量等多种信息进行详细了解，在此基础上科学设计排水管道尺寸和路面坡度等内容，保障排水系统设计满足城市排水需求。在开展排水管线的平面布置工作时应该遵循标定线原则，通过直线布局的形式来设计排水干管和支管的布局。在设计排水管网的过程中要综合城市接下来的发展规划进行设计并预留出新城区的排水管线布局位置，以此降低城市在雨季出现内涝的可能性[9]。除此之外，在开展行车道的雨水排放系统设计工作的过程中，需要综合考虑到雨水处理系统的位置与城市道路系统的协调性，这样才能够保障在不影响道路通车的情况下，实现对于雨水的合理收集与排放。
4.2 对排水管网的设计完善
在进行排水管网设计完善工作时，设计人员需要将排水管线的各项参数明确的标记在设计图纸当中，并且要通过反复的计算与试验保障管网竖向设计中所选择的管道材料符合相关使用要求，保障排水管网的功能能够正常发挥，延长市政排水系统的使用寿命。
4.3 现有市政排水系统设计的优化
在进行现有市政排水系统设计优化工作的过程中，设计人员需要考虑到城市的日排水最大流量，在此基础上设计出科学合理的排水管线优化方案。若是排水管线之间存在位置重叠时，需要通过交叉等方式进行处理，如果存在无法处理的现象，则可以对支管进行弯曲设计。除此之外，在进行排水管道优化工作的过程中，还需要注意以重力管道为先，压力管道应避开重力管道。与此同时，当车行道下的管道在管顶覆土小于0.7m的情况下，需要对管道设计20cm左右的混凝土满包加固；
当出现排水管道下方的地下水位过高的情况，设计人员就需要设计地下水抽取工序，确保地下水位距离排水管道下放50cm后才可进行后续施工[10]；
在设计排水管线时，工作人员应该按照标定线路进行复测设计，从而保障设计方案中的各项参数满足市政排水管道设计规范，确保排水系统能够正常运转，实现高效城市污水的排放工作。
综上所述，为有效环节城市发展过程中产生的水资源短缺问题，并实现优化市民生活生产用水体验的目标，相关部门要重视市政给排水系统的设计环节，对于当前给水与排水系统设计过程中存在的问题进行详细分析，并在此基础之上采取选择合适的给水管材以及完善排水管道设计等多种方式，实现对于市政给排水管道设计的优化，保障城市发展的用水需求能够得到满足。
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