浅谈城区给水排水管网规划.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：雷艳妮（1990），女，汉族，湖南衡阳人，中级职称，本科学历，研究方向为给排水工程。-94-浅谈城区给水排水管网规划 雷艳妮 恩施州城乡规划设计研究院有限公司，湖北 恩施 445000 摘要：摘要：城区给水排水工程是关乎民生基础与城市安全的重要工程，而规划设计则是给排水工程建设的基础工作，必须提升重视程度，做好城区给排水管网规划与设计，确保给排水管网规划设计的科学性、合理性，方能最大程度满足城区居民的日常生活需求，同时保证排水通畅，避免城市发生内涝灾害。显然，探索城区给水排水管网规划与设计策略，无疑有着非常积极的研究价值。因此，本文在采用了文献资料法、经验总结法、调查分析法、问题纠错法、定性分析法等研究方法，从城区给排水管网规划的重要性出发，同时调查了城区给排水管网规划的常见问题，最后重点提出城区给排水管网规划与设计的若干策略和建议。希望本文分析能够对给排水工程提供一定参考价值，为城市建设贡献自己的一份力量。关键词：关键词：城区；给水排水；管网规划；常见问题；设计策略 中图分类号：中图分类号：TU991.01 0 引言 随着我国城镇化进程的不断深入，城区规模越来越大，城市人口越来越多，对于给水排水工程提供了新的要求和期望。基于此，我们必须保证给给水与排水管网建设的质量，满足城区人民的日常生活需求，避免城市内涝问题。而在城区给排水管网建设中，常常存在着一定问题，表现为供水量估算不合理、管网设计不协调、管网老化或损坏、管网资料不实等问题，导致城区给水排水质量跟不上日益增长的需求，并且对城区给排水管网的维护也增加了难度，严重制约了城市的发展之路。如何在新时期优化给排水管网工程规划与设计，是亟需解决的问题，本文就针对这一问题展开深入探讨，详见下文。1 城区给水排水管网内涵与规划要求 1.1 给水工程与排水工程 供水系统就像是城市的供血系统一样，满足城市居民的日常生活需要，最初来自河流、水库或调度来的水源，再经过水质处理站或处理厂处理后达到相应标准，再由水泵经过城区给水管网中，送入城市居民区、企事业、机关、学校等用水终端。给水系统既要保证水质安全，同时也要保障水压稳定，方能满足居民生活需求。供水系统同样是城市系统中的重要一环，将生活污水、工业废水、雨水径流等，通过排水管网输送至污水处理厂或其他指定点，经过处理后达标的水资源，可向地表水体排放、工农业利用、地下水回灌。给水系统保证城市排污的同时，同时核心功能也在于减少城市的降水压力，避免城市内涝的发生。1.2 城区给水排水管网规划要求 规划与设计是城区给水排水工程中的基础与前期工作，只有做好系统的规划以及完善的设计，才能最大程度保证城区给水排水管网再投入使用后不出问题、少出问题。对于城区给排水管网规划，有着几点最核心的要求：1.确保城区的防洪能力：给排水管网规划，必须确保城区的防洪能力，确保城市在暴雨情况下依旧拥有较好的泄洪能力，最大程度避免城市内涝灾害。2.实现优秀的管网布局：最大程度提升城区给排水管网的规划布局，做好原始资料的管理，减少乱拉私接等问题，方便后续日常使用与维护，优秀的给排水管网布局，能够实现投入最少化、价值最大化。3.满足城区的用水需求：供水的质量是一个核心要点所在，水网规划应能满足相关区域内的用水单位的实际需求，包括工业用水、居民用水等，既要保障用水水质安全，也要保障水压稳定，在管径、流量等方面优化设计，满足城市人口的用水需求。4.匹配城市的远景发展目标：对于给排水管网规划来说，在规划与设计时需匹配城市的远景发展目标，给排水管网规划时将未来人口增长、用水量变化、质量提高等因素都要纳入其中，全面考虑。当下已出现多个城市，因为城市规模不断扩大、人口的增加，导致原本的给排水管网与设施与中国科技期刊数据库 工业 A-95-实际需求不配套，影响到城市经济的发展。2 城区给排水管网规划中的常见问题 2.1 给水系统规划问题 给水系统设计从大方向上来看存在两个问题。一是给水量估算不合理。在给水系统中，给水量估计是核心点，只有充分了解城市各个区域的用水量大小，进行精准设计，才能真正满足城市各个区域的用水需求。而给水量估算不合理，当给水量估计较大时，会给城镇供水带来较大压力，给水量估计较少时，会导致给水的规划和调度上出现问题，不能满足居民的实际用水需求。二是管网设计不过合理，没有充分考虑城市发展前景、没有充分考虑城市地形因素，导致给水管网规划的利用效率不高，或是新管道衔接时非常麻烦1。2.2 排水系统规划问题 在排水系统规划中，也会出现一些规划与设计不合理的问题，对于地势与现有行泄通道不善加利用，而导致使用效率低，有甚者部分情况下存在管道老化、排水标准较低或排水设施不健全的问题，会有排水隐患。例如，排水管道设计首要考虑地势高低以及排水口的位置，在设计中未能考虑整体规划，没有认真考察，导致设计没有先进性、不够科学合理。2.3 给排水管网不完善，管网资料不实 城区给排水管网的规划没有实现一体化，整体呈现出给排水管网错综复杂、不够简洁高效的现状，有一些排水管网系统还在瘫痪中，新旧管线缺少协调性，甚至出现乱拉私接的问题，对于一些设计问题故意规避，期待远期解决，如今却遗留下问题。另外，对于给排水管网的资源也不够详实，过去工程建设竣工验收和竣工资料归档不完善，这导致对于给排水管网的维护、重新规划、附加规划等都比较麻烦，影响了城市给排水工程的整体规划和管理。2.4 存在一定规划设计滞后问题 在一些情况下，给排水管网设计没有充分考虑到城市的远景发展目标，导致当下出现不少历史遗留问题，老旧的设计标准达不到新时代需求，老旧的给排水管网材料、尺寸等也不能满足新时期的需求。当然，这也中国城市发展较快也有很大的关系。例如，一般而言，发达国家排水系统的设计标准一般能够应付重现期为 5-10 年的降雨来水，但我国因为资金、技术等原因，基本都是 1 年为主，这必然会导致可能存在泄洪隐患2。2.5 老城区未能雨污分流 很多老城区采用雨污合流制，即雨水和污水用同一个系统排放，而新城区大多采用雨污分流制，雨水和污水用不同系统排放。雨污分流无疑是先进的，如果雨污合流，建设和运营费用会相对较高，加大了整体处理污水的负荷量，并且在晴天时合流制管内流速较低，易产生沉淀，增加了排水系统的污泥沉积，容易造成排水系统堵塞，尤其是在极端降雨情况下，雨污合流制相比于雨污分流制更容易造成城区内涝现象。因此，如何有序进行老城区的改造将是一个城区给排水管网规划中的一个要点问题。3 城区给排水管网规划设计策略 3.1 合理估计给水量 上文提到，必须合理估计给水量，避免带来较大的城镇供水压力，也能满足城市各方的实际用水需求。对城市给水量进行估计，首先应估算城市综合用水量定额数量；然后根据城市的产业布局规划，以及城市居民用水习惯、生产用水习惯等综合因素，根据用水大数据来最终敲定给水量。比如，一个新一线城市或二线城市假设有常住人口 1 千万，那么居民用水量估计有 280 万吨，如果全城 30%从事工业，工业生产用水可以预估为 15 万吨，除此之外市政公共用水以及漏水情况总归为其他情况，预计需 60 万吨，那么这一个城市估算大约一天用水量要达到 355 万吨，而实际上则可能达到 380-450 万吨之间。在此基础上，不同的市、区、镇有着不同需求，必须根据产业因素、城市居民用水习惯、生产用水习惯等综合因素，进行科学估算，落实到较小的区域单位，科学调配，才能实现供水的最优化3。3.2 合理规划给排水管网系统（1）按照国家标准进行规划设计。按照国家对于城区给排水管网规划的法律规定与指导文件，进一步合理设计给排水管网系统。如 2016 版的室外排水设计规范调整了不同规模城市和区域的设计降雨重现期标准，如城市给水工程规划规范(GB50282-98)中对城区给水工程规划做了详细的指导4。中国科技期刊数据库 工业 A-96-（2）结合实际资料进行规划设计。合理规划给排水管网，要基于详实的城市资料以及给排水工程历史资料，认清底图底数，优化空间规划，考察城市地理环境可以从该城市是否有降水、年降水量多不多、降水集不集中等问题，地势上哪里存在陡峭或盆地现象等。通过对该城市气候，地理因素的综合分析，也通过对现有城市用地规划、产业布局、居住用地、资源现状等可视化指标的综合分析，综合考虑后着手进行规划，对于一些重点项目则要更加留心。（3）按照点面结合、系统分层的方法进行规划设计。在给排水管网规划中按照点面结合的设计方式，采用系统分层的方法对给排水规划任务进行逐一分解，应当明确各个管线分布特点，使得管网规划能够最大程度提升利用率。在细部规划时，考虑周围可利用的因素进行局部简化，实现局部利益最高化，也应留有排水设施接口，以便形成庞大、稳定、可靠的排水网。设计时因地适宜地进行设计，原则上应最大程度顺应自然，利用自然条件来进行规划设计，比如，根据地势保存部分天然沟渠；对地势较高的路段可采用中间豁口的方法；面对无法直行但可以绕过的建筑采用分流设计；低洼处设置城市绿地可以蓄水渗透，或采用排水设施经城市河网快速排水；面对无法穿过的封闭式障碍时，可进行独立排水网络建设等等，多个小点连成线，最后汇聚成城市给排水管网5。（4）巧用 BIM 技术辅助规划设计。在设计时充分利用 BIM 技术，构建城市给排水系统三维图像和仿真数字图像，可以对其中关键规划与建设要点进行直观地规划或审查，可以准确了解城市供水、排水情况，从而提升给排水管线设计规划的有效性，提升给排水的调配效率，满足城市不同地区、不同产业的用水需求，另外，BIM 技术还有辅助检查与决策功能，可以智能化对给规划设计的排水管网进行评估和检查，为规划者的最终决策提供辅助分析报告，并且，BIM 技术构建的城市规划图，有利于原始资料的保存，在规避城市内涝、内涝救援指挥等方面有积极作用，在其他工程施工时，对于已有给排水管网的位置与埋深一目了然，避免其他工程建设时“爆管”的现象发生6。（5）注意给排水系统中管道细节设计。在城市给排水管网规划时，对于给排水管网的材料、管径、耐压能力、管壁糙率、耐腐蚀能力、施工难度、管网埋深、维护难度、使用寿命等方面也要进行科学设计。例如，在管径设计方面，水的流量大小主要由水压决定，与管径也有一定关系，根据标准水力计算公式，Q=vA（流量=流速管道截面积），因此根据预估的供水量与给水压力，科学设计符合实际需求的管径。再例如，在管网埋深方面，管道埋深应按照标准埋深制度进行，管网埋的太浅可能会造成损坏，管网埋的太深则不利于后续维护，对于干燥的土壤，污水管道埋深最大不超过 6-7 米；对湿润土地，污水管道最大埋深不超过 3 米-4 米。（6）结合城市发展远景目标进行设计。在城市给排水管网规划中，应当充分结合城市发展的远景目标进行设计，主要根据城市的常住人口以及未来预测人口而定，并以当地的自然、经济和社会等条件为基础，以产业布局为重点，结合发展要求，合理确定适合远景目标的城市给排水规划项目。建立项目储备制度，放眼于城市未来五年、十年的规划，满足城市未来发展需求，从而让地下给排水管网结构更加科学合理。设计时要考虑综合问题，也应留有排水设施接口等，满足未来发展需要，对一些预期存在的问题不能规避，积极解决，而不是以期后续解决7。3.3 强化给排水资料收集，形成清晰管网资料 对于城市给排水管网的资料必须做到完善收集，形成清晰的管网资料，才能方便后续规划设计与维护工作，一些施工单位随意更改设计图纸，出现竣工图纸与实际施工不相符；一些施工单位为通过闭水或者止水实验乱设封头在检查井内；一些单位产权发生变化而导致给排水资料遗失；甚至发生死拉乱接的现象。对于这些问题，相关管理部门一定要成立专门的组织，对城市排水管网采取定期安全排查的措施，并将排查的各项数据记录成册，强化给排水管网原始资料收集，以便于后续给排水系统优化工作的完成。3.4 加强城市旧管网升级改造 对于一些老旧的给排水管网而言，应当加强对老旧给排水管网的改造技术审核，通过细致的排查，对不能满足当下给排水需求的管网，及时进行改造升级，虽然成本较大，但是也能保证长期收益。我国给排水管网存在多个问题，比如大管接小管，标高错位，还有一些断头管形同虚设，对这些老旧的管网进行改造，可以一劳永逸，增强管网的利用率，减少持续性隐患8。3.5 持续推动雨污分流体系 中国科技期刊数据库 工业 A-97-上文提到，雨污合流制中，会导致污水处理量较大，在雨季，污水处理系统承载力有限，多余水溢出，就可能会形成一定污染，在极端天气则可能造成拥堵，影响泄洪。因此，相关部门应持续加强老城区改造，持续推动雨污分流体系，从根本上进行升级改造。4 结束语 综上所述，城区给水排水系统的科学规划至关重要，是满足城市居民以及工业生产的根本需求，也是最大程度避免内涝灾害。给排水管网的规划设计重点在于保证安全的前提下提升水资源利用效率，驱动区域水资源平衡，因此，在国家相关文件指导下，对城区给排水管网进行优化设计，完善各项问题，意义重大。参考文献 1刘昌宏.市政工程给排水设计存在的问题及对策研究J.居业,2023(10):107-109.2司马岩.提高市政给排水设计合理性的有效措施研讨J.工程建设与设计,2023(18):83-85.3陈梅玲.基于合理性的市政给排水设计研究J.江西建材,2022(10):194-195.4陈平胜;吴学深.基于市政给排水设计的现代数字信息化技术分析J.黑龙江科学,2023,14(20):142-144.5吴江涛;秦晓梅;胡颖慧;陆俊佳;余蔓蓉;栗心国.老旧小区室外给排水管网提升改造设计分析J.中国建筑金属结构,2023,22(2):168-171.6申百合.基于 BIM 技术的市政给排水管线设计分析J.工程建设与设计,2023(20):120-122.7崔彦朗.城市道路给排水设计与规划中存在的问题与对策J.辽宁经济职业技术学院.辽宁经济管理干部学院学报,2020(03):32-34.8许丽丽.“三旧”改造项目给排水工程规划设计研究以汕头市中心城区“三旧”改造规划为例J.建设科技,2015(15):192-193.