城市市政给排水管网的优化配置分析

城市市政给排水管网的优化配置分析

马衍芳

菏泽城建工程发展集团有限公司 山东省菏泽市 274000

摘要：我国是一个人口众多的国家，为了满足城市的给排水需求，防止内涝、缺水等问题出现，文章首先分析了给排水管网系统的节点连续方程、水头损失方程、能量方程等计算理论；随后从排水体制的选择、管网平面布局方式、管网竖向布局方式等方面分析了给排水管网的平面布置方式，提出给排水管网优化设计的参数选择原则；最后以经济性为目标函数，以年费用折算为计算指标，得到确保各管道初始流速、管径、跌水等达到最优组合的计算模型，研究成果可以为类似给排水管网优化设计项目提供一定的理论指导。

关键词：城市市政；给排水管网；优化配置

引言

给水管网是城市供水系统的重要组成部分，在人们的生活中起着举足轻重的作用。城市用水不仅关系到城市居民的用水需求，而且与环境保护有着密切的关系。改进给水管道的配置和管理，不仅可以给水排水系统的运行效率，而且可以大大降低运行费用。但由于我国相关部门起步较晚，发展缓慢，导致了一些工作流程上的问题。因此，排水管网进行优化配置和管理工作非常重要。

1城市给排水管网相关概述

1.1　城市给排水管网概念

市政给水系统包括给排水、送风、采暖等业务内容。给排水管网建设是市政工程建设的重要组成部分。本工程包括供水控制网、集水管、水泵等，城市供水管道的优化配置需要对所有业务内容进行全面优化管理。管道设计、管道工程等运行内容中存在的问题，严重影响水泵的供水效率，如果材质不好，会在一定程度上增加供水管网的损耗率，这将使城市供水管网的整体经济运行失效。市政部门要优化城市供水管网结构，加强后续管理，有效控制运行，提高供水运行的稳定性。

1.2　城市市政给排水管网优化原则

在城市供水管网优化改造过程中，要实事求是的原则，使城市供水管网具有系统性。每一次优化改造都不能破坏管网原有的功能。在整个城市供水系统中，管网材料的选择至关重要。一旦出现质量问题，可能会对整个系统造成严重影响。因此，应采取有效措施保证管网的供水质量。

2我国城市市政给排水管网系统现状

2.1系统布置不合理

伴随着城市建设步伐的加快，城市管线出现了越来越多的问题：如规划部门的信息陈旧，许多信息与现状不符，在规划设计过程中缺乏对现状的深刻理解；原有的给排水系统不合理，导致新系统无法按照规划的意图运行，达不到预期目的。节省经费，减少排水管道投资，包括小区蓄水，大大增加了市政排水管道的工作压力。由于给排水系统的规划和实施不科学，造成给排水管道的混乱，造成城市给排水设施的维修费用高，管理困难，事故规模大。

2.2材料变化及材料优化问题

城市供水和排水管道材料一般以镀锌钢管和灰口铸铁居多。深埋在地下的管道在长时间的使用过程中会出现材料性能下降、增大腐蚀风险的问题，在后期的保养和维护上也存在着一定的困难。管道的泄漏、老化、破损等问题会造成水资源的严重浪费，增加系统管网运营管理的成本。此外，目前相关设计标准中要求供水主管道的覆土厚度应大于1.2m，然而随着城市的规划和发展，管道发生会结构裂缝和损坏。现阶段，还有很多城市的给排水管道设施是几十年前建造的，在使用寿命上已经接近极限，管道材料的优化和创新力度不足，已经无法很好地满足当前的实际需要。

2.3管网系统配置不足以应付突发事件

因为城市管道内压过高，容易破裂，排出的有毒有害物质会污染城市管道；需对城市管道进行防洪治理，城市一级和二级给水和排水系统所面临等紧急状况。

3城市市政给排水管网优化方法

3.1更新给排水管理理念

管理理念的更新，对于一个行业的发展和城市给排水日常管理具有重要意义。强化管理，实现资源的有效利用，管理理念的更新是当务之急。给水排水管道管理不仅要加强日常管理，还要增强服务意识。把管理和服务结合起来，不仅能大大提高管理效率，而且能在用户心中树立良好的形象。

3.2优化设计参数选择

城市给排水管网一般包括若干管道，每个管道并不是孤立存在的，上游管道水力计算参数往往会对下游管道优化设计产生一定程度的干扰。要实现整个给排水管网效率最大化，不能只分析某一个管道参数，应当确保各初始流速、管径、跌水等达到最优组合，具体原则如下：第一，坡度和流速平方呈正相关关系，流速大一定会引起坡度增加，从而导致管道埋深大，增加管网造价，故设计较小流速；第二，在符合给排水能力与流速的情况下，要对大管径和小管径进行技术性和经济性比选；第三，对于给排水管道埋置深度小于规范要求的最小埋深地段或地形陡峭地段，应设计跌水。

3.3优化管径和水资源配置

设计人员在优化给排水管道管径时应结合实际的水利参数信息，对管径进行准确把握。首先要对管网系统的具体流量进行合理的分配，并借助先进的算法技术对管径做进一步的完善处理，以此来增强系统整体的给排水性能。其次，在完成具体的设计工作之后，应按照城市规划内容和目标对每个区域展开准确划分，保证给排水系统运行的合理性，降低运营和维护成本。最后，根据后期的用水量检测信息对给排水系统进行合理的调节。现阶段，城市市政给排水管网建设一般是使用非线性规划法、动态规划法来实现算法的改进和升级。需加强水资源配置的优化，对不同区域的实际用水量信息展开调查和收集，对日常生活用水、工业用水、农业用水等进行细致划分，进而保证用水量勘测数据的可靠性，增强水资源配置的优化效果。

3.4加强市政给排水管网应急能力

加强对城市给排水系统的监测，及时处理管道故障、漏水、污染等突发事件，使损失降到最低。网络管理部门的重视程度、调查数据、专项投资水平等信息都要及时更新。为了及时提供网络信息，必须对历史数据进行修正，借助科技手段，将网络信息输入计算机，并利用计算机信息系统进行管理，使人们更容易获取信息。工程项目的施工阶段，要提前了解管网状况，做好保护准备。使用高级交通监控，如对给排水子系统、排水管网和排水管道安装情况的监测、流量报告等，可起到及时预警的作用，并可随时获取管道内流量、液位等信息。当管道出现紧急情况时，监测设备的有关参数应立即改变，并及时向抢修中心报告事故情况。

3.5加强给排水管网管理与维护

对于城市市政给排水管网系统的配置优化，在完成建设并投入使用之后，需要制订科学全面的管理和维护措施，提高管网的整体质量，确保系统能保持较为稳定的运行状态，同时在人员方面进行责任的准确划分，加强人员素质培养，做好各项操作程序的控制工作。要借助现代化的技术和装备开展安全检测工作，专门开发具有跟踪和部署作用的网络系统，实现各区域管网的实时检测和故障诊断，在发现故障问题时能够迅速做出反应进行处理。对管网进行定时检查和维护，针对易损部件应及时采取维修和更换措施。

结语

综上所述，城市排水系统的配置和管理与千家万户的用水问题有着紧密的关系，因此，在进行优化配置和管理的过程中，要强调以人为本的规划原则，强调供水系统的合理性、可靠性和稳定性。

参考文献

[1]陈伟.城市市政给排水管网的优化配置与管理探讨[J].环球市场,2020(02):350.

[2]房亮.研究城市市政给排水管网的优化配置与管理[J].中小企业管理与科技,2020(18):28-29.

[3]贺超仙.市政给排水工程施工质量控制分析[J].工程技术研究,2020,5(19):175-176.

[4]张娇,张富君.市政给排水施工技术及质量控制措施分析[J].住宅与房地产,2020(33):157+162.