市政给排水设计中常见的问题与应对策略
陈奋
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陈奋,. 市政给排水设计中常见的问题与应对策略[J]. 中国设计,2024.11. DOI:10.12721/ccn.2024.157346.
摘要:
市政给排水设计的主要目标是确保城市的供水安全、稳定和高效,同时有效地收集、输送和处理城市污水及雨水,保护城市水环境,满足城市居民生活、工业生产和城市发展的需求。例如,为居民提供符合卫生标准、水量充足的饮用水,及时排除雨水防止城市内涝,妥善处理污水避免对水体造成污染等。
关键词: 市政给排水设计问题应对策略
DOI:10.12721/ccn.2024.157346
基金资助:

前言

市政给排水系统是城市基础设施的重要组成部分。良好的给排水设计关系到城市的正常运转、居民的生活质量和城市的可持续发展。在保障居民健康方面,安全的饮用水供应和有效的污水排放处理是关键。在城市建设方面,给排水系统的合理布局影响着城市的规划和土地利用。例如,给排水管道的走向会影响道路建设和建筑物的布局,而雨水排放系统的设计直接关系到城市应对暴雨等自然灾害的能力。

1市政给排水设计的考虑因素

1.1地形地貌

地势高低影响:地势高低对给排水系统的布局和运行有着重要影响。在设计排水系统时,要根据地势确定排水方向,利用重力流进行排水可以减少能耗。例如,在山区城市,要充分利用地形的坡度,使雨水和污水自然地向下游排放。

对于供水系统,地势高的区域可能需要设置增压设施,以保证供水压力满足用户需求。

地形复杂区域的特殊设计:在地形复杂的区域,如丘陵地带或有河流、湖泊等水体分布的区域,给排水设计需要更加细致。对于靠近水体的区域,要考虑污水排放对水体的影响,可能需要设置截污设施。

在丘陵地带,给排水管道的铺设可能需要采用特殊的方式,如采用架空管道或增加管道的防护措施,以适应地形的起伏变化。

1.2城市规划

与道路建设的协调:市政给排水管道的铺设与城市道路建设密切相关。在道路规划时,要预留给排水管道的位置,避免后期施工对道路的破坏。给排水管道的走向一般与道路平行,在道路交叉口处要合理处理管道的连接。

例如,在新建道路时,可以将给排水管道与道路基础工程同步施工,提高施工效率,减少对城市交通的影响。

与土地利用的配合:给排水设计要根据不同的土地利用类型(如居民区、商业区、工业区等)确定相应的给排水设施规模和布局。居民区需要满足居民的生活用水和污水排放需求,商业区可能需要更多的供水保障以满足商业活动的用水需求,工业区则要根据工业类型处理特殊的工业污水。

1.3水质水量

水质要求:不同的用水用途对水质有不同的要求。饮用水必须符合国家规定的卫生标准,包括对微生物、化学物质等的限制。污水处理后的水质也要达到相应的排放标准,以保护水环境。

在给排水设计中,要根据水质要求选择合适的处理工艺和设备。例如,对于高硬度的地下水,可能需要进行软化处理才能作为饮用水供应。

水量预测:准确的水量预测是市政给排水设计的基础。对于供水系统,要预测城市居民生活用水、工业生产用水、公共设施用水等的水量。对于污水和雨水系统,要根据城市的降雨规律、土地利用情况等预测污水量和雨水量。

水量预测可以采用多种方法,如单位用水量指标法、分类加和法等,以确保给排水系统的设计规模能够满足城市发展的需求。

2市政给排水设计中常见的问题与应对策略

2.1市政给排水设计中的常见问题

(1)设计脱离实际应用环境

地势考量不足:在市政给排水设计中,部分设计人员没有充分结合城市的地势特点。例如,在地势较低的区域,如果排水设计没有考虑到重力流的影响,可能会导致排水不畅,积水严重。当遇到暴雨天气时,地势低的地方容易形成内涝,影响居民的正常生活和城市的正常运转。

道路与城市规划结合不紧密:给排水设计应与道路方位以及整体城市的规划情况相契合。然而,实际设计中,有时会出现给排水管道与道路建设不协调的情况。比如,道路拓宽或新建道路时,原有的给排水管道布局未能及时调整,导致管道与道路施工相互干扰,增加建设成本,还可能影响给排水系统的功能。

(2)给排水管道设计问题

管径选择不合理:管径的选择对于给排水系统的运行效率至关重要。如果管径过小,在用水高峰期或排水量大的时候,会出现供水不足或排水拥堵的现象。例如,在一些老旧小区改造中,由于早期管径设计过小,随着居民用水量的增加,经常出现水压不足,高层用户用水困难的情况。而管径过大,则会造成资源浪费,增加建设成本。

管道材质选用不当:不同的管道材质具有不同的性能特点。有些设计人员在选择管道材质时,没有充分考虑当地的水质、土壤条件以及外部荷载等因素。例如,在土壤腐蚀性较强的地区,如果选用了不耐腐蚀的管道材质,管道容易被腐蚀损坏,导致漏水现象,影响给排水系统的使用寿命。

(3)雨水与污水系统设计问题

雨污分流不彻底:雨污分流是现代市政给排水设计的重要原则。但在实际设计和建设过程中,存在雨污分流不彻底的情况。一些老旧城区的排水系统可能存在合流制管道,部分新建区域由于施工误差或设计不完善,也可能出现雨污混流的现象。这不仅会增加污水处理厂的处理负担,还可能导致未经处理的污水直接排入河流等水体,污染环境。

雨水收集与利用设计不足:随着水资源的日益紧张,雨水收集与利用在市政给排水设计中应得到重视。然而,目前很多城市的给排水设计中,雨水收集与利用的设计还比较薄弱。例如,缺乏有效的雨水收集设施,没有充分考虑雨水的自然循环和再利用,导致大量雨水白白流失,未能发挥其在补充城市水资源、缓解用水压力方面的作用。

2.2应对策略

设计人员在进行市政给排水设计之前,要对城市的地势、地形进行详细的实地勘察。通过测量不同区域的高程差、坡度等数据,准确把握地势特点,为合理设计给排水系统提供依据。例如,可以利用先进的测量仪器,如全站仪、水准仪等,绘制精确的地形地势图,以便在设计中充分利用重力流进行排水。

(2)优化给排水管道设计

科学选择管径:根据城市的用水需求预测和排水流量计算来确定管径。可以采用专业的水力计算软件,结合城市的发展规划,对未来的用水和排水情况进行模拟分析。

合理选用管道材质:综合考虑水质、土壤条件、外部荷载等因素来选用管道材质。在水质较差、含有腐蚀性物质的地区,可以选用耐腐蚀的塑料管道,如PE管或PVC - U管。对于承受较大外部荷载的区域,如车行道下的管道,可以选用钢管或球墨铸铁管,并做好相应的防护措施,如防腐涂层、混凝土包封等。

(3)完善雨水与污水系统设计

彻底实现雨污分流:对于老旧城区,逐步进行雨污分流改造。可以通过对现有合流制管道进行改造,新建雨水管道和污水管道,将雨水和污水分开收集和输送。在新建区域,严格按照雨污分流的标准进行设计和施工,加强施工过程中的质量监督,确保雨污分流系统的准确建设。

加强雨水收集与利用设计:设计完善的雨水收集系统,如在建筑物屋顶设置雨水收集装置,在城市广场、公园等公共场所设置雨水花园、下凹式绿地等雨水收集和渗透设施。同时,配套建设雨水处理和再利用设施,将收集到的雨水经过简单处理后,用于城市绿化灌溉、道路冲洗等非饮用水用途,提高水资源的利用率。

结束语

市政给排水设计对城市发展至关重要。在供水方面,需精心选择水源并保护,合理设计供水管道,确保水量水质满足需求。污水系统要做好收集与处理,依据污水量和性质规划管道与泵站,采用合适工艺处理污水。雨水系统应结合地形地貌,考虑排放与利用,如设置雨水泵站或调蓄设施,利用雨水花园等实现雨水资源再利用。设计时要综合地形、城市规划、水质水量等因素,保障给排水系统高效、稳定运行,提升城市居民生活质量和环境质量。

参考文献:

[1]侯丛云.市政污水管道顶管施工的优化措施[J].中外交流,2021,28(3):497.

[2]许大鹏,翟之阳,黄彪.给排水厂站工程预制装配技术的应用分析与展望[J].特种结构,2021,38(6):86-94.

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