二级建造师：城市给排水管网规划及优化
摘 要：城市现代化建设过程中，给排水管网建设作为主要组成部分，直接影响城市的生态环境建设，做好相关研究具有现实意义。给排水系统作为城市基础设施，承担着重要责任，通过管网规划与优化可以改善给水管网水力状况，降低建设与维护成本。本文中详细分析城市给排水管网规划与优化措施，以供借鉴。
关键词：城市规划;给排水管网;设计优化
引言
近些年我国城市现代化建设快速发展，城市规模逐渐扩大，随之而来的就是用水人口与用水量增加，原有给水系统难以承受重负，部分城市已经出现缺水情况，低压区范围逐渐扩大。通常情况下供水企业利用经验确定管线走线与管径，但因为实际管网复杂，存在较大工作量，做好管网规划与优化具有现实意义。
1 管网规划设计原则及内容
城市给排水管网规划与设计主要保护以下内容：
1.1 规划设计原则
城市给排水管网规划设计较为复杂，期间需要遵循三点原则：
(1)全面了解与掌握城市未来发展。城市未来发展直接影响给排水系统规划设计，因此系统规划设计时要结合城市总体规划、预测远期供水量等;(2)规划设计具有针对性。研究现有城市给排水管网系统存在的问题，结合给排水调查报告，全面分析其中存在的问题，给出针对性解决措施;(3)完成管网规划设计后，需要在满足供水需求与管网安全运行的基础上，最大程度降低投资与能源消耗，确保方案的可操作性。
1.2 规划设计内容
(1)定线设置。城市给水管网设置有着具体要求与规定，充分考虑城市实际情况与发展规划，完成管线定位设置。给水管网线路设置过程中考虑水源、水塔及地形等因素，充分满足用水需求，确保基本用水安全;
(2)设计系统。设计城市供水系统时，要全面考虑各类情况，如用水量、工业用水、城市绿化及公共建筑等，设计合适的水塔与清水池容积、高度及泵站，确保供水系统正常运转，为安全用水奠定基础;
(3)排水系统。城市给排水系统设计过程中要与工业废水分离，排水管道经过污水厂，经过降解与消除污染后，方能排放到自然水体中，降低环境污染。分流制排水系统系统设计时，污水厂处理全部城市污水，雨水可以直接排放在自然環境中。
2 城市给排水管网规划及优化
给排水管网设计考虑四方面内容：供水水量与压力、水质安全、供水可靠性及经济性。实际中缺乏科学定量评估水质的方式，也很难通过建立数学模型评价管网的可靠性，因此实际中经济性是一个主要衡量指标，其余因素均作为约束条件考虑。接下来分别从给水系统、排水系统及经济性三方面展开分析。
2.1 供水管网规划设计
2.1.1 管线设计
(1)设计供水管线。确定管线过程中会受到定线图与实测图比例的影响，设计人员应该进行实地调查取证及时修正不合理的定线图，确保设计方案的合理准确。如果是管网改造工程，最好保证理想管位与现有管位之间有1.5m以上的距离。随着管材质量提升，可以根据实际情况适当缩小管距。管线设计时不能忽略预留与预埋问题，设计人员在图纸上标明管径、管道基础及标高等基本参数。通过多画标准图与详细图降低成本与损失。
(2)工程管线竖向间存在矛盾时，主要相关问题：支线与干管的规划设计存在矛盾时，以干管为主调整支线;可弯曲管道与直线管道矛盾时，以直线管道为主;压力与重力管道存在矛盾，以重例管道为主;规划管线时，尽量用现有的管道;大小管线规划设计时，以大管线为主。虽然这样说，但实际中应该灵活应对，根据情况选择，做到科学布置，降低成本，提高管线设计质量。
(3)住宅区给水管线设计，需要注意：整合物业，全面把握设计系统性;了解施工水平，方案具有可操作性;了解管道产品的优缺点;充分考虑住宅设计水平，满足住宅设计要求，与小区风格一致。
2.1.2 优化设计
给排水管网规划中优化设计意义重大，主要时确定管线后，在优化管径、水压及水力等参数过程中，合理分配管网流量;优化时考虑城市具体情况，充分认识客观条件。优化布局过程中，确保不同压力范围顺利实现，降低整体费用。优化设计过程中最常用的就是遗传算法，可以有效评估中小型管线设计方案。
2.2 排水管网优化
2.2.1 污水管网优化
预留接户管管径与接户井接入污水管，道路两侧的污水就近排放，避免路面存在过量积水，发挥污水管网的作用。污水管网直接通向污水厂，经过处理后方能排放到自然水体中，降低环境污染。
2.2.2 雨水管线优化
城市抗洪能力受到雨水管线的影响，尽量加深雨水管线的埋藏深度，这样在重力作用下雨水可以自动流出，雨水管线靠近污水厂或河流，结合城市地形优化管线，提高管线排水能力，提高城市抗洪能力。从城市的实际情况出发，由于建筑物十分密集，交通量较大，进行管线设计时一般是采用暗管。在地形较为平坦的道路上，采用的是盖板，用于将雨水排除掉，它具有经济有效的优点，以后进行维护时也十分方便。
2.3 经济性分析
给排水管网铺设时，通过遥感技术监控给水系统，构建完善的给水管网数据库，借助城市规划设计与地形调整水压力，保证居民用水量及用水压力。海拔较高的地区可以重新布置给水系统，提高城市供水能力，奠定城市发展基础。给水管网数据可以全面监控给水管网，一旦出现故障情况，及时采取措施，保证城市居民用水安全。给排水管网规划设计时，全面考虑管网造价、人工费用及折旧费用等，计算出管网的合理造价，通过与其他技术相结合的方法，在保证供水可靠性与安全的基础上，最大程度降低管网费用，节省管网能耗及资金消耗，奠定建设可持续发展城市的基础。
3 结语
综上所述，给排水管网作为重要的城市基础设施，城市发展对其提出更高的要求，科学合理的管网规划与优化具有显著经济效益。给排水管网规划与优化建立在保证供排水安全的基础上，全面考虑各类影响因子，仔细检查与分析管网技术及经济成本，优化城市给排水管网，完成城市供水功能等，实现建设现代化城市的目的。
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