城市给排水管网优化设计研究
（辽宁省城乡建设规划设计院有限责任公司，辽宁 沈阳 110000）摘 要：城市给排水系统是建设工程中不可缺少的组成部分，直接方便人们日常生产生活用水，也保证了人们日常生活的质量。在城市给排水管网设计过程中，必须不断探索，发挥更多的价值。鉴于此，本文主要分析了城市给排水管网的优化设计关键词：城市给排水；管网优化；设计；研究
导言
近年来，随着城市建设进程的加快，城市给排水管网作为一项重要的基础设施取得了长足的进步。但是，随着给排水管网的不断集中和延伸，城市建设规模的不断扩大，由于历史原因，许多城市给排水管网存在许多不完善的地方，完善现有设施改扩建，提高给排水效率和效果，刻不容缓。
1 城市给排水管网设计应遵循的原则
1.1 管网设计应考虑城市的未来发展
有学者指出，城市总是要向前走。在城市规划设计过程中，要顺应城市未来的发展建设趋势和发展规划，城市给排水管网设计也是如此。在城市给排水管网设计过程中，相关设计人员首先要对城市发展现状进行分析和调研，然后结合城市未来发展规划进行给排水管道设计，以保证城市长期正常运行。
1.2 管网设计应考虑实用性和经济效益
在城市给排水管道设计过程中，市政部门不仅要使管道符合城市地理结构和未来发展规划，还要考虑给排水管道的实用性和经济性。
我们不能盲目地为“面子”而建管道，也不能为了节约成本而偷工减料。城市给排水管道的设计必须符合国家标准，同时不能浪费建筑资源。鉴于此，在城市给排水管网优化设计中，市政部门应严格按照城市给排水的实际需求进行设计，以保证管网的经济性和实用性。
2 城市给排水管网现状分析
2.1 城市化进程的加快对管道布局产生影响
随着城市化进程的加快，城市给排水管网系统出现了许多问题。
随着城市的发展，一些老城区已经偏离了原有的管线位置和目前的实际位置。在新建管道的过程中，城市设计部门往往忽视这一现象，导致城市管道布局的变化。另外，老城区大部分管道使用寿命长，导致管道内腐蚀和老化严重。上述问题都将导致管道内给排水压力大大降低，对居民正常给排水将造成严重影响。比如，在一些老城区高层住宅小区，经常发生止水现象，而造成止水的原因主要是管道压力不足。
2.2 管线老化产生的问题
中国许多城市都有 100 多年的历史。随着历史和环境的变化，许多城市原有的管线布局已不适应当前城市发展的需要。在城市给排水管网设计过程中，由于各种条件的限制，一些市政部门影响了给排水管网的建设。为了提高给排水效率，将在原有管网的基础上新建一些管道。但由于许多旧管网施工时间长，内部管道老化，导致许多新建管网上方压力过大，最终会造成漏水。比如，在一些老城区的路面改造过程中，由于需要开挖路基，一旦处理不好，就会导致地下管网破裂，管网渗漏会对以后的路面施工产生影响，导致了“道路拉链”的高发。
3 城市给排水设计与优化
3.1 城市雨水供排水设计
城市雨水供排水设计是当前城市给排水管网中需要探索的问题。
在城市雨水供排水设计过程中，需要能够调查当地的降雨量和城市的一些特定地形特征。降雨与地形因素的差异将直接导致雨水供排水设计上的一些根本性差异，还需要考虑雨季和非雨季的不同降雨密度，以及不同地形的一些给排水条件。在这项工作中，一些特殊的算法被用来随机搜索。对目标函数进行一系列的运算，使工作更加准确。与传统的计算方法相比，很难满足考虑各种参数的需要。参数的优化一旦发生，将直接影响雨水排放的设计，使城市雨水供排水系统难以正常运行。另外，该区域的雨水供排水可单独设计，如在交叉口和交通量较大的地形上，这些区域的一些关键部位需要改进。不仅如此，由于人口密度大，还会影响城市基础设施建设。为了保证人们的出行安全，这些地区应该设置一些暗管和排水沟。与市区相比，城市的郊区和人口、建筑不是特别密集的地方。也可设置明渠排水。从经济角度考虑，明渠排水成本相对较低，在维护过程中相对容易。同时，在地势较低洼地段两侧可修建一些边沟，通过这些边沟进行排水。这样，明渠排水能尽可能减少暗管，对提高城市基础设施的经济效益能起到一定的作用。
3.2 城市给排水管线的设计
由于城市测量地形图存在一定的差异，为了使设计更加准确，既要能够对场地进行测量，又要对图纸进行有效的修改。在改造过程中，工作人员应能了解老管道的最佳位置和最近距离，深入了解现有管道的实际质量。在管道设计过程中，如果间距有一定差异，以不影响管道运行为前提，尽量减少管道与混凝土管道的预留距离设计。一旦天气比较冷，特别是在冬季，就要保证管道不会因此结冰，并满足其规划的具体要求，保证每条线路之间的垂直距离能严格按照一些相关规范进行。不仅如此，如果管道的材料集成度不同，那么必须根据其实际情况设计一些最小覆盖层。对于一些住宅小区，在具体的给水管道设计过程中，有必要根据物业的实际特点设计一些系统。同时，在设计过程中，要能够考虑到一些地方建设的实际情况。了解一些产品的原理、优缺点，然后安装一些比较先进的产品。同时，要注意住宅小区的整体开发和具体设计要求，确定管线设计能满足当前建筑结构与结构之间的具体约束。
3.3 管网优化设计
所谓优化设计，就是在放样设计后，对管径和水力参数进行优化组合，合理分配管网流量，优化管径设计的优化算法，结合城市地形的客观条件，优化供水管网组合和供水面积的分布，采用不同的压力范围实施供水，通过优化设计降低整个系统的运行成本。一般采用遗传算法计算优化设计方案，选择无负压供水设备和管网压力的中小型管道系统；在城市供水管网水量充足、供水压力稳定的情况下，不选择负压供水。确定管网的压力和稳流供水设备；瞬时用水量过大，选择水相对集中的区域。这样可以有效地减少洪峰流量对管网的负面影响，保证设备无负压正常运行。
3.4 给排水系统排水功能优化
在排水管网规划中，应将雨水、污水的收集、处理和综合利用结合起来，优化雨污分流系统，采用完整的分流系统。城市雨污分流改造可按以下程序进行：一是做好前期调查，对城市给排水系统和各单位、社区内部系统进行详细调查，掌握准确信息。二是改造好污水排放源，将居民小区和单位的排水系统改为雨污分流。改造后的污水管网直接与城市污水管网相连，雨水管道内无污水。
结语
城市市政给排水系统是一项复杂的系统工程，也是城市道路设计的重要组成部分，在进行城市给排水管网优化设计时，应立足于现状，考虑给排水管网优化设计的针对性、实用性和经济性同时，排水管网应结合城市发展规划，考虑优化设计的前瞻性。妥善处理城市发展中可能面临的水资源、水环境和水灾害问题，使城市发展走上更加科学合理的发展道路。
参考文献
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