浅析我国市政给排水管网现状及优化
摘要: 本文结合我国市政给排水管网运行的现实状况，对供水管网布置与供水管网优化进行分析，对造成问题的原因进行了分析，并提出相关优化城市市政给排水管网的措施，以使得给排水管网能够得到更好的运行。
关键词: 给排水管网，优化配置，市政，运行
1我国市政给排水管网的运行现状及优化配置原理
1.1我国市政给排水管网运行的现状
随着我国经济建设的快速发展，城市建设也得到了长足的进步，各项基础设施建设也大量得以推进。作为市政基础工程的重要组成部分，城市给排水管网也在城市及市郊不断密集与延伸。在现阶段，我国大多数城市的给排水系统还很不完善，甚至较多的城市还在沿用， 20世纪甚至解放前的给排水管道，在使用效率与效果方面存在着较多的问题。因此，对于城市给排水管网的优化配置新建，包括对现有设施的改建扩建及完善的要求已日益迫切。
1.2市政给排水管网优化配置的基本原理
市政管网主要包括给排水、供气、供暖等市政管道系统。给排水管网系统是市政管网的重要组成部分，是一个由各种管道、泵站、水塔、调节阀、沉淀池等多种设施构成的输送水系统。从管线方案、使用材料、更新换代、设备配置等方面都从属于这个系统工程，任何一个方面出现错误，都会影响到整个管网系统的正常运行，如水池容积、泵站工作效率、漏损率等都会影响工程技术经济指标。因此，做好给排水管网的优化配置，可以明显降低管网投资与运行维护成本，提高管网系统可靠性，降低能耗，促进新技术的发展。
2当前城市市政给排水管网的现状分析
2.1 系统布置不合理
在城市化进程加快发展的背景下，给排水管网的覆盖密度也逐年增加，建设速度也尽量加快。在此情况下，必然出现新的给排水系统与既有管网系统的对接配合问题、新系统的设计与配置本身也存在着是否合理的问题。
（1）主要基础设施的规划设计与管理工作明显滞后，表现在重城镇建筑物规划轻市政工程管线规划，重道路工程建设轻工程管线配套; （2）设计院在工程管线设计中也往往缺乏资料或长远考虑，没有结合现场实际的综合管线设计。计算中，一般只是凭经验对管道的容量管径坡度等进行调整，设计成果受相关人员的经验与能力限制较大;（3）在设计方法上，大多数工程技术人员一般是采用图集传统计算等模式进行，工作思路上历史惯性较大，工作效率也较低，优化的切入点也存在一些困难; （4）对于越来越多的城市高层建筑，给排水系统常常在设计方面未考虑其功能上的专门优化，导致出现水压不稳、异味、检修等困难。
2.2 环境变化及材质优化不足导致存在漏失现象
由于城市建设的特殊性，现有管网系统都是基于历史存在的管网系统新改扩建而来。我国大多数城市使用的城市主管网基本上都可以追溯到20世纪甚至更早，这样必然出现管材老化、超期服役、废弃管线没有最终废弃或仅仅是功能上的废弃、管线附属设施管理不善、漏水随排水管流失、管线内水压力过大等，最终造成供水管网漏失，造成了供水浪费与环境污染。
2.3当前配置尚不能完全满足突发事件的要求
给排水系统面临的突发事件主要有三大类，即爆管、污染、排涝。
（1）工程资料数据不全提高了爆管的可能性。譬如，由于不明确地下管线情况，工程施工道路轭压等导致给排水的爆管。爆管后，大多数管道系统还仅仅是根据排水量的急剧变化才得以知晓，而此时，外界的反馈往往更先于企业得知爆管情况，既浪费了水资源，也妨碍了正常的生产生活。
（2）对于管网的污染问题，很多水厂特别是南方的水厂，在排涝期间水源附近被污染，水源水质极度恶化，水质指标比平时高出几倍，需要暂停供水时，目前还只能大面积停水，管网子系统功能还不发达。
（3）排涝问题在我国也必须得到重视。由于近年来极端天气的出现，夏天突然降水，而排水系统不畅使得一些城市街道大范围积水，严重的危及人民生命财产安全。
3进一步做好市政给排水管网的思路及实例分析
3.1 优化给排水管线的布局
（1）做好给排水系统的科学规划。首先，给排水管道的布置要符合区域及城市总体规划的要求，充分考虑体系扩展与原有管网体系对接需要。对于给排水历史较长的城市，应分新、旧管网区域分别编制规划。
（2）具体设计工作要结合工程实际条件。管网要综合考虑给排水区域地形、水源条件、水泵、调节池、沉淀池位置，兼顾河流、渠道及公路、铁路、地铁等其他市政设施的影响，满足给排水水压水量的要求，兼顾管道施工维护检修的方便，尽量做到线路简短高效，管网尽量布置成环状，枝环结合。
（3）采用先进的优化技术辅助给排水设计。从管网运行可靠性和经济性的管网优化出发，结合经典算法与新型算法辅助设计，经典代表理论有线性规划非线性规划动态规划法等; 新型算法主要有遗传算法、人工神经网络法、动态规划、模糊数学、遗传算法相结合的方法，以及matlab、地理信息系统(gis ) 等计算机软件相结合的方法。
（4）结合城市功能升级考虑给排水系统的配合。对于城市高层、超高层建筑及城市地下空间、城市综合体等，应充分考虑到这些项目的特殊性布置给排水系统。譬如，对高层建筑的给水系统进行合理分区，不要简单的将给水系统一分为二，建筑物高度较高时结合规范给定的设计值将给水系统分为三个区或多个区，使供水系统压力平衡。 对于排水管道而言，使用普通的pvc管道往往承受不住较大的压力出现渗漏，因此，应优先考虑选用承压塑料管金属管及钢塑复合管等。
3.2现有管网的优化改造与新建系统的配套优化
（1）改造老旧管网。配合旧城改造及给排水管网的重点区域，应有计划地进行摸排，找出明漏与暗漏的位置，列入处理范围。应严查暗漏，严防明漏。摒弃原有的严重老化、漏损严重的管道，采用新管代替之。
（2）选择合格的建材，尽可能采用耐压性较好抗腐蚀性较强的管道。系统的优化也包括成本的优化，合格的材料是给排水系统优化的重要因素，按照给水工程设计和运行的要求，管材应保证可靠的性能。 （3）结合管道环境的改变进行综合处理。由于市政道路或其他原因，导致管网上层覆土厚度变薄，或者管道上方由人行道变为车行道的，应考虑在道路改造时，重新计算管线的埋深，或者对管线进行迁移临时过街管线，应考虑通过套管等方法予以处理。
3.3提高给排水系统应急处理能力
（1）提高监测水平，及时处理爆管。及时更新管网信息，如主管部门高度重视，专项投入，将历史数据进行专项清理，尽量将管网信息更新，此后新的信息也及时完善。应纳入计算机信息系统进行管理，方便查阅。在各工程施工时，应取得相应的最新管网信息，以便提前做好防护工作。用高技术手段进行流量监控，及时预警，管网中的流量液位等信息都能适时掌握，一旦发生爆管，相关参数就能及时变化，以最快的速度反馈给抢修中心及时处置。
（2）合理测算本地最大降水量，完善雨污分流，要根据最新气象趋势对未来的历史数据进行修正，综合考虑降雨量市政管网排水能力及经济因素，可适当加大排水管道、出水口及泵站的标准系数，同时进一步加强雨污分流工作。
（3）做好管网污染的监控防范，对城市重要点位建立监测系统，准确统计城市污水管道负荷和收集量，及时发现管道淤积和渗透泄漏，预防重大污染事故发生。对于给水系统，应结合不同的水源地，包括应急水源地，增设备用取水口。
结语：
城市给排水管网的优化配置管理是一个长期的系统工程。建筑给排水将更突出以人为本的原则，强调给排水系统的稳定、合理、成本最优化，从管网规划和设计阶段进行合理的规划和优化设计、从管网改造到升级的配套、对污染、泄洪等紧急情况的处理都进行综合考虑，以期达到降低投资节约能源并保证安全运行的目标。