政排水管网科学性优化设计

政排水管网科学性优化设计探讨

摘要：随着我国城市化进程的日益推进，作为市政建设重要内容之一的市政排水管网也成为社会关注的焦点，对其投资比例也不断上升。本文在对当前我国城市市政陪睡管网现状及存在的问题进行简单介绍的基础上提出相应的解决对策。

关键词：市政排水管网，现状，优化设计

1市政排水管网现状及问题

1.1规划设计

目前我国市政排水管网规划不够合理。要在市政整体规划的前提下设计排水管网的规划方案，但是，排水管网使用期限相对较长，要严格依据市政规划整体方案进行，可能会出现与城市发展实际需要不符的后果。

1.2排水体制

市政排水管道设计方案中一项十分关键的内容就是排水体制，一般来说，排水体制分为三种，分别是分流制、合流制以及混合制，其中，混合制是为了满足已经采取合流制的城市排水系统扩建的需要而出现的。在实践中，需要根据不同城市的地域以及自然条件的实际情况出发，选择适宜的排水体制。但是，目前我国大多数的市政排水体制有待改进，例如，广东省东莞市，位于珠江出海口，城区内有多条交织河流，但是旧城区的居民生活污水以及生产工业废水是直接排到附近河流中的。在全国范围内，这样的情况并不罕见，对此问题要引起足够的重视，及时采取治理措施。

除此之外，由于排水体制所导致雨水与污水合流，难以有效处理污水；市政排水管网的设计规划与现实发展情况不相符，造成污水处理难以满足实际需求；市政排水管网的建设与污水处理厂的建设不协调，造成二次污染等问题也是城市排水系统中存在的突出问题，在很大程度上对城市排水设施建设和发展形成制约。

2市政排水管网科学性优化设计方案

2.1管线平面优化设计

从原则上讲，布置市政排水管网，一方面要尽可能将工程量控制在最低限度，另一方面，还要保持水量顺畅无阻，并达到节能效果。市政排水管网设计达到科学性、合理性以及经济性的最为关键的内容就是确保定线的正确性。一般情况下，定线需要遵循以下原则：（1）在设计干管支管时要尽可能的采取直线布置方案，避免出现拐弯的情况；（2）要尽可能的按照当地的地势特点定线，这样污水自身的重力就可以得到充分利用；（3）要注意控制管道埋深情况；（4）控制管道中关于泵站提升的设置。在对市政排水管网进行研究之初，常使用的设计方法是：以各段排水管径一致为前提条件，以费用为方案确定的首要因素，首先先确定一个初步方案，之后在经过一系列的算法对初始方案进行完善和优化；之后，随着排水线概念的引入，排水区域和出水口节点以及其他可行管数节点实现了互相连接，这样就使问题转为最短路问题。一般可以采用动态规划法，但是依照此方法，会对寻优范围有所限制，这样极有可能出现最佳方案被排除的后果；随着实践的日益深入，出现了市政排水管

网抽象化处理的方法，也就是将市政排水管网抽象为有点和线组成的抽象图，进而确定最佳方法；1986年，提出权值法，也就是利用排水管段坡度倒数、管长以及最小覆土前提下，最小坡度对应的挖方量三种权值，利用最短路生成树算法得到布置管线的平面方案，并对管径、深度以及泵站进行适当的调整，在根据费用筛选出最佳的布置方案。

2.2环刚度优化设计

所谓环刚度，指的是埋地塑料排水管对抗外压负载能力的参数，是市政排水管网设计一项十分重要的内容。环刚度设计的基本要求就是确保埋地塑料管道在相应的外压环境下的安全性，如果所选用的排水管材刚度不够，极有可能出现较为严重的变形问题，或者是由于压力过大出现弯曲甚至是损坏；相反，如果是选择的排水管材的刚度过大，就需要使用相对较大的界面惯性矩，这就会导致成本的上升。外压负载较为复杂，内容大致可以分为静负载和动负载两部分，其中前者主要是由于土壤重量以及地面所导致的，而后者则主要是经过的车辆造成的。埋地塑料管也承载着较为复杂的负载机理，相比较而言，塑料管刚度较低，属于柔性管，当受到外界负载作用时，塑料排水管与周边土壤或材料就会产生管土作用，简单地说，管材与周边土壤或材料将会一起承载外部负载，据此可知，负载、管材以及土壤直接决定着塑料管是否可以正常工作，因此，在确定环刚度时，一方面要考虑到外部负载，另一方面，排水管线铺设完毕后塑料管道周边的土壤或回填材料等也不容忽视。

从别国经验来看，影响到埋地塑料排水管安全性的一个十分重要的因素就是铺设情况。只有保证较好的加以铺设，才能最大限度的避免出现管材的变形问题，而如果铺设情况较差，就算是具有较高环刚度的管材也极有可能出现变形的问题。

3结语

目前，我国市政工程的一项十分重要的工作就是市政排水管网的优化，立足于当前实际，要对排水体制予以充分有效的利用，对管网予以科学性优化，并根据实际需要选择新型材料，确保我国市政排水管网优化工程顺利推进。

参考文献：

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