城市给排水设计及其优化措施

城市给排水设计及其优化措施

发表时间：2018-09-18T08:55:29.830Z 来源：《建筑模拟》2018年第17期作者：张占奎1 王建明2

[导读] 城市给排水工程是城市基础设施的重要组成部分，城市给排水规划设计对建设城市良好的人居环境、实现城市可持续发展有着举足轻重的作用。

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摘要：城市给排水工程是城市基础设施的重要组成部分，城市给排水规划设计对建设城市良好的人居环境、实现城市可持续发展有着举足轻重的作用。城市给排水工程设计要做到给水、输送、利用、净化和排放各个环节相互协调，实现水资源的合理利用。城市给排水工程设计要提倡节水节能的理念，优化和高效利用水资源，保障城市经济的可持续发展。文章对城市给排水工程在给水系统设计、排水系统设计两个方面进行具体分析，并提出城市给排水工程设计优化措施。

关键词：城市给排水；设计；优化措施

一、给水系统设计

1、给水系统的组成

城市给水系统的目的是为了保证城市对水资源的需求，以不同的取水和净水方式与相对应的管线网络建设，达到水量、水质和水压的要求。城市给水系统一般由取水、净水、输水和配水组成，每一个程序都有不同的作用，但有相互联系，彼此牵制。

2、取水、净水和输水

取水是城市给水的第一步，指从自然水资源中将水抽走的过程，即把水通过泵站和取水管道抽取到自来水水厂中。自然水资源既可以是地下水资源，也可以是江河湖等地表水资源。

净水是指将取来的水在水厂中通过反应沉淀池、过滤池、活性炭吸附池、清水池等一些列措施后，达到净化水的目的。

输送水也就是配送，在取来的水经过净化后已成为能够供人们使用的自来水，这就需要用泵站将水配送到用户的手中。

3、清水池设计

清水池原来只用于水厂的建设中，但是随着城市的发展，高层建筑日益增加，对给水量和给水压都有了更高的要求，因此清水池的应用也变得更加广泛。

对于清水池的设计要综合考虑三个方面，分别是清水池强度、抗裂度与防水防渗。清水池的强度要求即在池满载水时，池壁要有足够的强度承受其自身重量和来自水的压力；清水池由于长期受到水压的作用力，池壁也比较容易产生裂纹。尤其是在清水池的四角部位，要选用比较严密的钢材与水泥；清水池对防水防渗要求是很高的。就防水而言，通常要设计多道措施：①在池壁内粉刷上水泥浆防水层；②在赤壁铺上一层高分子材料；③在池体的回填土采用压实系数较高的素土。防渗也是清水池需要注意的方面，在池底部要铺设密实度较高的混泥土，水泥质量在320 kg/m2左右最为合适，水灰比不超过0.55。

4、给水管网设计

1）定线设计。在城市平面图上定出管线的位置，干管尽量布置在主干道上，两侧有相当数量的用户群。干管定线时，要避免穿越重要街道。可以参考二级泵房的供水方向，将几条干管平行地布置在用水量较大的地区。

2）给水管网布置。①配水管网宜布置成环状，供水要求不高时，可为树枝状，等到水量发展时，再连接成环状；②在昼夜用水量相差很大，高峰用水时间较短时，可考虑在适当位置设置调水池和泵房，利用夜间蓄水，日间供水，增加高峰时的用水量；③在城市地形高差较大时，可以采取分压供水或局部加压的方式；④当输水管和管网延伸较长时，为了维持管网末梢的服务水龙头二级泵房的扬程势必很高，引起泵房附近干管中压力过高，既不安全也不经济，可在管网中间适当位置增设加压泵房；⑤城镇生活用水管网要严格和非生活用水区分开来。

3）管顶埋深。管顶埋深与不同地区的气候状况和地质结构有关。因此各地深埋的深度不同，应该当地的具体情况制订。另管顶埋深还要考虑管材质地、管材强度、管径宽度等。

二、排水系统设计

在人们日常生活和生产中，都要用水，水在使用过后会受到污染，需要排除。另外还有降水，也需要及时排除。将城市污水、降水有条理的排除于处理的工程就是排水系统。

1、管渠

雨水管渠的设计步骤如下：

1）城市规划和排水区的地形，在规划图上布置管渠系统，划分干管汇水面积，确定水量方向。绘制水力计算图。

2）各段管渠的汇水面积和水流方向。

3）地形等高线，确定管渠段起点的地面标高。

4）水区内的地面性质确定各类地面的径流系数，按加权平均方法求整个汇水区的径流系数。

5）街坊面积大小，地面种类、坡度，覆盖情况以及街坊内部雨水管渠的完善情况，确定设计重现期。

2、管道

根据城市地形特点和污水处理厂、出水口的位置，先布置主干管和干管。城市污水主干管和干管是污水管道系统的主体，主干管一般布置在排水区域内地势较低的地带，沿集水线或沿河岸敷设，便于支管和干管的污水能自流入。污水干管一般沿城市道路布置，通常设置在污水量较大或地下管线较少一侧的人行道、绿化带或慢车道下。当道路宽度大于50米时，可以考虑在道路两侧各设一条污水干管，便于维修和管理。

3、污水处理

城市污水处理按程度划分为三级，一级处理是去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，通常采用物理方法，即由格栅、沉砂池、沉淀池等构筑物组成；二级处理的主要任务是大幅度的去除污水中呈胶体和溶解状态的有机性污染物，采甩生物处理法，如活性污泥法和生物

膜法；三级处理目的在于进一步去除二级处理中未能去除的一些污染物质，如除氮、除磷与水体富氧化。

三、设计优化措施

1、设计方案要与城市的整体规划协调

在城市的整体规划中，市政部门根据城市的现状、优势与未来发展方向，勾画出城市发展的蓝图。设计人员首先要深入了解城市整体规划方案，然后结合城市的具体特点，根据城市不同区域的不同需求，因地制宜的制定科学的给排水设计方案。设计方案要与城市整体规划相协调，要加强城市总体规划中的水专项规划，实现规划期内水系统及其网络设施建设的规模、布局和运行方案要与管网配套和给水、排水、污水净化能力相协调。城市排水系统与给水系统的设计相对应，不但要符合城市规划对排水管道质量和使用年限的要求，而且要把成本控制在最小。优化组合各种可行的节水和水回用方案，做到城市用水规划的总量平衡。

2、推广应用新材料，新技术

我国城市可利用的水资源短缺较普遍，所以给排水工程设计人员要及时掌握工程新技术、新材料发展，树立节能设计的理念，大力推广应用新材料和新技术。例如，在给排水工程中PVC-U管、PE管、PCCP管、聚丙烯（PP）等新型塑料复合管材的使用。

3、走可持续发展的道路

城市给排水设计要走可持续发展的道路。在设计过程中要做到生态化，加强治污力度，使再生水和中水等非传统水资源得到有效利用，要采取因地制宜的原则，与城市具体的规划布局相结合，实现城市给排水系统的多样化。如在城市水系统中增加节水子系统、治污子系统、再生水回用子系统，可减少取水、污水排放量，降低供水、排水、污水处理设施的投资，减少污染物，改善排水质量，减少取水量，有利于促进城市给排水系统良陛循环，实现城市水资源的可持续发展。

结束语

综上所述，城市给排水管线的设计关系到排洪排涝、污水处理等目标的实现，设计中要结合城市情况明确设计重点，通过管网设计优化与管线设计优化等解决实际问题，从而提升城市管网建设水平，更好的服务经济发展与社会生活。

参考文献：

[1]黄军. 城市市政给排水管网的优化配置与管理探究[J]. 城市建设理论研究（电子版），2018（8）.

[2]邓伟. 探析城市给排水管网问题及优化设计[J]. 建材与装饰，2018（7）.