帥仁昱

1 引言

城市里人們的生活離不開水，市政給排水是城市建設(shè)的重要組成部分之一，關(guān)系著城市未來發(fā)展，關(guān)系著城市居民日常生活用水和城市環(huán)境的質(zhì)量。所以，市政給排水設(shè)計(jì)的合不合理是國民生計(jì)的大事，是實(shí)現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。給排水系統(tǒng)中排水管是主要的收集通道，可以很好地收集生產(chǎn)及生活中產(chǎn)生的污、廢水或者地面水，收集到的污、廢水經(jīng)由污水處理廠進(jìn)行凈化處理后，再進(jìn)行水資源的綜合利用。市政給排水系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)還可以提高和完善其綜合功能，完成城市污、廢水有效處理和水資源的循環(huán)利用等重要任務(wù)。但是，隨著我國城市化進(jìn)程的逐步加快，促使了市政給排水系統(tǒng)的功能性和整體性的持續(xù)發(fā)展。市政給排水的合理化設(shè)計(jì)和運(yùn)行將會給我國的可持續(xù)發(fā)展添磚加瓦。所以，市政給排水工程是國計(jì)民生的大事，其合理設(shè)計(jì)和有序運(yùn)行將會給千千萬萬的城市人民的正常生活和工作帶來持久的便利。這也引起了相關(guān)部門的持續(xù)關(guān)注和深入研究，如圖1為城市市政工程規(guī)劃圖。

圖1 城市市政工程規(guī)劃圖

2 市政工程給排水設(shè)計(jì)存在的問題

2.1 市政給排水設(shè)計(jì)不能統(tǒng)籌兼顧城市整體功能

在實(shí)行給排水設(shè)計(jì)的同時，要確保它能夠和城市的另外功能相協(xié)調(diào)，在某些沿海城市，在實(shí)行給排水設(shè)計(jì)的同時一定要對其防洪的要求重點(diǎn)關(guān)注。很多城市在進(jìn)行排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中沒有注意到防洪方面的問題，因此會在降雨多時產(chǎn)生海水倒灌的問題。某些城市在實(shí)行設(shè)計(jì)的同時對排澇泵站的設(shè)計(jì)特別好，于是在偶發(fā)的暴雨天氣就會發(fā)生城市內(nèi)澇的現(xiàn)象，對城市的交通情況有很大的影響。近些年的時間中，城市內(nèi)澇成為一個比較嚴(yán)重的問題，進(jìn)而讓人們把視線集中到了市政排水的功能上面，并且對于排水設(shè)計(jì)有了更加嚴(yán)格的要求，要使其能夠和城市其他功能進(jìn)行協(xié)調(diào)，盡可能在短時間內(nèi)解決出現(xiàn)的問題。

2.2 市政工程給排水的排污管道設(shè)計(jì)中的問題

城市中的污水排放是城市給排水中的重要環(huán)節(jié)，處理不好將會影響城市居民的正常生活。但是就現(xiàn)在排污管道的設(shè)計(jì)說來，有很多不合理的地方存在，主要是污水提升泵站沒有設(shè)置在合適的位置，如果將污水的提升泵站建于綠化區(qū)，這樣可能對居民的影響大大減弱。城市所在地的地勢地形也是影響管道合理化設(shè)計(jì)和布置的重要因素。作業(yè)中經(jīng)常會出現(xiàn)管道的理論埋設(shè)的深度跟實(shí)際需要出現(xiàn)偏差。另外，污水管道埋設(shè)深度過低的情況下，污水的排泄受阻就會使得大量污水匯集在此，使得給排水工程失效。最后，在污水排出的末端環(huán)節(jié)其管道設(shè)計(jì)盲目性大，實(shí)際設(shè)計(jì)中沒有考慮到污水排放的周邊環(huán)境和水質(zhì)問題，會造成很多再次污染的問題。

2.3 管理意識比較淡薄

相對于其他工程來說，市政工程最大的一個不同之處就政府資金的支持。這種情況下，弊端主要是，政府相關(guān)部門的分工不同致使市政工程的實(shí)際施工建設(shè)和運(yùn)營管理所屬部門不同。在市政工程實(shí)際施工過程中，相關(guān)部門的分管和監(jiān)督不到位。監(jiān)管人員常常存在運(yùn)行管理考慮不全面的問題。這就分離了施工建設(shè)流程和運(yùn)行流程。由于相關(guān)管理人員的意識淡薄，實(shí)際建設(shè)過程中相應(yīng)的無法保證市政工程給排水的施工質(zhì)量，嚴(yán)重的時候，部分情況下還會出現(xiàn)施偷工減料、擅自更改管道路線。無疑這樣會給其帶來額外的利益支撐，長此以往，肯定對整個市政給排水的總體布局產(chǎn)生嚴(yán)重影響?？梢姽芾聿块T和施工部門的功能性協(xié)調(diào)問題嚴(yán)重阻礙著給排水工程的進(jìn)度和質(zhì)量。

3 市政工程給排水設(shè)計(jì)合理性建議

3.1 市政工程中各種設(shè)計(jì)相互協(xié)調(diào)，重視給排水設(shè)計(jì)合理性

市政工程屬于市政的多門類復(fù)合性綜合學(xué)科，在給相關(guān)的銜接設(shè)計(jì)中確保各施工平面間相互協(xié)調(diào)，道路標(biāo)高與兩側(cè)建筑物、地面排水相互配合的原則。各專業(yè)學(xué)科在決策設(shè)計(jì)時相互關(guān)聯(lián)，由于每個專業(yè)施工的傾向性的差異。正常的設(shè)計(jì)流程當(dāng)中，道路相關(guān)規(guī)劃設(shè)計(jì)與給排水工程并行時，往往道路設(shè)計(jì)占有優(yōu)先權(quán)，導(dǎo)致后期給排水設(shè)計(jì)合理性大大降低。在以后的市政工程施工前以上兩者的設(shè)計(jì)因素都需要緊密結(jié)合，一方面，要具體的了解城市路基的狀況，以不同的路基情況為基礎(chǔ)提出相應(yīng)不同的給排水設(shè)計(jì)策略。作業(yè)時，給排水設(shè)計(jì)的具體設(shè)計(jì)中，也要根據(jù)實(shí)際情況做出調(diào)整。城市給排水的設(shè)計(jì)和城市道路設(shè)計(jì)有著千絲萬縷的聯(lián)系，在設(shè)計(jì)城市給排水工程時需結(jié)合道路設(shè)計(jì)，完善市政給排水設(shè)計(jì)的合理性。

3.2 提高市政排水防洪排澇合理性設(shè)計(jì)

靠近江河以及降水充沛的城市防澇排澇設(shè)計(jì)至關(guān)重要，與城市的居民生命和財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)，它也是一個城市的生命防線，所以設(shè)計(jì)市政排澇防澇是市政工程給排水的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。解決外洪和內(nèi)洪是給排水的兩個重要任務(wù)，內(nèi)洪可以通過及時的蓄水來緩解，同時蓄水到一定程度就要進(jìn)行排水。相比之下，外洪防護(hù)是更具有難度的。市政給排水規(guī)劃設(shè)計(jì)要與外洪防護(hù)的體系相互協(xié)調(diào)配合，遇到外洪隱患之時，首先市政給排水事前的預(yù)防、控制會起到一定的作用，另外執(zhí)行分洪泄流也可以有效疏導(dǎo)了洪水，減緩壓力。防洪大壩的建立也可降低市政給排水防洪設(shè)計(jì)的壓力。此時防洪排澇不必再重新規(guī)劃數(shù)值參數(shù)，體現(xiàn)了規(guī)劃設(shè)計(jì)的分配能力。如圖2所示為給排水中工程中常見的溢流堰式溢流井。

3.3 給排水設(shè)計(jì)中綠化帶排水的合理性設(shè)計(jì)

圖2 溢流堰式溢流井

隨著生態(tài)觀念的逐步加深，城市綠化逐步成為了城市建設(shè)中必然要求。綠化帶容易積水主要是因?yàn)榈孛嫦鄬κ杷?，綠化帶位于道路兩側(cè)，長時間的積水不能排泄容易對路基和路面造成破壞，從而使的道路的壽命減少。首先，為了避免綠化帶中的積水滲透到路基，采取在其土層的兩旁建造封閉式阻擋墻，設(shè)置后的路面和路基將不會再受到影響。另外，處理綠化帶中的積水需要在帶區(qū)內(nèi)間隔適當(dāng)距離設(shè)置數(shù)個集水井，同時安裝相應(yīng)的排出裝置，將匯集到井中的積水導(dǎo)出到最終排水管道。本設(shè)計(jì)可以完成城市綠化帶的排水，實(shí)際造價(jià)高。在以后的給排水設(shè)計(jì)將會逐步優(yōu)化構(gòu)建功能更加齊全的城市道路排水系統(tǒng)，它的實(shí)時性更好，相應(yīng)的市政道路使用壽命將會延長。

3.4 市政工程給排水區(qū)域方案優(yōu)化

由于市政工程給排水的設(shè)計(jì)方案必須經(jīng)過相關(guān)的驗(yàn)證，區(qū)域方案的提出也是如此。當(dāng)設(shè)計(jì)者提出對于市政管網(wǎng)的分區(qū)方案，應(yīng)該組織相關(guān)的人員對該方案的合理性進(jìn)行多方面的考究，以科學(xué)性原則為導(dǎo)向，以及對工程細(xì)節(jié)的模擬和仿真，為下一步的送水管道的方案進(jìn)行優(yōu)化提供決策依據(jù)，逐一分析管道的閘斷、設(shè)施等，不斷地優(yōu)化和升級給排水方案。給排水設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的閉環(huán)自動算法主要是管網(wǎng)設(shè)計(jì)的典型過程進(jìn)行建模和分析過程。隨著管網(wǎng)規(guī)劃的相關(guān)設(shè)計(jì)合理性的優(yōu)化計(jì)算方法日益成熟，管網(wǎng)系統(tǒng)趨向于非線性特征是以后的發(fā)展趨勢，實(shí)際作業(yè)中發(fā)現(xiàn)，數(shù)學(xué)建模難度大主要是，一些大型城市的管網(wǎng)呈現(xiàn)出完全的非線性。這時候，面對雜度較大的市政給排水管網(wǎng)進(jìn)行分析和優(yōu)化問題，遺傳算法優(yōu)化起到了不可替代的作用，采用遺傳算法的管網(wǎng)仿真系統(tǒng)省去了數(shù)學(xué)建模過程。遺傳算法的廣泛應(yīng)用將會在以后的給排水工程中更加廣泛，以發(fā)展成獨(dú)立學(xué)科的勁頭，奔馳在市政工程的發(fā)展路上。

3.5 在市政設(shè)計(jì)排水過程中輔以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

城市規(guī)劃部門在進(jìn)行城市規(guī)劃的過程中，往往會將排水和道路在規(guī)劃和施工時同時進(jìn)行，這些設(shè)計(jì)之前一直依賴手工制圖，因?yàn)槟菚r候計(jì)算機(jī)還沒有應(yīng)用到相關(guān)領(lǐng)域。最普遍的方法是，城市道路設(shè)計(jì)者首先繪制出城市道路設(shè)計(jì)圖，再將其相關(guān)資料與設(shè)計(jì)圖轉(zhuǎn)送到城市給排水設(shè)計(jì)的工作者，此工作者再依據(jù)道路設(shè)計(jì)者送來的有關(guān)資料與設(shè)計(jì)圖籌劃出與道路相輔相成的城市給排水策劃。這種方法需要大量的時間和精力，對道路的緊急建設(shè)影響很大。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)能夠把相關(guān)的資料和圖紙同時傳遞給設(shè)計(jì)人員，使得道路和排水設(shè)計(jì)的一體化。這樣就能夠方便道路設(shè)計(jì)人員和排水設(shè)計(jì)人員之間的交流，進(jìn)而讓兩者之間的關(guān)系能夠更加明了的顯示出來，就能夠通過這種結(jié)合設(shè)計(jì)出更加理想的道路設(shè)計(jì)和排水設(shè)計(jì)。

4 結(jié)語

綜上，市政給排水工程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，結(jié)合市政給排水設(shè)計(jì)存在的問題，切實(shí)提高市政排水防洪排澇、污水排放等方面的設(shè)計(jì)合理性，使給排水工程的作用得以最大限度的發(fā)揮，推動城市可持續(xù)發(fā)展。希望能夠?qū)κ姓こ探o排水合理化設(shè)計(jì)提供一定的參考，為廣大人民群眾日常生活和工業(yè)用水提供更多的便利。

[1]王穎.市政工程給排水設(shè)計(jì)合理性問題初探[J].建材與裝飾，2016（27）：91～92.

[2]呂世鑫.市政工程給排水規(guī)劃設(shè)計(jì)探析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2016（11）：66～67+71.