探析城市给排水管网的优化配置与科学管理

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【摘 要】最近几年，社会的不断发展和经济的不断进步也促进了城市建设的不断完善，城市建设中给排水工程有着非常重要的作用，所以给排水工程的建设也逐渐得到了有关部门的重视，只有做好城市建设中的排水管线优化，才能更好地保证城市居民的生活质量，从而推进一个城市的发展。本文主要论述了城市给排水管网的优化配置与科学管理。

【关键词】市政；给排水管网；优化配置；管理

城市给排水管网的优化配置和科学管理对市政工程建设有着至关重要的作用，只有不断加强给排水管网的科学管理和优化配置，城市才能更好地运转，优化配置一方面可以有效节约在给排水工程维修和养护方面的资金投入，一方面还能更好地提高城市发展中所带来的经济效益和社会效益，对于整个城市的发展都有着非常重要的积极意义。

1.城市给排水管网的现状

当前，我国的城市基础设施建设德奥了迅速的发展，城市的给排水工程建设也得到了很好的改善和提升，给排水管网的铺设范围也越来越广，在这样的情况下，城市的经济也得到了更加有效的发展，但是在市区规划和建设的过程中也不断出现一些问题，主要是给排水管网的资源配置不合理和管理方式不当的问题，所以，城市发展中一定要对这一问题引起重视。

2.城市给排水管网建设中需要注意的问题

2.1管网的建设与水厂的建设相协调

通常情况下城市的给排水管线建设不能与城市中水厂的建设相适应，管网容易出现老化或者是损坏的现象，管网铺设所使用的材料质量较差等问题，这些问题都会管道的损坏和泄漏，城市的正常供水得不到很好的保证。而且也会影响到市民正常的生产和生活，从而造成了极大的不便。

2.2管网设计的合理性

定线图一般是本市最近的实例地形图，比例尺大概为1：500，如果有一定的需要，还要进行现场的调研和观察对这一数值及时的调整。如果是改造的工程，要注意管位的设置问题，距离上和老管位要保持一米半的距离。在技术和材料都得到了提高和完善后，可以根据实际情况的不同在不影响其正常运行的前提下对其进行适当的调整。设计人员应该注意管道基础、预留预埋等的具体标注工作，尽可能保证施工图的准确度和详细程度，这样可以有效降低错误施工带来的经济损失，在进行纵向的设计时一定要保证管线的合理布置，保证管线在超负荷作用下不会被压坏而影响了管线的正常运行，在北方地区要保证介质不会因为温度较低而被冻结。在这个环节中需要特别注意的是每个环节的管线压力是不同的，所以要根据实际情况的差异来做一定的调整。在工程的竖向管线发生冲突时一定要采取适当的手段将其解决，支管要尽力避开主管，可以弯曲的管线要避开不可以弯曲的管线，压力管线要避开重力管线，管径比较小的管线要你让管径比较大的管线，当然，这些原则也要根据具体的情况进行适当的调整。最大的目的就是减少损失和施工时的不便。在对居民区进行供排水管线建设时要充分考虑物业和业主的需要，要在施工原料的选择和施工工艺的选择上多下功夫，这样才能更好地保证供排水管线铺设的科学性和合理性。

2.3注意城市给排水管网的优化

给水管网优化设计是在已定线下寻求管径与水力参数的最优化组合的解。在已定管线中，合理分配管网流量，采用优化算法，优化管道设计管径，根据城市地形特点，优化组合和分布供水区域，采用不同压力范围供水，使整个系统的运行费用最低。目前在给排水中常用的优化算法有如下几类：纯属规划法、非线性规划法、动态规划法和遗传算法。一般在解决中小型管道系统优化设计时，可以选择遗传算法求得最优化设计方案。综合地运用直接式管网叠压供水技术和无负压管网增压稳流给水设备，当市政供水管网水量充分，供水压力相对稳定时，可采用无负压管网增压稳流给水设备。用水非常集中、瞬时用水量过大的地方，则应使用直接式管网叠压供水，以减少峰值流量对管网造成的影响，保证无负压设备的正常工作。

给水管网优化设计是在已定线下寻求管径与水力参数的最优化组合的解，目标是降低管网年费用折算值。城市输配水系统的合理设计、改建或扩建、运行，对于节约投资、节省电能，具有重要的经济意义。目前，输配水系统的合理改造、改建和调度、运行，以及它对降低成本、节省节能的显著经济效益，越来越受到重视。对给水管网优化设计的指导思想是，在已定的管网中，合理分配管网流量，或在分配流量的管网基础上，采用优化算法，优化管网（道）设计管径（尺寸），或根据城市地形特点，优化组合和分布供水区域，采用不同压力范围供水，使整个系统的运行费用（动力费用）最低。

排水管网的优化设计主要可分为排水管网的平面布置与已定线下管网参数优化。目前，排水管网优化设计主要是后者，排水管网系统已定线下的优化设计主要是解决管径和埋深（坡度）以及不同管段间的设计参数优化问题。对于某一设计管段，当流量确定后，满足设计规范要求的管径与其他水力参数有多种组合，但总存在一组管径和其他水力参数的组合，使其投资最小。对于由若干根管段组成的排水管网系统，上游管段的设计计算结果将直接影响到下游管段的设计参数，这就说明系统中每根管段设计最优的组合，并不能保证整个系统的设计最优。因此，为了使整个工程系统设计最优，就必须以整个排水系统为整体，从全局出发进行优化设计。在排水管网优化设计中，虽然排水管网计算采用的水力计算公示很简单，但是由于管径的可选择尺寸不是连续变化的，不能任意选择管径；同时最大充满度的限制与管径大小有关，关于最小设计流速、流速变化（随设计流量增加而增大）及其与管径之间关系的约束条件等都很复杂，也不能用数学公示来描述。因此，很难建立一个完整的求解最优化问题的数学模型来用间接化法求解。用直接优化法来解决这些问题，具有直接、直观和容易验证等特点。

3.结语

在城市的给排水管网设计中，要不断对设计的科学性和合理性进行进一步的提升，才能保证城市的排水工程能够正常运行，从而保证人们正常的生产和生活，从而优化城市的建设。保证城市的正常运行。 [科]

【参考文献】

[1]贺俊兰.城区污水管网优化设计探讨.水工业市场，2008（2）：67-68.

[2]尹学农，任群，王国华，王雪峰.给水排水管网工程设计优化与运行管理.北京：化学工业大学，2007.

[3]赵红书，贾景伟.复杂地形条件下重力流管道输水管网设计研究进展[J].贵州水力发电，2012（02）.