中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 浙江杭州 310009
摘要：随着城市现代化的快速发展，传统的市政排水管网设计方法已难以满足人们的具体应用需求。排水管网的设计与施工是市政工程建设的基础。其服务质量不高，在很大程度上阻碍了城市现代化的快速发展。在此基础上，相关设计人员应明确当前市政排水管网设计过程中存在的问题，并从实际出发，对管网系统进行科学优化设计。在设计中存在着缺乏系统合理的规划设计，系统设计标准相对落后，未能实现排水管网设计的精细化等问题。
关键词：市政排水；管网规划；优化设计；探讨
1 研究市政排水管网优化设计的重要性
市政排水管网系统是城市现代化的产物。但随着城市经济发展水平的不断提高，生产建设形式也处于不断调整的状态。具体来说，城市道路的不断扩建、老城区的改造和新开发区的建设都需要在原有排水管网的基础上进行，这使得市政排水管网的普及呈现出逐年增长的发展状态。但在实际施工过程中，由于其施工作业的复杂性和影响施工质量的诸多因素，很难满足城镇居民的应用需求。目前，市政排水管网的应用缺陷主要体现在以下几个方面：排水管网设计不合理，使雨水与污水合流，导致污水处理效果不佳；设计与实施不一致，严重影响污水的实际处理效果；城市污水直接排入河流，造成严重水污染；市政排水管网建设未实现与污水处理厂的有效配合，造成二次污染。以上问题使得现有的市政排水管网设计不能满足实际使用要求。因此，在排水管网设计过程中，相关设计人员应充分思考以上客观存在的问题，通过采用适当的优化设计手段提高市政工程建设的效果。
2 市政排水管网设计过程中存在的问题
2.1 系统设计标准相对落后
目前，我国大部分城市的雨水管网设计标准仍停留在1年一遇到3年一遇的水平。随着区域城市化程度越来越高，城市地面雨水排放不及时将会给人们带来更大的影响。从现状低标准设计的雨水管渠运行情况来看，每年都会有为数不少的地区在暴雨时形成地面积水。例如，市政道路两侧的地块由于快速硬化被使用，对原有的雨水排水方式产生了影响，也就是说，地表径流系数不断增大，城市降雨很难迅速渗入地面，导致雨水在路面上积聚，进而引发市政道路的积水问题。特别是目前，世界各地恶劣的气候条件引发的特大暴雨严重影响了城市居民的安全。另外，雨水管渠建成运行后会受到泥沙、杂物淤积的影响，过水能力降低，大大增加了市政排水管网的负荷。这虽与排水管理相关，但在设计时也应予以考虑，在雨水管渠设计时，可提高设计标准适当放大管径。
2.2没有实现排水管网设计的精细化
由于市政排水管网的建设易受多种因素的影响，相关设计人员需充分考虑各种外部因素，提高排水系统设计的针对性。然而，在实际的设计过程中，设计人员可能会忽略这些因素的影响。例如，设计数据不完整，将影响设计参数的计算结果；管道坡度控制不够合理，将影响管网系统的排水功能；管道穿越预留设计效果不好，导致与其他管道不必要的冲突。由此可见，市政排水管网系统没有进行合理的详细设计，将影响其在各方面的应用功能。为解决这一问题，随着计算机网络技术的不断发展，可以将其应用到市政排水管网系统中进行详细设计。但目前由于缺乏重视，一些先进的计算机科学技术还没有被用来解决排水管网设计水平低的问题。
2.3缺乏系统合理的规划设计
市政排水管网系统规划设计缺乏合理性，是相关设计人员不重视的原因。具体来说，系统设计人员在计算雨水流量时，只依靠简单的综合径流系数和初始汇流时间来充分表示复杂的下垫面，而没有考虑地形地貌、各地块开发后土地利用形式的差异、不同的地面建筑等因素，使得排水管网系统的规划设计不合理。此外，由于设计人员往往根据现有的排水总体规划进行设计，例如，排水总体规划到2020年，排水管网就设计到2020年，而不是根据排水管道的使用寿命来确定系统的设计寿命。由于缺乏中远期规划，我国排水系统难以应对快速城市化带来的污水量快速增加、可能降雨强度增大等带来的影响。一些区域甚至没有进行排水管网总体规划，这使得市政管网系统的走向、管径、标高等方面无法有效衔接和统一。
3市政排水管网在规划中应该注意的问题
3.1合理地进行市政排水体制的选择
合理的排水体制选择是排水系统规划中需要解决的重要问题。排水体制对城市的规划和环境的保护影响深远，同时也影响排水系统的投资和运行维护费用。排水体制的选择应根据城市规划、城市建设的实际情况、当地降雨情况和污水排放标准、原有排水设施、污水处理和利用情况、地形和水体等条件综合考虑确定。在设计过程中，应优先考虑雨污分流制，在部分区域由于建设难度和区域发展的限制，无法采用单一的分流制排水体制，应结合区域发展和建设目标，逐步实现雨污分流。因此，在市政排水管网建设中，如何合理选择排水体制十分重要。
3.2 注重城市环境的发展
当城市排放大量生活污水和工业废水时，可选择联合排水系统，将污水和废水全部送至污水处理设施进行处理后再排放，在一定程度上可降低水体的污染程度，保证水质环境。为适应社会发展的需要，设计人员在设计排水管网时应合理构建排水系统。尽管排水系统目前仍存在着一些不足之处，如初期雨水不经处理直接流入水体，但总体而言，排水系统的构建是社会发展的需要和良好水环境的保障。
3.3 确立市政排水管网规划理念
城市排水管网规划需要一定规划理念的支持：（1）排水管网规划应遵循城市的发展需求，以城市现状为设计依据，充分利用现有的排水设施，保证污水的合理排放，更好地保护水环境。（2）在排水管网建设中，要充分调查周边地质条件，结合近期建设和长远规划，确保污水在规划范围内合理排放。（3）要确保污水量预测指标科学合理。（4）排水管网的建设应以减少污染和维护生态环境为首要目标，合理解决雨污水排放问题。通过相关计算，使管道设计更加合理。（5）设计人员应结合地形特点，合理布设管道，优化管道埋深，降低造价。
3.4 加强对排水管网的建设
随着我国水资源保护意识的增强，污水处理设施的相继运行实施，污水处理效果得到了极大的提升。但目前普遍存在重污水处理厂建设，而轻排水管网建设，使得污水处理厂无法真正发挥其价值。排水管网是污水处理厂非常重要的一环，无论污水是进入污水处理厂还是从污水处理厂排出，都需要通过排水管道进行输送。但由于受到外部环境制约、方案设计不合理和施工质量差等因素，导致排水管网建设的不合理，污水处理厂的经济效益和社会效益发展有限，最终造成水环境污染。设计单位和施工单位应根据实际情况，共同优化调整设计和施工方案，实现建设成效，降低施工成本。
3.5 加强城市小区的污水处理设计
城市小区生活污水排入城市污水管道，给污水处理带来一定的负担。因此，有必要加强城市小区污水处理设计，减轻城市污水管道的负担，切实提高水处理质量。城市小区可将人工湿地污水处理系统与社区景观系统相结合，然后合理布设排水管网，设置化粪池，小区污水经化粪池沉淀后排入市政管网最终进入污水厂进行处理，同时化粪池内污泥应及时清理，有效提高污水处理质量，降低污水处理厂的处理难度，提高其工作效率。
结束语
综上所述，城市排水管网优化设计是一项复杂精细的技术内容。由于我国大多数城市排水管网的设计仍受诸多因素的影响，因此对其进行科学的优化设计已成为业界研究者必须解决的问题。实践证明，在实际优化设计过程中，必须以实现市政道路环境的协调效益、城市建设的经济效益和为人民服务的社会效益为设计目标，只有这样，城市排水管网的设计才能起到建设的真正作用。因此，设计人员应将排水管网平面设计、埋深优化设计和算法科学优化设计等作为实际应用的重点。市政排水管网规划和优化设计是确保我国城市现代化快速稳定发展的关键，值得业内人士关注。
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