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探讨如何提高市政给排水设计合理性

发表时间：2021/5/27 来源：《基层建设》2021年第2期作者：方怡萱

[导读] 摘要：市政给排水工程设计给水水源、取水构筑物、污水处理厂等，在设计方面必须提高合理性。

        中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江省杭州市 311122
        摘要：市政给排水工程设计给水水源、取水构筑物、污水处理厂等，在设计方面必须提高合理性。本文认为，当前市政给排水设计在老城区改造、管网节能节水及自然资源利用方面均存在问题。由此提出基于长远视角看待老城区改造项目、西至规划给排水管道、探索生活污水二次运用方式等提高市政给排水设计合理性的方式，以供参考。
        关键词：市政给排水；节能节水思维；二次运用；设计合理性
        引言：在现代城市生活中，给水、排水的重要性无须赘述。一旦发生停水事件时，人们洗漱、引用、清洁室内等行为均会受到严重影响；一旦排水管道发生故障，大量污水堆积，将会滋生细菌，造成公共卫生安全事故。因此，市政部门进行给排水管网设计时，除了考虑“便捷性”、“功能性”因素之外，还需注重节能节水。
        1.当前市政给排水管网设计存在的问题简析
        1.1部分城市老城区改造工程缺乏长远考虑
        现代城市的雏形可住宿到20世纪初期，以辽宁省沈阳市为例。早在奉系军阀张作霖主政时期，沈阳火车站（现在的沈阳站）、太原街及附近区域的老城区就已经存在。在近百年的时间内，尽管沈阳市城区的规模逐渐扩大，但“初始内容”依然留存。时至今日，由于新工艺的运用，新旧城区在方方面面均显现出了较为明显的差异。其中，最具代表性的即为市政给排水网络的规划设计。早在城市建设初期，设计者对于城市各系统究竟能够使用多少年限没有概念，待“临界时间”来临之后，老城区改造工程便成为令市政部门头疼的事。以排水管道改造为例，首先，原先使用的金属材质管道经过长时间的使用之后已经难以为继，需要更换为现代新型材质；其次，老城区给排水管网的容纳当量已经无法支撑现代城市居民的用水及排水需求。事实上，若要从根本上解决此类具备“历史属性”的问题，需要“大刀阔斧”的改革思路，即对原有的管网进行全面拆除，采用新城区的标准重新建设。但一些城市市政部门由于可用资金有限，或受其他因素的影响，导致老城区的给排水管网改造效率较为低下[1]。
        1.2市政给排水管网设计缺乏节能节水意识
        一些城市的给排水官网设计人员只顾解决管网的功能性和城市运转便利性，并没有考虑节能节水意识，与可持续发展理念背道而驰。比如处理雨水、雪水的方式“简单粗暴”，往往直接经由下水管进入污水排放管道，最终流向污水处理厂。从原则上来看，此种做法无可厚非。但从科学角度来看，雨水、雪水中的污染成分相对较少，与生活、工业生产废水存在较大的差异。尽管不能直接用于日常生活，但经过简单的处理后，可用于消防以及绿色植被浇灌。上述情况只是部分城市市政给排水管网设计缺乏节能节水意识的其中一种体现形式，累积之下，一些自然界水分的利用率十分低下，亟待改变。
        2.提高市政给排水管网设计合理性的可行性方式
        2.1基于长远视角看待老城区改造项目以及新城区管网设计工作
        老城区改造项目随着城市存在时间的延长，必定会逐渐显现。因此，在给排水管网改造及设计方面，市政部门必须具备前瞻性。可行性方式如下：
        （1）进行新城区给排水管网设计时，尽管管道采用新工艺制备而成，相较于传统管道，性能及使命均得到的大幅度加强。但随着城市的深度发展，经过一段时间之后，现阶段处于领先地位的优越性技术工艺也会逐渐落后。因此，“为未来留下充足的缓冲时间”是必要的。若要实现该目的，设计人员必须收集大量的数据，借由大数据分析技术、云计算技术，对目标城市未来的人口流动量进行预估，在此基础上，确定设计方案。比如河北省雄安县近年来成为了“热点城市”，随着国家扶持力度的增大，周边地区的人口将会迅速涌入。因此，新的给排水管网在当量设计方面，应该至少以未来十年人口总数为基础，制定相应的方案，保证配套设施能够跟得上城市发展的脚步。

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        （2）对上述思维进行“反向运用”，即是老城区改造工程的思路。当前，国家尽管开放了生育政策，鼓励人们生“二胎”，但随着城市生活成本的上涨，总人口减少将会成为必然趋势。因此，对于一些人口流出量较大的城市，老城区给排水管道改造工程无需“大动干戈”，只需依照当前的给排水当量，将已达寿命上限的管道更换为新型材质管道，并尽量将略显复杂的“多管网错综交汇”情况加以改善，即可完成改造工作。其中的原理为：一些城市人口流动性小、人口总量必然持续下降。面对此种情况，老城区的给排水管网只需满足当前人口的日常需求即可，无需提升当量[2]。
        2.2在节能节水思维理念的指导下，细致规划给排水管道设计
        2.2.1基于“分区专项给水”的思考
        生活生产用水的供应原则不可一概而论，应根据现代城市建设的整体布局，设计针对性的供水方案。因此，基于“分区专项给水”的供水方式，具备较大的可行性。以我国北方某城市为例，在2010年以前，该城市的中心城区还被“限制”在2环公路以内，2环以外几乎均为“城乡结合部”甚至是农村地区。但在2020年之后，该城市获得了发展良机，周边相邻城市的年轻人大量涌入，在主客观因素的共同促进之下，城市的规模迅速扩大。时至今日，该城市尽管在南北两端均将城市规模扩充至4环以外，但与中部、东部相比，南北两端现阶段的常住人口数量相对不足，加之南北两端均设有大型物流工业园，在数年甚至数十年时间内，也不会有大量人口进驻。因此，进行市政给排水管网设计时，针对该城市南北边缘地带的供水当量无需较大，只需保持正常水平即可。而针对该城市东部、2～3环区域，人口总量必然大规模增加，故需按照未来10年的用水需求增长量，设计给水管网，避免出现供水量不足的情况。
        2.2.2基于城市地形资源充分运用的污水管网设计思考
        在市政排水管网设计方面，设计人员应当充分运用红城市地形资源，渗透“节能”思维。众所周知，水是一种物质，必然拥有重量。当大量的水分聚集在一起之后，将会产生较大的重力。特别是污水，其内含有大量杂质和污染物，如果长时间聚集在排水管网的一处，不仅会堵塞管道，还会在重力的作用下，大幅度缩减管道的寿命。因此，在设计阶段，合理利用城市的地形资源，可减少后续维护工作造成的额外成本。相较于北方平原城市，南方山地多，同一座城市的不同区域均具备海拔差。在设计排水管网时，设计师可以将管道放置在具备“自上而下”延伸规律的地形中。如此一来，当污水进入排水管道后，自身重力以及传输过程中产生的重力势能均会成为带动自身不断运转的原动力，可在极短时间内流淌至污水处理厂，避免在管道内淤积。
        2.3转变思路，探索生活污水二次运用的有效方式
        对生活污水进行简单处理，实现“二次运用”，是“节能节水”思维的重要实现方式。因此，市政给排水管网设计人员必须转变思路。目前，我国南方一些城市以社区为单位，将区域内产生的生活污水纳入社区地下的小型污水处理系统中。经过初步过滤，实现杂质分离后的水会进入市政绿色植被浇灌用水以及消防用水储备体系[3]。此种水即为“中水”，由于尚未进行消毒以及成分检测，无法引用、洗漱，但浇灌花草树木无任何问题。诸如此类的生活污水二次运用方式如果得到大力推广，市政给排水管网设计的合理性必然能够大幅度提升。
        结语：决定市政给排水管道设计质量的决定性因素分别为：能否保证城市生产生活日常用水稳定供应、生活污水能否及时排放且尽量减小故障发生率。在此基础上，是否能够纳入节能节水思维，观察落实可持续发展理念。如果上述三项要求均能够实现，则表明市政给排水管网设计的合理性已经得到了极大的提升。
        参考文献：
        [1]毛志轩.提高市政工程给排水设计合理性的对策[J].住宅与房地产,2020(24):98.
        [2]付大能.试析如何提高市政给排水设计的合理性[J].河南建材,2020(02):93.
        [3]郭汉超.浅谈如何提高市政给排水设计的合理性[J].居舍,2019(19):85.