探讨市政工程给排水设计的合理性

帅仁昱

1 引言

城市里人们的生活离不开水，市政给排水是城市建设的重要组成部分之一，关系着城市未来发展，关系着城市居民日常生活用水和城市环境的质量。所以，市政给排水设计的合不合理是国民生计的大事，是实现我国可持续发展的关键。给排水系统中排水管是主要的收集通道，可以很好地收集生产及生活中产生的污、废水或者地面水，收集到的污、废水经由污水处理厂进行净化处理后，再进行水资源的综合利用。市政给排水系统的合理设计还可以提高和完善其综合功能，完成城市污、废水有效处理和水资源的循环利用等重要任务。但是，随着我国城市化进程的逐步加快，促使了市政给排水系统的功能性和整体性的持续发展。市政给排水的合理化设计和运行将会给我国的可持续发展添砖加瓦。所以，市政给排水工程是国计民生的大事，其合理设计和有序运行将会给千千万万的城市人民的正常生活和工作带来持久的便利。这也引起了相关部门的持续关注和深入研究，如图1为城市市政工程规划图。

图1 城市市政工程规划图

2 市政工程给排水设计存在的问题

2.1 市政给排水设计不能统筹兼顾城市整体功能

在实行给排水设计的同时，要确保它能够和城市的另外功能相协调，在某些沿海城市，在实行给排水设计的同时一定要对其防洪的要求重点关注。很多城市在进行排水系统设计的过程中没有注意到防洪方面的问题，因此会在降雨多时产生海水倒灌的问题。某些城市在实行设计的同时对排涝泵站的设计特别好，于是在偶发的暴雨天气就会发生城市内涝的现象，对城市的交通情况有很大的影响。近些年的时间中，城市内涝成为一个比较严重的问题，进而让人们把视线集中到了市政排水的功能上面，并且对于排水设计有了更加严格的要求，要使其能够和城市其他功能进行协调，尽可能在短时间内解决出现的问题。

2.2 市政工程给排水的排污管道设计中的问题

城市中的污水排放是城市给排水中的重要环节，处理不好将会影响城市居民的正常生活。但是就现在排污管道的设计说来，有很多不合理的地方存在，主要是污水提升泵站没有设置在合适的位置，如果将污水的提升泵站建于绿化区，这样可能对居民的影响大大减弱。城市所在地的地势地形也是影响管道合理化设计和布置的重要因素。作业中经常会出现管道的理论埋设的深度跟实际需要出现偏差。另外，污水管道埋设深度过低的情况下，污水的排泄受阻就会使得大量污水汇集在此，使得给排水工程失效。最后，在污水排出的末端环节其管道设计盲目性大，实际设计中没有考虑到污水排放的周边环境和水质问题，会造成很多再次污染的问题。

2.3 管理意识比较淡薄

相对于其他工程来说，市政工程最大的一个不同之处就政府资金的支持。这种情况下，弊端主要是，政府相关部门的分工不同致使市政工程的实际施工建设和运营管理所属部门不同。在市政工程实际施工过程中，相关部门的分管和监督不到位。监管人员常常存在运行管理考虑不全面的问题。这就分离了施工建设流程和运行流程。由于相关管理人员的意识淡薄，实际建设过程中相应的无法保证市政工程给排水的施工质量，严重的时候，部分情况下还会出现施偷工减料、擅自更改管道路线。无疑这样会给其带来额外的利益支撑，长此以往，肯定对整个市政给排水的总体布局产生严重影响。可见管理部门和施工部门的功能性协调问题严重阻碍着给排水工程的进度和质量。

3 市政工程给排水设计合理性建议

3.1 市政工程中各种设计相互协调，重视给排水设计合理性

市政工程属于市政的多门类复合性综合学科，在给相关的衔接设计中确保各施工平面间相互协调，道路标高与两侧建筑物、地面排水相互配合的原则。各专业学科在决策设计时相互关联，由于每个专业施工的倾向性的差异。正常的设计流程当中，道路相关规划设计与给排水工程并行时，往往道路设计占有优先权，导致后期给排水设计合理性大大降低。在以后的市政工程施工前以上两者的设计因素都需要紧密结合，一方面，要具体的了解城市路基的状况，以不同的路基情况为基础提出相应不同的给排水设计策略。作业时，给排水设计的具体设计中，也要根据实际情况做出调整。城市给排水的设计和城市道路设计有着千丝万缕的联系，在设计城市给排水工程时需结合道路设计，完善市政给排水设计的合理性。

3.2 提高市政排水防洪排涝合理性设计

靠近江河以及降水充沛的城市防涝排涝设计至关重要，与城市的居民生命和财产安全息息相关，它也是一个城市的生命防线，所以设计市政排涝防涝是市政工程给排水的关键环节。解决外洪和内洪是给排水的两个重要任务，内洪可以通过及时的蓄水来缓解，同时蓄水到一定程度就要进行排水。相比之下，外洪防护是更具有难度的。市政给排水规划设计要与外洪防护的体系相互协调配合，遇到外洪隐患之时，首先市政给排水事前的预防、控制会起到一定的作用，另外执行分洪泄流也可以有效疏导了洪水，减缓压力。防洪大坝的建立也可降低市政给排水防洪设计的压力。此时防洪排涝不必再重新规划数值参数，体现了规划设计的分配能力。如图2所示为给排水中工程中常见的溢流堰式溢流井。

3.3 给排水设计中绿化带排水的合理性设计

图2 溢流堰式溢流井

随着生态观念的逐步加深，城市绿化逐步成为了城市建设中必然要求。绿化带容易积水主要是因为地面相对疏松，绿化带位于道路两侧，长时间的积水不能排泄容易对路基和路面造成破坏，从而使的道路的寿命减少。首先，为了避免绿化带中的积水渗透到路基，采取在其土层的两旁建造封闭式阻挡墙，设置后的路面和路基将不会再受到影响。另外，处理绿化带中的积水需要在带区内间隔适当距离设置数个集水井，同时安装相应的排出装置，将汇集到井中的积水导出到最终排水管道。本设计可以完成城市绿化带的排水，实际造价高。在以后的给排水设计将会逐步优化构建功能更加齐全的城市道路排水系统，它的实时性更好，相应的市政道路使用寿命将会延长。

3.4 市政工程给排水区域方案优化

由于市政工程给排水的设计方案必须经过相关的验证，区域方案的提出也是如此。当设计者提出对于市政管网的分区方案，应该组织相关的人员对该方案的合理性进行多方面的考究，以科学性原则为导向，以及对工程细节的模拟和仿真，为下一步的送水管道的方案进行优化提供决策依据，逐一分析管道的闸断、设施等，不断地优化和升级给排水方案。给排水设计中发现，传统的闭环自动算法主要是管网设计的典型过程进行建模和分析过程。随着管网规划的相关设计合理性的优化计算方法日益成熟，管网系统趋向于非线性特征是以后的发展趋势，实际作业中发现，数学建模难度大主要是，一些大型城市的管网呈现出完全的非线性。这时候，面对杂度较大的市政给排水管网进行分析和优化问题，遗传算法优化起到了不可替代的作用，采用遗传算法的管网仿真系统省去了数学建模过程。遗传算法的广泛应用将会在以后的给排水工程中更加广泛，以发展成独立学科的劲头，奔驰在市政工程的发展路上。

3.5 在市政设计排水过程中辅以计算机系统

城市规划部门在进行城市规划的过程中，往往会将排水和道路在规划和施工时同时进行，这些设计之前一直依赖手工制图，因为那时候计算机还没有应用到相关领域。最普遍的方法是，城市道路设计者首先绘制出城市道路设计图，再将其相关资料与设计图转送到城市给排水设计的工作者，此工作者再依据道路设计者送来的有关资料与设计图筹划出与道路相辅相成的城市给排水策划。这种方法需要大量的时间和精力，对道路的紧急建设影响很大。计算机辅助设计系统能够把相关的资料和图纸同时传递给设计人员，使得道路和排水设计的一体化。这样就能够方便道路设计人员和排水设计人员之间的交流，进而让两者之间的关系能够更加明了的显示出来，就能够通过这种结合设计出更加理想的道路设计和排水设计。

4 结语

综上，市政给排水工程设计是一项非常复杂且系统的工作，结合市政给排水设计存在的问题，切实提高市政排水防洪排涝、污水排放等方面的设计合理性，使给排水工程的作用得以最大限度的发挥，推动城市可持续发展。希望能够对市政工程给排水合理化设计提供一定的参考，为广大人民群众日常生活和工业用水提供更多的便利。

[1]王颖.市政工程给排水设计合理性问题初探[J].建材与装饰，2016（27）：91～92.

[2]吕世鑫.市政工程给排水规划设计探析[J].工程建设与设计，2016（11）：66～67+71.