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摘要:在城市建设方面,市政给排水设施建设速度非常快,城市在进行建设
的时候一定要保证可持续发展,这样就使得在进行给排水设施建设的时候要注意
的问题也在增多。做好城市市政给排水管网设计,对建设一个良好城市人居环境
具有重大意义。
关键词:市政给排水;管网设计;相关问题
中图分类号:TL353文献标识码:A
一、市政给排水管网设计相关问题
1、管线设计
一般在定线所用图至少是本市最近的实测1:500地形图,并且有必要时通
过现场的踏勘来确定或修正。如果是改造工程,注意最理想的管位是和老管道的
净距1.5m。在实际操作中,有些管道之间影响比较小,净距可酌情减少。如规
范中规定热力管与给水管的水平净距为1.5m,而如今管材的质量提高后,根据
实际情况也可以酌情减少两管道水平净距,而并不影响管道正常运行。设计人员
应加强对管道基础、预留预埋、管径、标高等的标注和说明,给出尽可能多的标
准图或详图,以避免不必要的损失。在竖向设计时,要按照以下原则进行合理布
置,保证管线在荷载作用下不被压坏;在天气寒冷地区或是冬季,要保证管道介
质不冻结,满足竖向规划要求,按照规范要求布置各个管线之间的垂直间距。值
得注意的是,各个管材对压力的承受力是不一样的,设计最小覆土要根据所选择
的管材实际情况而定。当工程管线竖向之间发生矛盾时应遵行如下原则:支管避
让干管:可弯曲管避让不可弯曲管;规划管线让现状管线;压力管避让重力管;
管径小的管线避让管径大的管线。在设计过程中,这些原则也不是固定的,主要
是根据实际情况而定,尽量减少不必要的损失和麻烦。在住宅区给水设计应注意:
系统设计应充分结合物业管理需要;设计应考虑当地施工水平的因素:运用新产
品应慎重,要深入了解其原理性能,掌握其优缺点,明确安装使用的注意事项等;
注意其它专业对给排水设计的要求,如建筑构造、结构构件对管径、标高的限制。
2、管网优化
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。
二、市政工程给水管网的布置设计措施
根据给水管网在整个给水系统中的作用,可将它分为输水管网和配水管网两
部分。
1、输水管网
从水源到水厂或从水厂到配水管网的管线,因为沿管线一般不连接用水户,
主要起转输水量的作用,所以叫做输水管。另外,从配水管网接到个别大用水户
去的管线,因沿线一般也不接用户管,此管线也被叫做输水管。
2、配水管网
配水管网就是将输水管线送来的水,配给城市中用水户的管道系统。在配水
管网中,各管线所起的作用不相同,因而其管径也就各异,由此可将管线分为干
管、分配管、接户管。干管的主要作用是输水至城市各用水城区,直径一般在
100mm以上,在大城市为200mm以上。城市给水网的布置和计算,通常只限于干
管。配水支管是把干管输送来的水量送入小区的管道。它敷设在每条道路下。配
水管的管径要考虑消防流量来决定管径的大小。为了满足安装消火栓所要求的管
径,不致在消防时水压下降过大,通常配水管最小管径,在小城市采用75~
100mm,中等城市100~150mm,大城市采用150~200mm。接户管又称进户管,是
连续配水管与用户的管道。
3、布置要求
按照城市规划平面图布置管网,布置时应考虑给水系统分期建设的可能;管
网布置必须保证供水安全可靠,当局部管网发生事故时,断水范围应减到最小;
管线遍布整个给水服务区内,保证用户可以获得足够的水量和水压;力求以最短
距离敷设管线,以降低管网造价和供水能量消耗。
4、布置分类
给水管网的布置可分为环管网和树枝状管网两种。环状管网指供水干管之间
都由另外方向的管道互相连通起来,形成许多闭合的环。一般在大中城市给水系
统或供水要求较高时,或者对于不能停水的管网,均应采用环状管网。环状管网
每条管都可以由两个方向来水,供永安全可靠性大,降低了管网中的水头损失,
节省动力,管径可稍微减小。另外,环状管网还能减轻管内水锤的威胁,有利于
管网的安全。环网的管线较长,投资较大,但供水安全可靠。在实际工作中为了
发挥给水管网的输配水能力,达到既工作安全可靠,又适用经济的目的,常采用
树枝状与环状相结合的管网。如在主要供水区采用环状,在外围周边区域或要求
不高而距离水厂又较远的地点,可采用树枝状管网,这样比较经济合理。树枝状
管网的干管与支管的布置犹如树干与树枝的形态,其主要优点是管材省、投资少、
构造简单;缺点是供水可靠性较差,一处损坏则下游各段全部断水,同时各支管
尽端易造成“死水”区,在用水低峰管道内水的停留时间较长,水质会恶化。这
种管网布置形式适用于地形狭长、用水量不大、用户分散的地区,或在建设初期
采用,后期再发展形成环状网。
三、市政工程排水管网的布置设计措施
下面几种是以地形为主要因素的布置形式。
1、正交式
在地势向水体适当倾斜的地区,各排水流域的干管可以最短距離沿与水体大
体垂直相交的方向布置,这种布置称为正交式布置。正交式布置的干管长度短、
管径小、造价经济、污水排出迅速。但污水未经处理直接排放会使水体遭受严重
污染。因此,在现代城市中,直接排放形式仅用于雨水排除。
2、平行式
在地势向河流方向有较大倾斜的地区,为了避免干管坡度及管内流速过大,
使管道受到严重冲刷,可使干管与等高线及河道基本平行、主干管与等高线及河
道呈一定斜角的形式敷设,这种布置称为平行式布置。但是,能否采用上述的平
行式布置,取决于城镇规划道路网的形态。
3、截流式
在正交式布置的基础上,沿河岸再敷设总干管将各干管的污水截流并输送至
污水厂,这种布置称为截流式布置。截流式布置对减轻水体污染、改善和保护环
境有重大作用,适用于分流制的污水排水系统,将生活污水和工业废水经处理后
排入水体,也适用于区域排水系统。此种情况下,区域性的管截流总干管需要截
流区域内各城镇的所有污水输送至区域污水厂进行处理。对于截流式合流制排水
系统,因雨天有部分混合污水泄入水体,对水体有所污染,这就是合流制的缺点。
结束语
通过近年来给排水设计人员在城市管网建设中的不断探索,促使城市该排水
管网得到不断的发展。逐渐丰富了给水管网优化设计的计算方法,加强涉及问题
的深度和广度。也就是说,当管网相对复杂,且有多种工况存在时,应对管网的
可靠性情况进行综合考虑,采用原有线性、非线性的方法或遗传算法对优化设计
的方法进行计算,促使城市供水管网的工程实际相结合,从而对其相关软件进行
开发。
参考文献
[1]沈俊.市政给排水设计中应注意的问题[J].江西建材,2011.12.
[2]胡平.浅谈城市市政给排水的规划设计[J].价值工程,2010.29.
[3]金继航.浅谈城市排水管网存在的问题及对策[J].民营科技,2009.6.
[4]韦从胜,蒋全华.市政给排水管道设计[J].技术与市场,20ll,18(O7):
271—272;
的时候一定要保证可持续发展,这样就使得在进行给排水设施建设的时候要注意
的问题也在增多。做好城市市政给排水管网设计,对建设一个良好城市人居环境
具有重大意义。
关键词:市政给排水;管网设计;相关问题
中图分类号:TL353文献标识码:A
一、市政给排水管网设计相关问题
1、管线设计
一般在定线所用图至少是本市最近的实测1:500地形图,并且有必要时通
过现场的踏勘来确定或修正。如果是改造工程,注意最理想的管位是和老管道的
净距1.5m。在实际操作中,有些管道之间影响比较小,净距可酌情减少。如规
范中规定热力管与给水管的水平净距为1.5m,而如今管材的质量提高后,根据
实际情况也可以酌情减少两管道水平净距,而并不影响管道正常运行。设计人员
应加强对管道基础、预留预埋、管径、标高等的标注和说明,给出尽可能多的标
准图或详图,以避免不必要的损失。在竖向设计时,要按照以下原则进行合理布
置,保证管线在荷载作用下不被压坏;在天气寒冷地区或是冬季,要保证管道介
质不冻结,满足竖向规划要求,按照规范要求布置各个管线之间的垂直间距。值
得注意的是,各个管材对压力的承受力是不一样的,设计最小覆土要根据所选择
的管材实际情况而定。当工程管线竖向之间发生矛盾时应遵行如下原则:支管避
让干管:可弯曲管避让不可弯曲管;规划管线让现状管线;压力管避让重力管;
管径小的管线避让管径大的管线。在设计过程中,这些原则也不是固定的,主要
是根据实际情况而定,尽量减少不必要的损失和麻烦。在住宅区给水设计应注意:
系统设计应充分结合物业管理需要;设计应考虑当地施工水平的因素:运用新产
品应慎重,要深入了解其原理性能,掌握其优缺点,明确安装使用的注意事项等;
注意其它专业对给排水设计的要求,如建筑构造、结构构件对管径、标高的限制。
2、管网优化
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。
二、市政工程给水管网的布置设计措施
根据给水管网在整个给水系统中的作用,可将它分为输水管网和配水管网两
部分。
1、输水管网
从水源到水厂或从水厂到配水管网的管线,因为沿管线一般不连接用水户,
主要起转输水量的作用,所以叫做输水管。另外,从配水管网接到个别大用水户
去的管线,因沿线一般也不接用户管,此管线也被叫做输水管。
2、配水管网
配水管网就是将输水管线送来的水,配给城市中用水户的管道系统。在配水
管网中,各管线所起的作用不相同,因而其管径也就各异,由此可将管线分为干
管、分配管、接户管。干管的主要作用是输水至城市各用水城区,直径一般在
100mm以上,在大城市为200mm以上。城市给水网的布置和计算,通常只限于干
管。配水支管是把干管输送来的水量送入小区的管道。它敷设在每条道路下。配
水管的管径要考虑消防流量来决定管径的大小。为了满足安装消火栓所要求的管
径,不致在消防时水压下降过大,通常配水管最小管径,在小城市采用75~
100mm,中等城市100~150mm,大城市采用150~200mm。接户管又称进户管,是
连续配水管与用户的管道。
3、布置要求
按照城市规划平面图布置管网,布置时应考虑给水系统分期建设的可能;管
网布置必须保证供水安全可靠,当局部管网发生事故时,断水范围应减到最小;
管线遍布整个给水服务区内,保证用户可以获得足够的水量和水压;力求以最短
距离敷设管线,以降低管网造价和供水能量消耗。
4、布置分类
给水管网的布置可分为环管网和树枝状管网两种。环状管网指供水干管之间
都由另外方向的管道互相连通起来,形成许多闭合的环。一般在大中城市给水系
统或供水要求较高时,或者对于不能停水的管网,均应采用环状管网。环状管网
每条管都可以由两个方向来水,供永安全可靠性大,降低了管网中的水头损失,
节省动力,管径可稍微减小。另外,环状管网还能减轻管内水锤的威胁,有利于
管网的安全。环网的管线较长,投资较大,但供水安全可靠。在实际工作中为了
发挥给水管网的输配水能力,达到既工作安全可靠,又适用经济的目的,常采用
树枝状与环状相结合的管网。如在主要供水区采用环状,在外围周边区域或要求
不高而距离水厂又较远的地点,可采用树枝状管网,这样比较经济合理。树枝状
管网的干管与支管的布置犹如树干与树枝的形态,其主要优点是管材省、投资少、
构造简单;缺点是供水可靠性较差,一处损坏则下游各段全部断水,同时各支管
尽端易造成“死水”区,在用水低峰管道内水的停留时间较长,水质会恶化。这
种管网布置形式适用于地形狭长、用水量不大、用户分散的地区,或在建设初期
采用,后期再发展形成环状网。
三、市政工程排水管网的布置设计措施
下面几种是以地形为主要因素的布置形式。
1、正交式
在地势向水体适当倾斜的地区,各排水流域的干管可以最短距離沿与水体大
体垂直相交的方向布置,这种布置称为正交式布置。正交式布置的干管长度短、
管径小、造价经济、污水排出迅速。但污水未经处理直接排放会使水体遭受严重
污染。因此,在现代城市中,直接排放形式仅用于雨水排除。
2、平行式
在地势向河流方向有较大倾斜的地区,为了避免干管坡度及管内流速过大,
使管道受到严重冲刷,可使干管与等高线及河道基本平行、主干管与等高线及河
道呈一定斜角的形式敷设,这种布置称为平行式布置。但是,能否采用上述的平
行式布置,取决于城镇规划道路网的形态。
3、截流式
在正交式布置的基础上,沿河岸再敷设总干管将各干管的污水截流并输送至
污水厂,这种布置称为截流式布置。截流式布置对减轻水体污染、改善和保护环
境有重大作用,适用于分流制的污水排水系统,将生活污水和工业废水经处理后
排入水体,也适用于区域排水系统。此种情况下,区域性的管截流总干管需要截
流区域内各城镇的所有污水输送至区域污水厂进行处理。对于截流式合流制排水
系统,因雨天有部分混合污水泄入水体,对水体有所污染,这就是合流制的缺点。
结束语
通过近年来给排水设计人员在城市管网建设中的不断探索,促使城市该排水
管网得到不断的发展。逐渐丰富了给水管网优化设计的计算方法,加强涉及问题
的深度和广度。也就是说,当管网相对复杂,且有多种工况存在时,应对管网的
可靠性情况进行综合考虑,采用原有线性、非线性的方法或遗传算法对优化设计
的方法进行计算,促使城市供水管网的工程实际相结合,从而对其相关软件进行
开发。
参考文献
[1]沈俊.市政给排水设计中应注意的问题[J].江西建材,2011.12.
[2]胡平.浅谈城市市政给排水的规划设计[J].价值工程,2010.29.
[3]金继航.浅谈城市排水管网存在的问题及对策[J].民营科技,2009.6.
[4]韦从胜,蒋全华.市政给排水管道设计[J].技术与市场,20ll,18(O7):
271—272;