中信建筑设计研究总院有限公司
摘要;目前,我国的城市基础建设发展迅速.给排水系统在快速建立和完善,给排水管网在迅速延伸,而城市的给排水设施的安全、可靠、完善是经济发展的有力保证。在进行城市给排水设计时应根据各个工程的复杂性、特殊性、具体情况具体分析,在保证安全可靠、合理的前提下提倡选择更经济的给排水方案。本文结合自身工作体验以便大家参考。
关键词;给水管网设计要点;道路排水设计要点;
一、城市给撵水系统规划现状
城市给排水系统规划所关注的问题主要存城市给排水系统的整体结构、功能和效毫城市给排水系统对区域(或流域)生态、环境和水文系统的动态扰魂城市给排水系统的安全保障水 城市给排水系统的老化和水资源退化问题。
由于城市给排水基础设施运行的超长期性、投资的高沉淀性、技术上的继承性以及水在自然属性上的易流性和随机性,城市给排水系统的规划和设计需要特别关注长期性问题、综合性问题、协调性问题和社会性问题 但是,由于受观念认识、管理体制的和系统分析工具的约束,在现有的城市给排水系统规划中我们往往难以使城市给排水系统适应城市长期发展所存在的不确定性影响。
随着我国人口的持续增长和城市化进程的快速发展,大规模区域水环境质量和生态系统的持续恶化,超大城市和城市群的不断涌现,城市给排水设施在投资强度上的严重滞后,我们在城市给排水系统的功能要求、技术要求和经济效率方面都面临着西方传统水系统都未曾体验的挑战。整体上,我国现阶段城市给排水系统规划所采用的分析工具和规划方法明显落后,缺乏整体性、综合性和科学性,过于粗放和短期性。在城市水系统的设计和建设中,单纯地以人为本,缺乏与自然系统之间的有机协调,不关注工程因地制宜的多样性和设计的多目标化。由于缺乏系统的整体规划和设计,从而导致现有水系统的能源和资金消耗过大运行效率不高,规划中出现的诸多矛盾已经严重威胁了城市给排水系统,乃至城市系统的可持续发展,下面就当前城市给排水系统规划中的几个急迫}生问题提出一些想法。
二、城市给水管网设计要点
2.1管线设计
一般情况下,定线所用地形图至少是该城市最近的实测l: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现状管道的净距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:支管避让干绦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。
在住宅区给水设计时应注意: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。
2.2管网优化
给水管网优化设计是在已定线的情况下寻求管径与水力参数的最优化组合的解。在己定管线中,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。目前在给排水规划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。
三、城市道路排水设计要点
3.1雨水排水设计
在计算雨量时,对雨水管渠设计重现期的确定,应根据汇水地区性质、地形特点和气候特征等因素确定。用传统方法难以做到暴雨强度公式多个参数的直接优化。运用遗传算法的全局随机搜索技术和对目标函数的直接操作,可以避免使用多阶导数、直接推导与高阶方程的麻烦,提高了公式的精度;优化暴雨强度公式参数。重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区,特别是地势低洼的交叉路口的重现期的确定应酌情增加,一般采用3-5年。在城市市区或工厂内,由于建筑密度高,交通量大,雨水管一般采用暗管,在地形平坦区,可采用方沟暗渠排除雨水的方案,比较经济有效,且维护和管理方便。在郊区或建筑密度低的地区,可考虑采用明渠,可以节约工程投资,降低管道造价。此时道路雨水尽可能采用道路边沟,干管起始端利用道路的边沟排除雨水,通常可以减少暗管约1OO一150m,对减少工程造价是非常有意义的。
3.2污水排水设计
街道下的污水干管经常是在住宅小区规划没有完全确定的情况下布置的,即排水点位置并不确定。为了更好的衔接排水干管和支管,设计在排水干管上每隔一定距离接出连接管,设置于建筑红线外和伸人人行道,可以避免以后支管接入时破损路面,减少施工量和节省投资。为有利于区域内建筑物的就近排水,连接管的间距要根据需要,适当调整,避免浪费。管线设计时要注意避免与其他地下管线发生冲突。解决措施有:排水管线采用跌水井调节、采用局部增大断面的方式,确保过水断面不减少,当起点不影响排水和在特殊的情况下,可采用倒吸虹管。《室外排水设计规范》第3.26条规定:污水管道在设计充满度下的最小流速应为0.6m/s。污水管段中的流速不能满足以上规定时,应符合规范第3.29条要求,即在街道下,污水管道的最小管径为300ram,最小设计坡度为0.003。当管道坡度不能满足上述要求时,可酌情减小,但应有清淤防淤措施。为了尽可能地减少工程造价,在设计管道时在不违背规范和正常运行的情况下应减少管道埋深。在地势平坦,且管道起点(控制点)离市政污水管网的接人点距离较长的住宅小区或厂区,可以设截留池法来减少埋深。排水管道在敷设时遇到现状管道或与雨污水管发生交叉时,采用管道穿井法,既可减小管道埋深又不易堵塞。
四、结束语
城市给排水系统的综合规划,代表着给水系统综合优化管理的发展趋势,从全局最优出发来进行综合规划,将区域内的各种水资源、能源及全部供水设施和用水要求作统筹安排,经过优化计算得出一套最佳供水方案,以便合理开发利用区域内的水资源,充分发挥供水设施的能力,节省工程投资,降低供水能耗和费用。城市给排水系统的规划与设计是否合理将直接影响和制约城市的发展。要做好城市市政给排水规划设计,认真思考与解决现存的问题,寻求城市水资源的合理利用,在经济和技术方面满足社会发展的要求,实现现代化城市的可持续发展。
参考文献:
[1]胡平.浅谈城市市政给排水的规划设训[J]价值工程,2010(04).