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摘要：近年来，随着城市建设进程的加快，城市给排水管网作为重要的基础设施建设取得了长足的进展，但随着给排水管网的不断密集和延伸，以及城市建设规模的不断扩大，很多城市给排水管网由于历史原因，存在许多不完善的地方，迫切需要对包括现有设施的改扩建和优化完善，提高给排水的使用效率和效果。本文就当前城市给水管网系统方面存在的问题有针对性地提出了具体的优化设计措施，旨在进一步改良城市给排水管网的运行效果。
关键词：城市给排水；管网系统；优化
1 城市给排水管网优化设计原则
城市管网主要包括给排水、供气、供暖等管道系统。在这些管道系统中，给排水管网数量最大，工程结构也是最为复杂，贯穿于城市地下各个角落，是市政管网系统中的重要组成部分。给排水管网主要有管道、泵站、水塔等设施构成。排水管网的线路设计、管网材料的使用以及设备配置等都对整个给排水系统的优化效果产生重要影响。
1.1 优化设计的前瞻性
城市给排水管网的优化设计要兼顾城市总体发展规划，合理确定城市的近、中、远期供水量以及规划布局给排水干管系统，只有这样，给排水管道工程建成后才能既满足当前的城市发展的现实需要，又能满足未来城市规模扩大后的发展需要。
1.2 优化设计的针对性
要结合城市给排水现状，对管网及其运行中所存在的问题进行实地调查，深入分析，有针对性的解决城市给排水系统现实存在的主要问题。随着社会不断发展，越来越多的农村人口涌向城市，城市规模越来越大，城市管网所承担的压力也不断增加。因此，在优化城市管网设计时，要结合本地城市发展的现实情况和周围环境，设计出合理的给排水方案，能够更好的为城市发展和人们的生产生活服务。
1.3 优化设计的实用性和经济性
要本着安全可靠的前提下，力求节省投资，降低能耗，以满足供水需求和管网运行的安全，提高给排水管网的实际可操作性。在进行设计的时候，设计人员应该根据实际的需要来选择管径和管材，这样才能更好的达到物尽其用的效果，同时也能更好的保证管道的使用效率达到最大，最终实现优化设计的实用性和经济性。
2 城市给排水管网优化举措
2.1 给排水管线布局优化
给排水管线的布局优化就要从管线方案的设定，管线材料的使用以及设备型号配置等等。在优化布局设置时，要充分考虑城市发展整体规划，考虑系统的可扩展性，既要立足当前，也要着眼长远。在给排水管线布局设计上还要兼顾系统维护、检修的便捷性，选择线路简短和高效，在管网设计方面采取环状结构，并进行环、枝结合。配水管网宜布置成环状，供水要求不高时，可为树枝状，等到将来城市发展带动用水量增加时，再连接成环状。
2.2 现有管网的优化
随着城市化进程的加快和城市建设规模的扩大，原有的老旧管网需要进行升级改造。
例如当原有的城市道路功能发生改变时，其地下给排水管网的埋藏深度就需要重新计算，尤其是在特殊情形下还需要对现有管网进行迁移，以避开管线上方道路和高层建筑的压力。当前城市给排水工程出现的质量问题许多是由给排水管道材料所导致。因此，在对现有管网进行优化改造时，在选材方面要尽可能选用承压力强、抗腐蚀的金属管及钢塑复合管替代原有的镀锌钢管及灰口铸铁管等，以减少爆管的发生率。
2.3 给排水系统应急处理的优化
随着城市交通压力的增大，老旧管网时常出现爆管等突发事件，在优化管网设计时还要充分加强给排水系统应急处理机制的优化，满足城市发展的现实需要。随着信息技术在各个领域中的广泛应用，加强给排水应急处置离不开信息化支撑。因此，应加强给排水系统的信息化投入，为工程施工提供最新的管网信息，建立严密的监测系统，准确统计城市污水管道负荷，及时发现管道淤积和渗透泄漏，预防重大污染事故发生。
2.4 给排水系统排污功能的优化
在进行排水管网的规划时，要把雨水、污水的收集、处理和综合利用结合起来，优化雨污分离给排水系统，采取完全的分流制系统。城市雨污分流的改造可以按照以下程序进行：首先是做好前期调查，对城市给排水系统以及各单位、小区等内部系统进行详细调查，掌握准确信息。其次是做好排污源头改造，把居住小区及单位内部的排水系统进行雨污分流改造，改造后的污水管网直接与城市污水管网相连接，使雨水管道不再有污水纳入。
2.5雨水排水设计
城市雨水排水设计是当前城市给排水管网需重点研究的问题之一。在对城市雨水排水进行设计时，首要考量当地的降雨量和城市的地形特点。降雨量、地形因素的不同，从而导致雨水排水设计存有根本性的差异。此外，还需要考量到雨季时节高密度的降雨，如持续性的暴雨天气，城市的雨水排水系统是否能有效的进行排水，避免低洼地区长时间积累大量雨水。不言而喻，相对于低洼的区域，平坦的地形更有利于排水，雨水集中量较小，而在工程施工、运行及维护方面也更具有便捷性。在具体工作中，可采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，提高计算的精准度、正确度。传统的计算方法，已然难以满足对多种参数的统筹兼顾，而参数优化不当，无疑会导致整个雨水排水设计工作受到影响，最终影响到城市的雨水排水系统运行。区域的雨水排水应做好分门别类的设计，如十字交叉路口、高密度建筑区、交通量大且地形较为低洼等，应在这些重点区域针对性的提高其重现期。此外，由于人口密度大和其他城市基础实施的影响，为保障群众的出行安全及交通状况，应在这些区域设置暗管排水。相对于市区而言，城市郊区及人口、建筑不是特别密集的区域，可设置为明渠排水。从经济角度出发，明渠排水成本投入较低，而维护其运行也较为容易。一般情况下，可在低洼的路段两侧修建边沟，利用边沟排水。两相比较，明渠排水可有效降低或减少暗管100-150m，这对于城市基础建设的经济效益具有十分积极的作用。
3 结语
城市市政给排水系统是一个复杂的系统性工程，也是城市道路设计的重要组成部分，在优化城市给排水管网设计时，既要立足当前，考虑给排水管网优化设计的针对性、实用性和经济性，又要与城市的发展规划相结合，考虑优化设计的前瞻性。妥善处理好城市发展中可能面临的水资源、水环境、水灾害等难题，使城市发展走上更加科学、合理的发展之路。
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