李崇武1 方博2
武汉市规划研究院 湖北省武汉市 430010
摘要：为了满足城市的给排水需求，防止内涝、缺水等问题出现，文章首先分析了给排水管网系统的节点连续方程、水头损失方程、能量方程等计算理论；随后从排水体制的选择、管网平面布局方式、管网竖向布局方式等方面分析了给排水管网的平面布置方式，提出给排水管网优化设计的参数选择原则；最后以经济性为目标函数，以年费用折算为计算指标，得到确保各管道初始流速、管径、跌水等达到最优组合的计算模型，研究成果可以为类似给排水管网优化设计项目提供一定的理论指导。
关键词：市政给排水；规划
引言
当前，随着城市化发展越来越快，市政建设不断加强，城市用水越来越受到人们的重视。只有不断加强城市给水工程建设，推进给水工程的完善，才能满足城市人们的生活和工作需要，因此需要对城市给水工程建设不断提高重视程度。
1给排水管网设计概述
给排水管网设计是指在良好的设计理念、设计方法等要素支持下开展的给排水管网设计工作，可为其设计方案确定提供专业支持。为了完成给排水管网设计工作，获取参考利用价值大的设计方案，需要对其相关内容有所了解。（1）通过对设计工作落实效果科学评估、设计人员专业优势充分发挥及设计理念及时更新的综合考虑，可使给排水管网设计质量更可靠，有利于实现其科学设计目标，促使给排水管网在市政给排水管网中能够得到充分利用。（2）严格把控给排水管网设计方案的形成过程，处理其中的细节问题，通过对设计要点进行科学分析和思考，可使给排水管网设计工作开展能够达到预期效果，为市政规划建设事业发展中带来更大的促进作用。
2市政给排水管线运行现状
2.1系统老化
当前，我国大部分城市相关给排水配套设施无法实现现代化、系统化建设。给排水管网系统是市政给排水管线设计中非常重要的部分，但是当前该部分存在应用性能不够完善等问题，有些城市甚至还在使用20世纪遗留的给排水管道。这些管网老化现象严重，并且接口处存在破损、渗漏等问题，严重影响了给排水的效率，使得给排水系统无法充分发挥其作用。
2.2防洪排涝能力较低
作为市政工程建设施工中的关键环节，给排水系统设计的施工质量会直接影响城市建设的整体效果。然而，部分设计人员在规划市政给排水管线过程中没有使给排水工程具有较好的防洪排涝功能，这直接降低了给排水工程的整体功效，使给排水工程和城市中其他的建设项目无法达到协调统一的状态，一旦出现暴雨天气，就会严重冲击到城市的给排水系统。如果相关设计人员不能确保工程建设发挥其基本作用，在暴雨天气状态下不仅会影响人们的出行，还会威胁到人们的安全。
3市政给排水管线优化设计措施
3.1材料设计
材料设计是管道设计过程中较为重要的一个部分[3]，材料质量与管道工程质量有着密切的关系，目前给排水管道工程建设较为常用的管道材料为铸铁管，这种管道材料具有较强的稳定性，可以对管道压力流速进行一个有效的控制，主要原理在于通过压力变化调控管道水体的流动情况。在设计的时候，侧重考虑冰冻线的位置，通过数据分析判断管道负荷承载能力大小，保证管道整体性能满足工程运行需求。
3.2城市市政供水管线系统设计
在城市给排水系统设计过程中，城市给排水管网设计是重要的内容，决定了城市给排水系统的设计质量。具体城市给排水管网设计过程中，应做好对城市整体用水需求分析及整体规划分析，并合理控制城市给水及排水管道设计。城市排水管网设计过程中，设计线路应力，减少管材使用量，在管道设计过程中应用穿越最少原则，使供水管道穿越街道、穿越障碍物数量最小。
城市排水管网设计过程中，对管道间距进行合理设计，通过对管道间距进行合理设计，保证管道间距设计质量更高效，提升管道间距设计效果，保证管道设计质量。在实际工程设计中，管道间距离设计是重要的设计环节，其管道间距设计为500~800m之间，具体设计根据管道穿越街区地下管线情况而定。
3.3优化设计参数选择
城市给排水管网一般包括若干管道，每个管道并不是孤立存在的，上游管道水力计算参数往往会对下游管道优化设计产生一定程度的干扰。要实现整个给排水管网效率最大化，不能只分析某一个管道参数，应当确保各初始流速、管径、跌水等达到最优组合，具体原则如下：第一，坡度和流速平方呈正相关关系，流速大一定会引起坡度增加，从而导致管道埋深大，增加管网造价，故设计较小流速；第二，在符合给排水能力与流速的情况下，要对大管径和小管径进行技术性和经济性比选；第三，对于给排水管道埋置深度小于规范要求的最小埋深地段或地形陡峭地段，应设计跌水。
3.4完善设计标准
为了实现对给排水管网的科学设计，增强给排水系统在市政规划建设中的应用效果，需要完善相应的设计标准。（1）提高给排水系统的验收标准，在科学的设计理念执行下，通过充分考虑管网布局状况改善、设计思路拓宽及设计工作高效完成等方面，逐渐提高给排水管网设计标准，为具体工作开展提供科学指导，给予给排水系统在市政规划中的运行效率提高、功能完善等更多保障。（2）当给排水管网有着良好的设计标准后，有利于细化相关的工作流程，合理设置使用水供给系统、雨水排出系统及排污系统，健全给排水管网体系，促使相应的系统能够处于良好的运行状态，为市政规划建设事业发展奠定坚实的基础[1]。
3.5下管施工
下管施工之前，需要做好各个环节的连接工作，认真检查管道材料质量情况，看看管道材料是否存在孔眼漏洞、裂缝等情况。如果管道存在一定的问题，需要对问题管道进行及时的修补和更换。在对管道接口处进行施工的时候，需要注意断面流水情况，要及时处理这类问题，不然会因为水流的长期作用导致接口处凸出，容易使管道内部杂物堆积造成堵塞，影响管道的正常排水[2]。
3.6供水管道设计
施工设计过程中，对供水管道进行流量分配设计，按照不同的管道口径设计不同的管线流速，保证管线供水更合理。DN=100~400mm管道平均经济流速控制在合理范围内，DN≥400mm管道平均流速应进行合理控制，通过管道流速的合理控制，保证城市给排水管道工作效率更高。通过管道合理设计，保证城市用水工作效率更高效，提升城市用水质量。实际设计中对管道流速进行设计，通过对区域内的使用水量调查整体系统的管道用水量，并计算水箱和储水池容积[3]。
3.7优化调整区域方案
在市政给水设计中，对于管网分区方案在制定之后，还应该进行检验，对于给水工程进行模拟演示，使得方案可以不断优化，找出方案中不合理的地方及时改正。在实际优化贵哦成中，应该以管道、闸断设置都作为检验的重点，在优化过程中要充分考虑到管网中的死水对水质的影响，从而在输水过程中可以施加压力，使得管网末端的水可以流动，设置必要的排水设备[4]。
结束语
综上，在市政给水设计过程中，输水方式和网管分区方案在选择过程中，对于整个给水工程的稳定性和安全性有着直接的影响，在实际选择方案过程中，还应该结合经济因素，技术因素等，结合供水厂与城市的距离、供水路线等进行网管分区的划分，使得城市供水不仅可以稳定安全，还应该保证经济效益，保证水资源利用率的提升[5]。
参考文献：
[1]朱荣华.现代城市市政工程中的给排水设计探究[J].智能城市,2021,7(06):69-70.
[2]王玉丽.现代市政道路给排水管道工程的设计与施工探讨[J].全面腐蚀控制,2021,35(03):49-50.
[3]陈庆华.市政给水设计中输水方式及管网分区探讨[J].绿色环保建材,2021(03):92-93.
[4]周学炯.市政给排水管网设计的相关要点[J].智能城市,2021,7(05):63-64.
[5]蒋奇,谢云中,游玮.市政给排水管线设计的优化措施[J].工程技术研究,2021,6(03):226-227.