導語：市政排水管網(wǎng)科學性優(yōu)化設計論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:針對目前市政排水管網(wǎng)設計過程中存在的問題，文章通過分析研究市政排水管網(wǎng)優(yōu)化設計的重要性以及問題發(fā)生原因，提出了進行科學性優(yōu)化設計的應用要點。其目的是為相關建設人員提供一些理論依據(jù)。

關鍵詞:市政排水管網(wǎng)系統(tǒng)；雨水利用；污水處理；工程量控制

隨著城市現(xiàn)代化發(fā)展進程的不斷加快，采用傳統(tǒng)市政排水管網(wǎng)的設計方法已經(jīng)很難滿足人們對其具體應用的效果需求。而排水管網(wǎng)的設計建設又是市政工程建設的基礎設施，其服務質量不高，在很大程度上阻礙了城市現(xiàn)代化快速發(fā)展的進程。基于此，相關設計人員應在明確當前市政排水管網(wǎng)在設計過程中存在的問題基礎上，從實際情況出發(fā)，對管網(wǎng)系統(tǒng)進行科學性優(yōu)化設計。其中設計存在的問題有:缺乏系統(tǒng)合理的規(guī)劃設計、系統(tǒng)設計標準相對落后以及沒有實現(xiàn)排水管網(wǎng)設計的細化。

1研究市政排水管網(wǎng)優(yōu)化設計的重要性

市政排水管網(wǎng)系統(tǒng)是城市進行現(xiàn)代化建設的產物。然而，隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展水平的不斷提高，生產建設的形式也處在不斷調整的狀態(tài)。具體來說，城市道路的不斷擴展、舊城區(qū)的改建以及新開發(fā)區(qū)的建設等，都需要在原有排水管網(wǎng)的基礎上進行新建，這就使得市政排水管網(wǎng)的普及率呈現(xiàn)出逐年增長的發(fā)展狀態(tài)。然而，在實際建設的過程中，由于其施工作業(yè)復雜性以及影響施工質量的因素較多，使其很難滿足城市居民對其的應用需求。目前，市政排水管網(wǎng)的應用缺陷主要體現(xiàn)在:排水管網(wǎng)的設計不合理，使得雨水與污水進行合流，從而導致污水得不到有效處理;設計與實施內容不一致，嚴重影響了污水處理技術的應用效果;城市污水直接排入河道，造成了嚴重的水體污染;市政排水管網(wǎng)的建設沒有實現(xiàn)與污水處理廠的有效配合，致使二次污染的現(xiàn)象發(fā)生。上述這些問題，都使得現(xiàn)有的市政排水管網(wǎng)設計達不到實際的使用要求。基于此，相關建設人員應在明確排水管網(wǎng)設計過程中存在的問題基礎上，通過具有適用性的優(yōu)化設計手段，來提高市政工程建設的作用效果［1］。

2市政排水管網(wǎng)設計過程中存在的問題

2．1缺乏系統(tǒng)合理的規(guī)劃設計

市政排水管網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃設計缺乏合理性，是相關建設人員沒有將其重視起來的原因。具體來說，系統(tǒng)設計人員進行雨水流量計算時，僅依靠簡單的綜合徑流系數(shù)和初始匯流時間即全權代表了復雜的下墊面情況，而不考慮由于地形地貌、各地塊開發(fā)后用地形式的區(qū)別、地面建筑的不同等影響因素，使得排水管網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃設計不合理。另外，由于設計人員往往根據(jù)現(xiàn)有的地塊規(guī)劃進行設計，例如地塊規(guī)劃到2020年，排水管網(wǎng)設計就到2020年，而非根據(jù)排水管道的使用壽命來確定系統(tǒng)設計年限。由于缺乏一個中長期的目標，我們的排水系統(tǒng)很難應對快速城市化帶來的污水量的快速增加、以及可能的降雨強度的增加、未來海平面上升帶來的影響等情況。更不用說有一些城市的片區(qū)甚至沒有進行整體的排水管網(wǎng)規(guī)劃，這就使得市政管網(wǎng)系統(tǒng)的走向、管徑、高程等無法進行有效的銜接統(tǒng)一。

2．2系統(tǒng)設計標準相對落后

現(xiàn)階段，我國大多數(shù)城市對市政雨水管網(wǎng)的設計標準仍停留在一年一遇至三年一遇，而隨著城市的現(xiàn)代化建設，這一簡單的設計標準很難滿足人們對雨水排放、污水處理以及雨水利用的需求。例如，市政道路兩側地塊因迅速硬化而被利用，這就對原有排水管網(wǎng)的雨水排放方式造成了影響。即地表的徑流系數(shù)不斷提高，城市降雨很難快速滲透到地下，這就導致本應是地表水的雨水積存于路面，進而造成市政道路出現(xiàn)水浸街等內澇問題。尤其是在目前，全世界面臨的氣候條件變差所帶來的強暴雨天氣，嚴重影響了城市居民出行的安全性。此外，市政排水管網(wǎng)系統(tǒng)在進行雨水排水設計過程中，沒有充分考慮城市的水循環(huán)系統(tǒng)建設。具體來說，沒有給雨水設計出蓄存的空間、排泄的通道，這就在很大程度上增加了市政排水管網(wǎng)的負荷［2］。

2．3沒有實現(xiàn)排水管網(wǎng)設計的細化

由于市政排水管網(wǎng)容易受諸多因素的影響，相關建設人員只能通過盡可能的細化，來提高系統(tǒng)應用的針對性。然而，在實際設計過程中，設計人員沒有將細節(jié)問題重視起來。例如，設計資料不齊，會影響設計的參數(shù)指標計算結果;管道坡度的控制合理性不夠，會影響管網(wǎng)系統(tǒng)的排水功能;管線過街的預留設計效果不好，會使其與其他管線發(fā)生不必要的沖突。由此可見，市政排水管網(wǎng)系統(tǒng)沒有進行合理的細化設計，將在各個應用方面影響其功能作用的發(fā)揮。針對這一問題，隨著計算機網(wǎng)路技術水平的不斷發(fā)展，可將其應用于市政排水管網(wǎng)系統(tǒng)來進行細化設計。然而，由于重視力度不夠，一些先進的計算機科學領域技術內容，并沒有用于解決排水管網(wǎng)的設計水平低下問題［3］。

3市政排水管網(wǎng)的科學性優(yōu)化設計要點

3．1排水管網(wǎng)的平面設計要點

要想實現(xiàn)市政排水管網(wǎng)的科學性優(yōu)化，相關設計人員應將工程量最小、節(jié)能減排以及水流暢通作為實際布置的原則。首先，在進行定線設計過程中，要將系統(tǒng)的干管支管按照直線布局的基本原則來保證設計的合理性。而且，在設計時，還要把排水管網(wǎng)所在區(qū)域的地勢條件充分地利用起來，這就可以減少管道埋深及工程造價，避免不必要的高程提升。其次，市政排水管網(wǎng)的設計，應劃分合理的管道埋深范圍，在必要的時候通過管道中途提升泵站來避免大量的深埋管道，節(jié)約綜合造價。最后，對于管網(wǎng)設計方案的選擇，可在假定管徑相同的情況下，以挖方建設所產生的費用作為依據(jù)。這樣一來，就能對一初始設計方案進行具有針對性的調整，即引入排水線的觀念、動態(tài)規(guī)劃法求解等。然而，這一設計選擇方式，很容易將最優(yōu)的市政排水管網(wǎng)設計方案排除在外。基于此，相關建設人員可把排水管網(wǎng)中所有布置點形成設計決策圖，在此基礎上選擇出來的系統(tǒng)設計方案將更具使用性。

3．2環(huán)剛度的優(yōu)化設計要點

在對市政排水管網(wǎng)系統(tǒng)進行埋地設計的過程中，環(huán)剛度是抗外壓負載的綜合參數(shù)，其決定了系統(tǒng)能否長期處在安全運行的狀態(tài)下。因而，環(huán)剛度的設計是保證管網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的關鍵，相關建設人員應將其重視起來。其優(yōu)化的設計要點在于環(huán)剛度的選擇，具體來說，如果管道材料的環(huán)剛度太大，就會在很大程度上造成材料以及成本的浪費。反之，如果太小，排水管道的材料就容易因變形過大或是壓屈失穩(wěn)等問題，給系統(tǒng)運行造成不同程度的破壞。此外，市政排水管網(wǎng)系統(tǒng)受外壓負載的影響較為復雜，其主要作用的是地面產生的靜負載以及土壤的實際重量。具體來說，外壓負載下管道材料和管線所在土壤是呈共同的作用狀態(tài)，即共同承受系統(tǒng)外部的壓力負載。由此可見，環(huán)剛度的優(yōu)化設計要根據(jù)敷設后，排水管道周圍的土壤情況來進行針對性設計。

3．3設計算法的應用要點

以污水廠的設計算法為例，相關設計人員采用了最小費用的生成樹科學技術，將Dijkstra算法引入到市政排水管網(wǎng)的優(yōu)化設計過程中。這樣一來，生成樹技術的權值就能隨著管段的埋深、流量以及長度進行不斷變化。在此情況下，設計人員就能實時獲得水流在排水管網(wǎng)中的流動方向。而采用以往平面布局的優(yōu)化設計方法，即有向圖方法，則沒有一定的應用穩(wěn)定性。由此可見，無向圖的變權值Dijkstra設計算法，真正實現(xiàn)了科學性的優(yōu)化設計。相關研究表明，市政排水管網(wǎng)的優(yōu)化設計，應用該算法將具有處理信息量、計算速度快的特點。

4結束語

綜上所述，市政排水管網(wǎng)的優(yōu)化設計是一項復雜而有序的技術內容。由于我國大部分城市的排水管網(wǎng)設計仍處在受諸多因素影響的狀態(tài)，對其進行科學性的優(yōu)化設計，已經(jīng)成為業(yè)內研究人員必須要解決的問題。事實證明，在實際優(yōu)化設計的過程中，要將實現(xiàn)市政道路環(huán)境的協(xié)調效益、城市建設的經(jīng)濟效益以及服務于民的社會效益作為設計目標，只有這樣才能使市政排水管網(wǎng)的設計發(fā)揮出施工建設的作用效果。因而，相關建設人員應將排水管網(wǎng)的平面設計、環(huán)剛度的優(yōu)化設計以及算法科學性的優(yōu)化設計，作為實際應用的要點。這是保證我國城市現(xiàn)代化發(fā)展進程始終保持快速穩(wěn)定狀態(tài)的關鍵，業(yè)內人士應將其重視起來。

作者:吳瑩瑩 單位:上海林同炎李國豪土建工程咨詢有限公司

參考文獻:

［1］吳珂，朱磊．市政排水管網(wǎng)設計要點分析［J］．科技信息，2013(02):390．

［2］鄭鳳宜，張磊．市政排水管道改造設計思路研究［J］．科技資訊，2013(10):74－75．

［3］高磊．分析市政給排水管線優(yōu)化設計［J］．黑龍江科技信息，2015(08):165．