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市政给排水设计存在的问题及设计策略探讨

来源:建材与装饰 作者:曹娟娟
发布于:2020-04-16 共3557字

给排水科学与工程概论论文优秀范文10篇之第七篇:市政给排水设计存在的问题及设计策略探讨

  摘要:给排水系统是现代城市的基础市政设施,该系统的设计效果很大程度上影响城市用水,需给予优化。本文以市政给排水设计存在的问题作为切入点,予以简述,再以此为基础,分析市政给排水设计策略,给出应用分流设计模式、加强给水稳定性、设计备用工作系统等内容,最后以模拟实验进行设计可行性论证。

  关键词:市政给排水设计; 给水稳定性; 分流模式; 备用系统;

  0前言

  给排水系统是为人们的生活、生产、市政和消防提供用水和废水排除设施的总称,消防系统也可纳入给排水系统之中,与给水、排水系统均作为独立工作系统。当前市政给排水设计存在一定问题,影响民众、各类组织的用水需求,也可能增加安全隐患,影响消防用水。本文就给排水系统设计问题和策略进行分析。

给排水

  1 市政给排水设计存在的问题

  1.1 排水与排污共道

  排水与排污共道的问题,可见于我国绝大多数城市,系指生活污水、雨水等共道排放。在非暴雨条件下,大部分排水系统可满足作业要求,当地区降水量偏大时,雨水和污水需共道排放,排水系统压力短时间内增加,有可能出现排水不畅的问题,导致都市内涝。此外,排水与排污共道设计还存在其他弊端,如无法准确评估管道内径、无法充分契合区域内排水需求、增加运维支出等[1].

  1.2 给水稳定性不足

  给水稳定性不足的问题相对少见,主要受到突发事件、用水量短时波动等不可控因素影响。如某地为开发区,给排水系统建设之初,设计的管道内径、分布特点等,能够满足当地5万户居民的使用要求,随开发区建设不断完善,大量工业企业和人口进入开发区,原有给排水系统难以满足供水要求,出现供水中断等问题,影响企业和民众用水。此外,材料选取不当的情况下,部分给排水系统管道也可能出现破裂、维护工作压力大等问题,降低给水稳定性[2].

  1.3 缺乏备用系统设计

  备用系统,是指应急供水系统,如建筑内消防系统,往往不可与常规给水系统进行共道设计。而常规给排水系统一旦出现故障,往往出现给水困难、中断或排水不畅的情况。一方面现代都市内土地使用情况较为紧张,无法为所有建筑提供两套给排水系统;另一方面,给排水系统的修护开支较大,在非必要情况下各地往往不会设计两套工作系统,这也加剧了给排水系统设计上的问题。

  2 市政给排水设计策略

  2.1 应用分流设计模式

  分流设计理念,最早提出于欧洲,西欧国家受到季风气候影响,降水量较大,因此设计雨污分流模式予以应对。我国国内采用分流设计模式的城市较少,但其经验可作为其他城市学习的参考。具体而言,建议各地在给排水设计的过程中分别考虑污水排放、雨水排放的需求,设计可独立工作的系统,在此基础上,为提升突发情况的应对能力,可进一步加强设计,为不同管道设计总阀。调取常规排雨、排污工作需求参数,确保独立作业的管道,可在正常情况下满足排雨、排污需求。非降水情况下,仅开放排污管道,进行城区污水的排放;出现强降水天气时,同步开放排雨管道,使雨水经独立导管得到排出。与此同时,在排雨、排污管道交汇处,设置总阀。当区域内短时间降水达到较高水平,或短时间产生了较多的生活污水,可开放总阀,同步应用两套工作系统进行排污、排雨。分流设计模式可应对都市内涝问题,具有较高的可行性[3].

  2.2 加强给水稳定性

  给水稳定性的提升,强调以客观数据信息为依托,拟采用智能设计模式,借助智能工作设备改善给水效果。如某地区准备改造给排水系统,当地用水量呈现缓慢增加、长期稳定的特点,每年度用水量均有小幅增加,与此同时,不同时间段的用水情况又存在波动,冬季、夏季用水量大,秋季、春季用水量小,为提升供水稳定性,可在所有用户终端设计流量监测仪,监测仪智能化进行工作,收集对应用户当日用水信息并通过远程通信的方式,将该信息传输至管理端。实现对当地用水信息的长期收集,获取其用水量变化情况作为后续供水活动的基础。假定当地平均每日用水量为X吨,智能流量监测仪在n个工作日内收集的参数,必定围绕X出现带有模糊线性特点的变化,呈现为一个数集:

  其中[X-n、Xn]是指n个工作日内当地用水的最小值和最大值。在相关数据的支持下,应确保当地给排水设计以每日提升Xn吨水作为最低标准。同时,结合历来年的工作信息,确定该地每年用水增加量,假定其为1.5%.则下一年度给水系统作业能力,应达到每日101.5%Xn吨的水平。设计给水系统工作时间为5年,则需要进一步进行迭代,在每年用水量的基础上增加1.5%,累计5年。以最终结果作为给水系统设计标准,进行当地给排水系统的重新改造。

  给水稳定性的增加,还体现在具体工作环节,如我国部分地区采用的水箱供水和远程供水结合模式,居民可通过水箱、远程供水系统获取生活用水,如果水箱或远程供水系统出现水资源枯竭、故障等问题,无法满足用水要求,也可通过另一个供水系统临时维持用水需求。该模式可提升区域内供水稳定性,但施工建设成本较高、技术较复杂,适用性上存在不足。

  2.3 设计备用工作系统

  备用工作系统包括给水备用系统、排水备用系统和综合备用系统三类。给水备用系统,是指为提升给水能力设计的备用管道和附属工作单元,适用于用水量较大且具有独立排水系统的区域,如工厂等。该系统的作用在于,为某些特殊组织提供充足水源,避免因水源不足导致的生产中断等情况。如某工厂位于城郊地带,拥有独立排水系统,可满足高负荷模式下的排水需求。该工厂每年夏季作业繁忙,用水量大,可在其常规给水系统的基础上,设计一套备用系统,备用系统的作业能力(主要为供水能力),应达到常规作业系统的50%以上。在春季、秋季和冬季等淡季,工厂以常规作业系统进行供水,进入夏季后,启动备用系统进行辅助,企业可获取足够的生产用水,其独立排水系统也可满足排污需求。

  排水备用系统适用于存在较大排水作业需求,供水能力相对理想的区域,如大型企业以及其生活区、大学城等。上述区域存在用水量阶段内激增的特点,供水系统基本可满足工作要求,但排水系统可能在短时间内出现负荷骤增问题。可在其常规排水系统的基础上,设计备用系统,作业模式与给水备用系统相似,均强调阶段性开放,以减少运维开支。综合备用系统是指兼具给水备用系统、排水备用系统的综合设施,适用于存在改造需求的老城区、大城市居民区等,上述区域给排水工作的特点在于用水量和排水量相对稳定,且呈现出给排水系统压力逐渐增加的趋势。如果大规模进行地下改造、管道改造,耗资较大,且可能扰动周边建筑。可在地区原有给排水系统的基础上,分别建立给水备用系统、排水备用系统,工作方式上,与独立给水备用系统、独立排水备用系统相同,如果区域内的用水、排水需求快速增加且维持稳定,备用系统也可长期投入使用。

  3 模拟分析

  3.1 模拟对象

  选取某老城区作为模拟对象,采用参数模拟法,借助计算机建立分析模型,可变参数为阶段供水量、供水总量、阶段排水量、排水总量,观察指标为供水是否中断、排水是否异常。为保证分析效率,所有参数均取固定值,不考虑管道老化和阶段内用水波动、其他原因导致的系统故障影响。应用分流设计模式,同时加强给水稳定性,设计备用工作系统,作为实验组,另以收集所获当地原始工作信息作为对照组。

  3.2 模拟过程和结果

  模拟进行160次,分为两组(实验组和对照组),每组80次。实验组模拟又分为四个阶段,第一阶段默认阶段供水量、供水总量、阶段排水量不变,调整排水总量,使其超过当地排水总量,观察排水是否异常。第二阶段默认阶段供水量、供水总量、排水总量不变,调整阶段排水量,使其超过当地阶段排水量,观察排水是否异常。第三阶段默认阶段供水量、阶段排水量、排水总量不变,调整供水总量,使其低于当地供水总量,观察供水是否中断。第四阶段默认供水总量、阶段排水量、排水总量不变,调配阶段供水量,观察供水是否中断。对照组实验方式与此相同。结果上看,实验组出现1次供水异常,无排水异常,对照组出现7次供水异常、14次排水异常。两组差异明显。

  4 总结

  综上,市政给排水设计中存在一定问题,针对问题分析设计策略具有一定的可行性。问题上看,排水与排污共道、给水稳定性不高、缺乏备用系统等,影响了市政给排水系统作业能力。可在后续工作中,应用分流设计模式,同时加强给水稳定性,设计备用工作系统。模拟分析中,采用实验室条件进行分析,结果表明智能技术、分流模式和综合设计的运用,可提升市政给排水系统作业能力。

  参考文献
  [1]刘旭来。市政给排水管道工程设计中对施工问题的策略研究[J].工程技术研究,2019,4(16):190-191.
  [2]顾秉谦。关于市政给排水管道工程设计中对施工问题的策略分析[J].建材与装饰,2019(11):91-92.
  [3]孙开蓓。市政道路给排水设计及其规划中存在的问题与改进策略[J].科技创新导报,2018,15(12):23-24.

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作者单位:贵阳建筑勘察设计有限公司
原文出处:曹娟娟.市政给排水设计存在问题以及设计策略探索[J].建材与装饰,2020(08):105-106.
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