摘要：城市给排水系统是城市建设与发展中至关重要的一个因素。本文针对当前城市给排水系统中暴露出的一系列问题进行分析，总结出用水量估计不准确、输水方式选择不合理、管网布局不合理、系统能耗较大等主要问题，并提出加强水量计算、综合选择输水方式、优化管网布局方案、从不同环节降低系统能耗等相应的解决方案。本文所论述的内容对城市给排水系统的设计具有一定的指导意义。
关键词：城市给排水系统；输水方式；改进措施
随着当前我国城市化建设的步伐愈发快速，针对基础设施建设的要求也越来越高。城市给排水系统由于起到调控整个城市用水与排水问题的作用，成为城市建设中至关重要的一环。良好的给排水系统能够保障城市生活用水的正常供给与生活污水、雨水等的合理排放，提高给排水效率，降低水资源浪费。城市给排水系统建设存在问题可能影响千家万户的正常生活，从而影响社会安定。虽然随着科技水平的不断发展，我国在基础设施建设方面已经取得了巨大进步。然而，目前大多数城市的给排水系统仍然存在很多的问题。例如下暴雨时排水不畅导致城市道路以及其他区域出现大面积积水，影响道路交通；城市给排水管道布置不合理影响城市地下工程的进一步发展；城市排水管道布控复杂使得维修成本加大等等。如今我们需要以正确的态度对待已经出现的问题，严谨分析问题背后存在的原因，从而才能够针对不同问题提出合理的解决措施，以期提高城市及排水系统的设计安全性与质量，使城市给排水系统更好地发挥作用，为千家万户的生活带来便利。
1 城市给排水系统设计中存在的问题
1.1 对用水量的估计不准确
城市给排水系统主要是通过取水泵在城市附近河流进行采集水资源，通过对水资源的沉淀、过滤与净化得到工业用水或居民生活用水，并通过吸水井、给水管网系统输送到千家万户。进行城市给排水系统设计的一个基础且至关重要的参考因素是城市不同区域的用水量的多少。对用水量的估计与计算不合理将造成后期给排水系统的设计出现问题。主要体现在对于不同区域居民生活习惯与工业生产用水情况把握不足：（1）居民在高峰期与平时用水量情况存在差别。（2）工业用水量也会随着该区域工厂性质、工厂作业时间的不同存在差异。（3）城市区域的发展情况不同用水量也有所不同。只有借鉴有效信息、合理计算区域用水量情况，才能为城市给排水系统的设计提供有效参考。
1.2 输水方式设计不合理
输水方式设计是否合理对给排水系统的供水、排水效率以及运营管理具有很大影响。目前几种主要的输水方式包括（1）重力流输水：主要依靠水流自身的重力引导传输，输水路线的选取需要考虑地势特点与变化趋势；（2）压力流输水：在外界水头压力的作用下可任意改变水源的位置，从而便捷地实现为城市提供生活与生产用水的目的；（3）混合式输水：采用重力流与压力流输水相结合的方式，根据工程实际灵活选择。目前城市给排水系统的设计中，多数是采用重力流输水，此种情况下会过多导致水资源浪费的问题。城市区域内，较多采用压力流输水的输送方式，此种情况下会出现设计经济性差的弊端。对于输水方式的选择，要谨慎分析不同区域用水情况、结合多方面因素进行详细的分析与计算，方案的选择应平衡输水效率与输水成本的关系。
1.3 给排水管网布置不合理
给排水系统作为城市基础设施建设的重要部分，与其他市政基础设施例如天然气管道、用电线路之间存在较为密切的联系。城市地下或建筑结构中各类管网交错，布局复杂，为后续维修以及城市地下空间工程的发展带来影响。且管网杂乱也会造成一定的安全隐患。所以城市给排水管网的分布设计要综合考虑其他市政设施的布置，与之合理融合，才能够方便定期检查与维修。
1.4 对城市给排水系统能耗较大的问题不够重视
在我国，水行业在规划、建设中一直处于相对独立的状态，故城市及排水系统的能耗问题未能引起足够重视。近年来，由于不断出现区域可利用水资源短缺、水资源污染严重等问题，许多城市开始研究如何利用非常规水源、异地调水的方式来缓解水资源短缺的压力，并以期达到保护水资源的目的。这些方法都在一定程度上加大了给排水系统的能耗。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆数据显示，不同给排水环节的能耗有所不同，其影响因素也不尽相同。城市给排水系统中取水环节、污水处理环节、雨水储蓄环节以及生活热水供应供暖制冷等环节能耗相对较高。
2 城市给排水系统设计的改进措施
2.1 加强区域水量规模计算的准确性
城市给水工程规划通常以水量预测为基础，城市水量规模是否可以满足当前城市的发展需求，直接关系到水资源工程布局以及对水资源的合理利用，关系到工程建设是否可以顺利进行。水量计算包括对城市总体规划、城市现阶段用水情况以及城市污水量等进行预估。《城市给水工程管理规范》为水量的估算提供了一个参考依据。但随着经济的发展，城市建设日趋复杂化、城市人口越来越多、工业发展生机勃勃，这些因素的存在都使得城市水量规模产生了不同程度的增长，故对于水量规模的计算还需要结合城市自身情况，多方面调研与分析，从而对城市水量规模有一个较为合理的估算。
2.2 综合选择输水方式
在确定输水方式之前要进行水利条件的计算。明确水源与水厂水文的数据特点、精确分析输水量与输水距离等相关参数、输水路线的坡度情况等，进行压力与重力参数计算。其次，输水方式的确定还应考虑成本投入的因素，权衡成本与输水效率之间的关系最终确定适合的输水方式。
2.3 建立与优化城市给排水管网分区方案
城市给排水管网应和城市规划相协调。如建设相配套、规划互相协调以及管理相互统一等，因此规划中应特别注意管网配套、污水处理能力之间的协调增长等，确定规划期以内水网设施建设规模、具体的运行管理方案等。传统管网设计仅仅考虑经济成本因素这一个指标，不能够充分考虑工程中安全性与实用性要求。所以给排水管网的设计需要进行区域的划分、确定区域水资源配给情况，初步建立分区与布置方案。在考虑安全性、节约性的要求上，对管网分布进行整体优化。在管网设计的目标优化过程中，加入水利条件约束与管网实际运行情况的要求，建立多目标优化方案。其次，城市还应相应完善管网管理信息系统，检测管网安全与可靠性，方便对管网进行管理。
2.4 采取降低能耗的措施
在经济技术可行的情况下，对给排水的各个环节进行节能处理，从而降低给排水系统能耗。例如，取水环节中，尽量较少长距离输配水或深井取水这类高能耗工程。在配水环节中尽量降低管网的平均压力以及分区配水的面积。在污水处理环节中，加强管网智能化管理水平，自动检测污水水质情况，提高污水收集到效率，可适当增加污水处理厂的规模，对工厂排放的污水进行严格检查与管控，保证进水水质在一个可控制的范围内。对于雨水储蓄环节，尽可能使用人工湿地等蓄水手段降低给排水能耗。
3 结论
城市给排水系统在城市正常运行中发挥着巨大的作用。由于技术发展水平的不到位，我国城市给排水系统存在着一系列的问题，直接导致城市供水与排水效率低、水资源消耗大等问题，影响城市系统的长期稳定发展。城市给排水问题成为我们急需关注、了解与解决的问题。在给排水系统的设计过程中消除部分问题成为从源头上解决问题的一个方法，对此，我们必须展开深入分析与研究，解决以暴露出的一系列问题，保证城市给排水的正常运行。
参考文献：
[1]崔乾华.城市给排水设计存在的问题分析与设计对策[J].工程技术研究，2018（09）：233-234.
[2]魏东升.对城市给排水系统规划与设计存在的问题及对策[J].经贸实践，2017（24）：44.
[3]郝士博.城市给排水系统能耗调查及评估[D].东南大学，2017.
[4]潘广源.城市给排水管网优化和管理系统的开发[D].北京工业大学，2012.
[5]魏静.基于改进NSGA2算法的给水管网多目标优化设计[D].北京工业大学，2016.
论文作者:温剑豪
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/6/26
标签：城市论文; 给排水论文; 管网论文; 系统论文; 水资源论文; 用水量论文; 水量论文; 《基层建设》2019年第9期论文;