摘要：近几年，随着城市化的迅猛发展，追求生态效益，实现经济与环境的双赢是未来城市发展所必需的，而市政给排水规划设计无疑是城市建设与生态环境建设结合，从全局和系统的角度加上创新的思维，运用创新技术来优化设计现代城市市政工程给排水系统、污水处理系统、消防水系统等市政公用设施，这应该是每位市政给排水工作者努力实现的目标。本文从几个不同的角度对市政给排水设计做了详尽的研究。
关键词：市政；给排水；设计
引言
市政给排水工程是城市基础设施重要组成部分，市政给排水工程的合理设计规划是城市水资源合理利用与保护的前提，城市给水排水工程规划是保证城市健康、持续发展的战略性规划。高水平的城市给水排水工程规划是合理利用城市水资源、科学地保护城市水环境、保障城市发展的设计、管理、实施建设的指南，而无规则或低水平的规划必然会造成对水资源的浪费和对水环境的破坏。因此我们必须做好给排水设计规划工作，保证城市的可持续发展。
1市政给排水设计规划的主要内容
规范GB50318-2000《市政给排水工程规划规范》市政给排水工程规划是市政道路排水工程设计的重要依据。市政给排水工程规划的主要内容有：划定市政给排水范围，预测市政给排水量，确定排水体制，进行排水系统布局；原则确定处理后污水污泥出路和处理程度；确定排水枢纽工程的位置，建设规模和用地。
1.1我国市政给排水规划现状
我国是世界上最大的发展中国家，也是水资源最短缺的国家之一，人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4。据报道，目前全国城市水源只有30%符合卫生标准，全国七大水系有50%以上江段被污染，流经42个大中城市的44条河流中有93%被污染。城市将面临水资源短缺、水环境恶化、提高供水质量的多重挑战，这是摆在我们面前的重大研究课题，开展对市政给排水系统的规划探讨便显得更加重要。我国现阶段市政水系统规划所采用的分析工具和规划方法明显落后，不关注工程因地制宜的多样性和设计的多目标化。城市普遍存在水质污染的问题，致使城市水环境遭受到严重破坏，水质型缺水的区域不断扩大，水资源供需失衡，这一问题已对城市中居民的生活，健康及城市现代化进程构成了危害，严重威胁到城市的水系统以及城市的可持续发展。
1.2市政给排水设计规划中的存在的问题及对策
目前我国城市给水系统存在的问题（1）供水能力不足，供水的可靠性差，部分城区居民及厂矿单位靠自己打井取地下水，没有统一的管理，水资源得不到优化配置，地下水因过度开采，水位逐年下降，尤其到夏季用水高峰时段，常常出现水量不足的情况。（2）过度开发地下水，引发地下漏斗，海水倒灌等一系列问题，造成水污染。（3）水价体制不能使水资源优化利用，水资源费收费标准偏低，水价形成机制不合理，使得价格体制对水资源的优化配置不能发挥有效作用。（4）城镇生活用水节水器具普及率低，工业用水在工艺节水上还处于起步阶段。
1.2.1城市给水系统设计规划中应该采取的对策
通过制定法律法规逐步的取消自备水源井，完善市政给水系统，充分考虑近远期结合，为未来留下发展空间，譬如道路管线综合时给水管位的预留、给水管径合理确定等等，避免重复投资，争取效益最大化，使城市实现统一的市政供水系统。
注重科学研究，用现代科学技术为给排水工程节水提供合理的技术支持。如采取海水淡化等方式开发新水源、利用中水回用等非常规水源、实施跨流域调水等。
不断深化水价改革，加强人民节水意识。通过分类水价来合理确定自来水、自备水、再生水之间的比价关系，鼓励使用再生水、限制使用自备水，并且在一些高耗水、高污染的企业、单位用水中实行计划管理、超计划加价。来限制其浪费水资源。
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2给水系统规划设计
2.1通过制定法律法规逐步的取消自备水源井，完善市政给水系统
充分考虑近远期结合，为未来留下发展空间，譬如道路管线综合时给水管位的预留、给水管径合理确定，等等，避免重复投资，争取效益最大化，使城市实现统一的市政供水系统。
2.2注重科学研究，用现代科学技术
为给排水工程节水提供合理的技术支持。如采取海水淡化等方式开发新水源、利用中水回用等非常规水源、实施跨流域调水等。
2.3不断深化水价改革，加强人民节水意识
水价与节水息息相关，水价改革对节约用水有积极的推动作用。只有水价才能触动人们的内心。要尽快建立和完善有利于节水的价格机制，通过分类水价来合理确定自来水、自备水、再生水之间的比价关系，鼓励使用再生水、限制使用自备水，并且在一些高耗水、高污染的企业、单位用水中实行计划管理、超计划加价。来限制其浪费水资源。
2.4推广节水的宣传，使节水概念深入人心
也可以使用节水工具。例如：用节水龙头、安装使用节水龙头、减少水量浪费。在给水过程中，必要时要采取一些减压措施，来节约水资源，减少浪费。减压孔板和节流塞减压孔板相对于减压阀来说，系统比较简单、投资较少、管理方便，节水效果非常明显。民用建筑大大小小都存在剩余水压过高、超压出流的现象，因此在设计时应合理减压，消除剩余水压，从而控制水量起到节水的作用。
3做好给排水管网设计
3.1管线平面的优化设计
工程量小、流水畅通、能量节省是给水排水管网的布置原则。正确的定线决定着设计管网的合理性，定线的基本原则是：在设计干管支管时应尽量做到直线布局；同时，定线应尽量借助地理优势使污水在重力的作用下流入污水厂；在设计管道时应尽量减小其埋深，并在管道的中途减少提升泵站的设置。在以往的研究中，通常假定管径的每一段都相同，依据挖方的费用来对初始布置的方案进行选择，然后依据算法对其进行不断的调整；之后又引出了排水线的概念，在排水区域内与最终出水口节点相距同样可行管数的节点处用一根排水线连接起来，使问题变为最短路问题，并用动态规划法对其进行求解，然而此法限制了寻优的范围，使得在设计过程中人们很容易排除最优方案。而后，人们为了方便，把城市排水系统抽象为由点和线组成的决策图，在图中可以寻找到合理的方法。后来在1986年间又开始利用三种权值来解决问题，这三种权值分别是各管段的管长、各管段地面坡度的倒数以及在满足各管段最小覆土的条件下按最小坡度设计时的挖方量，对这三种权值分别进行管径、埋深和提升泵站的优化设计，运用最短路生成树算法求管线平面布置方案，最后取投资费用最小的平面布置方案作为最优设计方案。
3.2环刚度的优化选择
环刚度是水泥埋地排水管抗外压负载能力的综合参数，为了确保在外压负载下水泥埋地排水管能够安全工作，则在设计中环刚度的选择是极为重要的。通常出现形变过大或压屈失稳破坏的管材都是由管材的环刚度过小引起的。相反，造成用材太多、成本过高的原因是环刚度的选择太高，从而使得截面惯性矩的采用量过大。外压负载相对而言比较复杂，它主要包括静负载和动负载，其中静负载是由地面和土壤重量产生的，而重负载是运输车辆在经过时所产生的。由于环刚度属于柔性管，它在外压的负载下会和周围的土壤产生共同作用，一起承受外压负载，致使水泥埋地排水管需承受较为复杂的负载机理。负载、管材和土壤三者之间相互影响着，并且对水泥埋地排水管铺设后能否正常工作起决定性的作用。所以，外压负载的情况和铺设后管道周围土壤的情况共同决定了环刚度的选择。
总结
追求生态效益，实现经济与环境的双赢是未来城市发展所必需的，而市政给排水规划设计无疑是城市建设与生态环境建设结合，从全局和系统的角度加上创新的思维，运用创新技术来优化设计现代城市市政工程给排水系统、污水处理系统、消防水系统等市政公用设施，这应该是每位市政给排水工作者努力实现的目标。
参考文献
[1]张杰,李捷,熊必永;城市排水系统新思维[J];给水排水;2017年11期
[2]方宏.关于城市市政给排水规划设计的思考[J].科技资讯，2018，(3).
论文作者:刘飞虎,胡秋香
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/14
标签：市政论文; 给排水论文; 城市论文; 水资源论文; 负载论文; 系统论文; 刚度论文; 《防护工程》2019年10期论文;