摘要:我国传统的工程建设都重地上建筑,轻地下建设,市政给排水系统虽然隐藏于城市之中,但却是影响城市能否正常运转的核心和关键。只有在规划设计中不断的创新设计,加强与区域实际情况的结合,才能提升工程质量发挥给排水工程的真正作用,为城市的发展奠定坚实的基础。
关键词:给水系统;排水系统;规划设计;措施;
一、前言
近年来,随着我国经济的迅速发展,城市化进程的步伐也不敢示弱,根据相关数据的统计,我国每年有上千万农村人员拥入城市,每年新建的建构筑物占全世界建筑物总量的一半。然而过快的城市化建设注重了地上建筑,却对地下设施的建设有所忽略,城市化建设所埋藏的隐患逐渐凸显出来。在我国传统的工程建设都重地上建筑,轻地下建设。大部城市的建设都是将排水管道、通信线路、供电线路进行暗埋,虽然在短期之内可以节约成本,并且加快了施工进度,然而由于给排水管线规划设计不合理使得隐患诸多,一旦管道漏水、断线就必须进行土方开挖,而且修复管线的过程对于地上公共设施造成一定的破坏,不仅影响了日常的交通出行,而且还造成了公共资源和水资源的浪费。
二、市政给排水系统的组成
1、给水系统
市政给水系统通常由取水、净水、配水三个子系统组成。所谓的取水系统是指选定符合要求的地上水或是地下水,然后输送至净水厂;净水厂通过一系列的物理或化学方法处理去除原水中的杂质或细菌使其达到生活饮用水的要求和标准;处理完成的水经配水厂和配水管网向城市的各个角落输送。
2、排水系统
排水系统是指将城市中的生活污水和工业污水从产生的源头经过排水管网输送至污水处理厂,然后由污水厂利用用废水处理的工程设施和设备,对收集的污水进行集中处理后再行排放或循环利用。
三、市政给排水设计和规划中常见问题
1、给水系统中常见的问题
随着城市化进程的加快,城市人口的数量在不断的增强,随之而来就是用水需求的急剧增加,但是根据世界银行的相关统计,全世界80%以上的国家或地区正在面临着严重的缺水。而当代的我国,也正处在淡水资源日益缺乏,环境污染日益严峻的问题 。虽然我国淡水资源的总储量比较大,但是我国人口重多,平均到个人头上,还不到世界人均水平的四分之一。特别是我国水资源分布南多北少,正是基于此我国才开工建设“南水北调”,然而相对于贫水的整个北方地区,北调的南水如杯水车薪杯不能够从实质上解决问题。然而目前的给水系统,由于对于水资源的利用不能及时的做出有效的估计,也未能按要用水高峰进行分时段按需供水,导致使用过程中有时会供水过量,造成水资源浪费;有时却供水过少,难以满足居民和企业日常生产生活的需求。不仅如此绝大多数的城市给水系统设计之时都忽略了对雨水的收集和利用,所以造成了雨水资源的利几乎处于空白状态,导致大量的“天赐之水”就白白的流失,如果能够科学的利用,就能够有效缓解城市供水的压力,促使水资源合理、均衡的得到有效的利用。
2、排水系统中常见的问题
2.1缺乏科学的规划
城市排水系统有两大功能,一是对居民和企业生产污水进行排放,二是对要能起起防洪、排洪作用。自然形成的水塘、绿地是吸收雨水,减少地表流动水的主要依赖,但是现如今城市化进程的加快,城区建设规划多以建筑物为主,使得自然形成的池塘、绿地面积急剧减少,雨水不能及时的被吸收,马路就成为了雨水流通的渠道,而现有的排水系统又不能有效的缓解排水压力,在暴雨面前本来是主便人们出行、休闲的道路和广场在转瞬之间便成为了河流、湖泊。根据相关的数据统计,自2011年起,我国有近400多个城市遭受过城市内涝的灾害影响,甚至像北京一般的大城市都因降雨量过度而造成公共设施和排水系统瘫痪,一时间“城市观海”成为了部分多雨地区市民的调侃词。
2.2排污设计滞后
排水系统的核心组成部分就是排水管道,但是排水管道的种类繁多,其不同的管道排污类型和能力也各不相同,因此排水系统的设计就需要对排污管道进行计算,特别是要确定管道的截面尺寸和布设的坡度。但是由于受到重地上轻地下的建筑理念的影响,使得设计者对于排水系统的设计标准也比较低,防涝体系也不健全。目前我国中心城市的防涝等级通常是按50—100一遇进行设计的,而中小城市能常是按照20年一遇来设计的。根据《城市排水工程规划规范》(GB50318)和《室外排水设计规范》(GB50014)标准要求,在重要地区按3—5年的重现期进行排水管道设计,而特别重要的地区为5—10年的重现期进行设计的,而剩余绝大多数的地区在设计过程中就是采用1年一遇的设计标准来设计排水管道。但是根据国家气候中心资料的统计数据显示,近年来我国降水量普遍增多,就2016年全国平均降水量与1998年降水量相比就多24%。因此就目前的排水管道的体系建设和排水管道的设计标准而言已不能满足当时的形势要求,而且就发达国家而言,一般城市的排水管道设计都是按2—5年的设计标准进行设计的,所以只有提高排水管道的设计重现期才能有效的应对强降水带来的城市内涝。
四、市政给排水设计和规划问题解决措施
1、合理规划水资源
由于水资源在自然界中的分布不均匀,因此在进行给水系统的设计时,需要根据当地水资源的分布情况和水质特点进行科学的分析,从而保证水资源得到最佳的配置,除此之外还要综合考虑城市中心与周边乡镇的供水平衡问题,第一要对整体的用水需求进行评估和预测;第二根据水的用途不同在保证安全用水的前提下对水质可以进行适当的调整;第三对于地下水的开采也要适度,即要在保护生态环境的前提下对地下水资源进行适当的开采,作为辅助水源进行城市供水。
2、建立雨水收集系统
根据中国气象局数据统计显示截止2015年底我国的平均降雨量为648.8毫米,全年的降水总量超过了六万亿立方米,而这只是降雨水量正常的年份,如2016年我国降水量普遍增强,降水总量也就远远超过2015年,因此仅仅从数量上来讲就是一个非常可观的数字。如果根据北京建筑大学车伍教授等研究者提出的城市雨水利用潜力模型计算公式进行计算:
W = S*P*R
其中 S 为城市的用地面积,R为城市基础土体内部的径流系数;P 为一个城市的年平均降雨量。根据《2015年城乡建设统计公报》显示,到2015年末,我国的建设的地级以上的城市总量达到656个,建成的城市总面积为5.21万平方公里。如果按照平均径流系数为0.7计算的,那么2016年我国仅城市可利用的雨水资源就达到236亿立米,而这只是一个保守计算的数字,实际上可利用的雨水资源总量远远大于这个数字。根据上海市的相关数据统计仅2016年上海流失掉的雨水量就相当于是上海市所有居民一年的用水量。
2010年-2015年全国平均降水量(图片来自于中国气象局)
建立雨水收集系统就是要将城市雨水进行综合利用,将“天赐之水”加以转化,由“征服自然”的观念向“保护自然”的观念转变,充分的保护和利用自然资源。一个地区如果降雨量合适则对生态的平衡和城市的发展都能起到积极的作用,但是如果降雨过量且相关的措施又不到位则不仅会对城市造成经济损失,还会尽一步破坏当地的生态系统。因此对于城市雨水利用在生态、生存环境问题日益突出的今天就显得非常必要。通过建立相应的储水系统能够及时的吸纳多余的城市内水,同时经过科学的过滤和处理以后可以实现洪水变为生产用水。在西发较为发达的国家通常会在公园等应急避难场所处根据居民的人口基数,修建一定数量的储水池作为应急水源,当地震等自然灾害来临时就形成了天然的应急水源。其实增强水的循环利用,对于城市内的生活污水也可以设计相应的处理系统,将生活污水经处理达标后运用于生产。
3、提升设计人员素质
市政给排水系统的设计主体是相关的设计人员,因此设计人员的业务水平和综合素质直接影响给排水系统的设计,如果设计人员有丰富的设计经验和素质那么其设计的给排水系统就具综合考虑实际中的问题,从而在应用中会有良好的使用效果,反而如果设计人员自身素质不高,其设计的给排水系统在实际使用中会有较差应用效果。因此对于规划设计人员要注意加强业务能力和综合素质的培养,特别是对于新规范、新环境要学会因地制宜创新设计,这会才能确保给排水系统符合实际生产生活需要。
4、科学的设计选材
现有建筑材料大多为不透水性材料,而且城市的给排水系统的排水管道大多是球墨铸铁管、pvc波纹管及水泥管,在综合考虑环境的因素和条件之下,公共给排水系统的设计就要注意考虑透水性。之所以要将透水性也纳入给排水系统的设计范畴,是因为可以通过透水性的给排水设施将雨水根据区域划分对于建筑物和公用设施地底的地下水进行补给,确保下渗的水量达到水循环平衡的要求。
5、强化专业间的沟通
市政给排水工程有其独立完整的设计体系,但是与城市的道路建设等有着非常密切的关系,因此在设计之初就要进行大量的数据分析,要对大量的资料和文献进行翻查阅读,还要对大量的实时数据进行处理,同时为了保证设计图纸的精确性,减少施工过程中的返工,需要及时与其他部门和专业进行互联沟通,提升给排水规划设计的效率和合理性。
五、总结
市政给排水系统虽然隐藏于城市之中,但却是影响城市能否正常运转的核心和关键,给排水系统的好坏,直接关系着城市居民的生产生活,因此是一项极其重要的基础性工程。只有在规划设计中不断的创新设计,加强与区域实际情况的结合,才能提升工程质量发挥给排水工程的真正作用,为城市的发展奠定坚实的基础。
参考文献
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[4]李兆才,刘楠巍,薛爽. 市政给排水设计和规划中常见的问题分析[J]. 门窗,2017,(04).
论文作者:王锋华
论文发表刊物:《防护工程》2017年第11期
论文发表时间:2017/9/18
标签:城市论文; 给排水论文; 系统论文; 雨水论文; 市政论文; 水资源论文; 我国论文; 《防护工程》2017年第11期论文;