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摘要：随着城市化进程的高速发展，城市排水管道建设的步伐越来越快，其作为地下永久性隐藏的工程设施，是城市得以正常运转的重要保障之一，是城市可持续发展的关键。因此保证给排水管道的正常运行功能、使用寿命，对城市未来发展有着长远的重大意义。加强对城市排水工程设计的重视尤为重要，对城市排水工程进行详细、全面、科学的策划和设计，针对各项排水的规划设计成果进行指导，争取的处理好排水、前期发展、后期发展三者之间的关系，使城市的排水计划合理化，进而实现城市排水顺畅，大大的减少城市污水的排放，充分的利用水资源，保护资源环境。
关键词：城市排水 策划 设计
中图分类号：S611文献标识码： A
市政排水设施是城市基础设施重要组成部分，关系着城市地面水的排除，城市污水的处理，使水资源得以良性循环的基础设施，对居民居住环境有十分重要的意义。随着经济的发展，城市化进程加快，市政排水设施建设得到较快发展，城市建设必须走可持续发展道路，但市政道路排水设施普遍存在各种问题。排水系统是水循环中水质与水量的连接点，再生水利用是良好水循环中质与量的桥梁。污水的资源化、污水的再生和利用既提高了水的利用率，又有效地保护了水环境，有利于实现城市水系统的健康、良性循环。从长远来看，这将是有效地解决我国水资源短缺和水环境恶化问题的优化途径。
1、新形势下城市市政给排水设计的现状
城市市政给排水设计是城市市政给水设计和城市市政排水处理的整合。在现阶段，城市市政给排水设计仍然处在传统设计向人性化过渡阶段。设计理念和实施手段介于规范和和谐的磨合。
（一）现行城市市政给水设计还有很多缺陷，水处理技术比较局限。首先，现行城市市政给水设计还有很多缺陷。从供水系统的情况看，现行工程给水设计无法满足全封闭供水系统的实现。各处的给水设计以工程项目为主，形成一个个孤立的单元，造成供水厂、用水点的管理断裂。从增压设备看，不应用价高质优的超导超磁通量的材料，供水系统工作效益低，加上二次更新换代投资大，不利于以微型化智能化变频调速泵机组为主流的新给水设备的运用。
（二）水处理技术比较局限。现有水处理技术无法解决重金属污染病毒、重金属污染等污染问题，城市的自来水厂常规水处理技术处理的水，水中仍含有许多有毒、有害物质，特别是微量有机污染物可检出数百种，其中有许多是具有‘三致’作用的重点污染物。对于病毒，目前尚无完善的技术可供例行检测，现行水处理工艺对病毒的消除还无能为力。建筑工程给水设计的长效利益存在危机。
（三）现行城市市政给排水设计只注重项目利益，不注重消费者，施工者在管道施工中为了自己利益，给水工程偷工减料，导致建筑工程给水设计的长效利益存在危机。
2 市政排水系统设计
2.1雨水系统规划设计
雨水系统设计应与城市防洪排涝和城市竖向规划相结合，特别是地处平原、盆地的城区，这三者有机配合显得更为重要。例如市区内河设计标准采用五年一遇不漫溢(水利标准，相当于城建一年一遇标准)，而相应道路排水重现期，两者洪峰相遇是经常性的，雨水管道出口经常是压力出流。因此雨水系统设计要进行必要的压力流校核，同时与竖向标高相协调，避免在重现期P=1情况下，雨水溢水路面造成城市内涝，给城市居民的生命财产造成重大损失。
2.2城市污水系统设计
2.2.1对于城市污水处理排放的合流制与分流制讨论
在新城区规划设计上一般采用分流制，旧城区采用截流式合流制。但真正意义上分流制在实践中很难做到。例如雨污系统中管道设计上有一根接错．两个系统就相通，可能就成了合流制。根据污水处理排放工程实践证明，完全分流制必須从化粪池出口分流开始。并且采用专业监督和专业队伍施工。但初期雨水污染比较严重，截流式合流制有利于初期雨水的截流，因此对于中小城市或是二三线城市建议以截流式合流制为宜。日本东京区部地区大部分采用合流制系统，他们认为尽管合流制会增加污水处理量，但合流制下水道系统可充分与利用原下水道系统进行改造、重建与完善，而且建设费用、技术要求低于分流制，故广泛使用。
2.2.2污水厂尾水去路
目前国家强调水循环再用，要从“污染控制” 向“水生态修复和恢复”转变，因此污水厂尾水排放以就近向内河排放做景观用水为宜。而环境影响评价常以事故排放为由，建议尾水向外江江心排放，两者矛盾如何协调值得进一步讨论。
3 合理组织城市排水设计
3.1景观与工程相结合
在一些水系比较少的城市，地势较低并且平坦的区域，应考虑把雨水主干管改造成人工景观河道或者人工湖，人工河道既可以有效地缩小排水管渠的排水距离，减少干管管径，同时合理的设置人工湖可以缓解暴雨强度大的降水对雨水管道的排水压力，两者及解决了排水问题，又有利于城市生态环境的改善，符合现代城市可持续发展的需要。
3.2重力自流与机械强排相结合：
城市排水方式有多样，在排水较好的区域，排水方式一般都是重力自排。但在城市的某些区域，排水受自然条件的限制，就可以分为自排和强排。但城市地面高程比周边河流一定频率洪水位低很多并且高水位持续时间比较长、土方的来源比较困难及价格偏高的地区，排水方式就只能采取机械强排。但在城市的有些区域地面高程与周边河流洪水位的高差相差不大或高水位持续时间比较短并有土方来源的地区，应该深入分析研究当地与排水有关的自然条件和资源条件，进行必要的方案比较，确定排水方式是采取强排还是自排。以及通过什么措施来实现自排。有些城市区域排水，在非汛期时，雨水可以通过重力排入下游水体，到汛期，河水水位上涨引起顶托，是城市流水不畅，使市区路面出现大量积水，甚至出现河水倒灌城区，出现城区内涝。针对这种情况，在城市排水设计时，设计时应采用下游河道常水位为设计依据，并校对城市近20年排涝水位的排水情况，仔细调查、分析和计算，对可能出现倒灌的排水管网入河口处设置闸门，并同时设置排涝泵站，目的是在水位上涨时，及时排除城区雨水。
3.3加大雨水资源的利用。
在城市排水设计中，一味的加大雨水工程的施工，但却不能完全解决城市排水不畅的问题，尤其是城市的老城区，由于综合管线多，道路窄及其他种种原因，老城区的管道大面积改造和加大管径施工并不现实。可以通过加大雨水的利用，不仅可以减轻水资源的压力，也能有效减轻城市排水压力，降低工程投资，同时相应的提高现有排水设施的利用率。
3.4排水管材的选择
常规设计一般都采用钢筋混凝土管道，由于钢筋混凝土管的自身质量大，管壁厚，沟槽开挖宽度也较大，增大了土方量，但随着经济和科学技术的发展，化工技术的发展。塑料管道生产技术越来越成熟，价格越来越便宜。同时塑料管的内壁光滑，粗糙系数小，过水能力比同等管径的混凝土管大30%～50%，因而水力坡将小。在同等设计流量时，塑料管的管径一般可以比钢筋混凝土管小一级。因此在城市排水设计中，应大力推广塑料管材，以减少管径和坡度，近而减少埋深。
4 做好给排水管网设计
4.1 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。
4.2 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。
结语:
总之，在追求城市发展中，水可以促进城市的发展，也可以损害人的生命和财产妨碍社会的进步。因此，在市政排水设计中要将城市建设与生态环境建设相结合，如果能在市政排水设计中将二者协调好，将是城市建设之福，有利地促进我国城市和社会经济的繁荣，早日实现社会主义和谐社会的理想，同时对提高城市居民的生活环境和居住条件。
参考文献：
[1]杨臻.市政排水管道工程施工质量通病分析及预防措施[J].沿海企业与科技,2006（1）:143-144.
[2]朱军.浅析加强城市排水设施的建设与管理[J].西南给排水,2007（3）:44-46.
[3]连天.市政排水管道工程常见问题及防治措施[J].建设科技,2006（11）:92.
关键词：城市排水 策划 设计
中图分类号：S611文献标识码： A
市政排水设施是城市基础设施重要组成部分，关系着城市地面水的排除，城市污水的处理，使水资源得以良性循环的基础设施，对居民居住环境有十分重要的意义。随着经济的发展，城市化进程加快，市政排水设施建设得到较快发展，城市建设必须走可持续发展道路，但市政道路排水设施普遍存在各种问题。排水系统是水循环中水质与水量的连接点，再生水利用是良好水循环中质与量的桥梁。污水的资源化、污水的再生和利用既提高了水的利用率，又有效地保护了水环境，有利于实现城市水系统的健康、良性循环。从长远来看，这将是有效地解决我国水资源短缺和水环境恶化问题的优化途径。
1、新形势下城市市政给排水设计的现状
城市市政给排水设计是城市市政给水设计和城市市政排水处理的整合。在现阶段，城市市政给排水设计仍然处在传统设计向人性化过渡阶段。设计理念和实施手段介于规范和和谐的磨合。
（一）现行城市市政给水设计还有很多缺陷，水处理技术比较局限。首先，现行城市市政给水设计还有很多缺陷。从供水系统的情况看，现行工程给水设计无法满足全封闭供水系统的实现。各处的给水设计以工程项目为主，形成一个个孤立的单元，造成供水厂、用水点的管理断裂。从增压设备看，不应用价高质优的超导超磁通量的材料，供水系统工作效益低，加上二次更新换代投资大，不利于以微型化智能化变频调速泵机组为主流的新给水设备的运用。
（二）水处理技术比较局限。现有水处理技术无法解决重金属污染病毒、重金属污染等污染问题，城市的自来水厂常规水处理技术处理的水，水中仍含有许多有毒、有害物质，特别是微量有机污染物可检出数百种，其中有许多是具有‘三致’作用的重点污染物。对于病毒，目前尚无完善的技术可供例行检测，现行水处理工艺对病毒的消除还无能为力。建筑工程给水设计的长效利益存在危机。
（三）现行城市市政给排水设计只注重项目利益，不注重消费者，施工者在管道施工中为了自己利益，给水工程偷工减料，导致建筑工程给水设计的长效利益存在危机。
2 市政排水系统设计
2.1雨水系统规划设计
雨水系统设计应与城市防洪排涝和城市竖向规划相结合，特别是地处平原、盆地的城区，这三者有机配合显得更为重要。例如市区内河设计标准采用五年一遇不漫溢(水利标准，相当于城建一年一遇标准)，而相应道路排水重现期，两者洪峰相遇是经常性的，雨水管道出口经常是压力出流。因此雨水系统设计要进行必要的压力流校核，同时与竖向标高相协调，避免在重现期P=1情况下，雨水溢水路面造成城市内涝，给城市居民的生命财产造成重大损失。
2.2城市污水系统设计
2.2.1对于城市污水处理排放的合流制与分流制讨论
在新城区规划设计上一般采用分流制，旧城区采用截流式合流制。但真正意义上分流制在实践中很难做到。例如雨污系统中管道设计上有一根接错．两个系统就相通，可能就成了合流制。根据污水处理排放工程实践证明，完全分流制必須从化粪池出口分流开始。并且采用专业监督和专业队伍施工。但初期雨水污染比较严重，截流式合流制有利于初期雨水的截流，因此对于中小城市或是二三线城市建议以截流式合流制为宜。日本东京区部地区大部分采用合流制系统，他们认为尽管合流制会增加污水处理量，但合流制下水道系统可充分与利用原下水道系统进行改造、重建与完善，而且建设费用、技术要求低于分流制，故广泛使用。
2.2.2污水厂尾水去路
目前国家强调水循环再用，要从“污染控制” 向“水生态修复和恢复”转变，因此污水厂尾水排放以就近向内河排放做景观用水为宜。而环境影响评价常以事故排放为由，建议尾水向外江江心排放，两者矛盾如何协调值得进一步讨论。
3 合理组织城市排水设计
3.1景观与工程相结合
在一些水系比较少的城市，地势较低并且平坦的区域，应考虑把雨水主干管改造成人工景观河道或者人工湖，人工河道既可以有效地缩小排水管渠的排水距离，减少干管管径，同时合理的设置人工湖可以缓解暴雨强度大的降水对雨水管道的排水压力，两者及解决了排水问题，又有利于城市生态环境的改善，符合现代城市可持续发展的需要。
3.2重力自流与机械强排相结合：
城市排水方式有多样，在排水较好的区域，排水方式一般都是重力自排。但在城市的某些区域，排水受自然条件的限制，就可以分为自排和强排。但城市地面高程比周边河流一定频率洪水位低很多并且高水位持续时间比较长、土方的来源比较困难及价格偏高的地区，排水方式就只能采取机械强排。但在城市的有些区域地面高程与周边河流洪水位的高差相差不大或高水位持续时间比较短并有土方来源的地区，应该深入分析研究当地与排水有关的自然条件和资源条件，进行必要的方案比较，确定排水方式是采取强排还是自排。以及通过什么措施来实现自排。有些城市区域排水，在非汛期时，雨水可以通过重力排入下游水体，到汛期，河水水位上涨引起顶托，是城市流水不畅，使市区路面出现大量积水，甚至出现河水倒灌城区，出现城区内涝。针对这种情况，在城市排水设计时，设计时应采用下游河道常水位为设计依据，并校对城市近20年排涝水位的排水情况，仔细调查、分析和计算，对可能出现倒灌的排水管网入河口处设置闸门，并同时设置排涝泵站，目的是在水位上涨时，及时排除城区雨水。
3.3加大雨水资源的利用。
在城市排水设计中，一味的加大雨水工程的施工，但却不能完全解决城市排水不畅的问题，尤其是城市的老城区，由于综合管线多，道路窄及其他种种原因，老城区的管道大面积改造和加大管径施工并不现实。可以通过加大雨水的利用，不仅可以减轻水资源的压力，也能有效减轻城市排水压力，降低工程投资，同时相应的提高现有排水设施的利用率。
3.4排水管材的选择
常规设计一般都采用钢筋混凝土管道，由于钢筋混凝土管的自身质量大，管壁厚，沟槽开挖宽度也较大，增大了土方量，但随着经济和科学技术的发展，化工技术的发展。塑料管道生产技术越来越成熟，价格越来越便宜。同时塑料管的内壁光滑，粗糙系数小，过水能力比同等管径的混凝土管大30%～50%，因而水力坡将小。在同等设计流量时，塑料管的管径一般可以比钢筋混凝土管小一级。因此在城市排水设计中，应大力推广塑料管材，以减少管径和坡度，近而减少埋深。
4 做好给排水管网设计
4.1 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。
4.2 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。
结语:
总之，在追求城市发展中，水可以促进城市的发展，也可以损害人的生命和财产妨碍社会的进步。因此，在市政排水设计中要将城市建设与生态环境建设相结合，如果能在市政排水设计中将二者协调好，将是城市建设之福，有利地促进我国城市和社会经济的繁荣，早日实现社会主义和谐社会的理想，同时对提高城市居民的生活环境和居住条件。
参考文献：
[1]杨臻.市政排水管道工程施工质量通病分析及预防措施[J].沿海企业与科技,2006（1）:143-144.
[2]朱军.浅析加强城市排水设施的建设与管理[J].西南给排水,2007（3）:44-46.
[3]连天.市政排水管道工程常见问题及防治措施[J].建设科技,2006（11）:92.