如今,城区建设面积不断扩大,城市人口激增,用地日趋紧张,水资源紧迫,污水产生量增加,这些问题的存在使市政给排水设计面对更大的困难,进而在实际的设计规划中产生一系列问题,如果这些问题得不到有效的解决,将直接影响城市生产生活。 因此,现围绕贵州某城区,对其给排水设计规划中存在的问题进行分析,并探讨有效的优化解决方案。
1 给水设计规划问题与优化解决方案
1.1 问题分析
1）新建水厂不合理。 伴随新城不断建设,新建水厂将在一段时间后被城市包围,因地面正加速硬化,雨水为地下水提供的补给将被彻底切断,同时新城地下水位目前已成漏斗型,从其他方向进来的补给无法发挥作用,加之现有流域水质情况极差,所以新建水厂区域地下水几乎全部来自现有流域,导致供水水质难以保证。
2）清水输水管（从清水池到配水管网）设计水量计算不合理。 规划中清水输水管流量为最高日最高时供水量加上输水管漏损水量,导致计算管径偏大。
3）配水干管布局不合理。 设计将南北向最大管径干管布置于城区东侧边缘处,这与干管路径应达到最短的要求不符。
4）输水干管布置不合理。
从水源到水厂的原水输水管为一条,且没有安全贮水池,亦没有其他安全供水措施,导致供水安全性得不到保障。
5）管材选用没有足够依据。 规划中提出所有给水管道应选用 ＰＥ 管。
现阶段在市政给水管道中较常用的管材有以下三种：
①球墨铸铁管,具有良好的机械强度与适用性,且出厂前已做防腐处理,抗腐蚀效果明显,管道接口为橡胶圈,配专用标准件,但球墨铸铁管以小口径为主,实际应用的不超过 ＤＮ１２００,因为大口径不仅生产工期较长,而且运输难度大,提高了造价；
②钢管,是最常用管材,具有与球墨铸铁管基本相同的优势,但接口形式主要为焊接或法兰,发生事故后便于快速展开抢修,运输与施工都十分方便,但防腐要求高,在特殊路段应用较多；
③ＰＥ 管,自重轻,抗腐蚀,减小水流阻力,热熔接口,便于施工,管径在 ＤＮ３００ 以内的 ＰＥ 管成本低于其他所有管材,正得到日益普及的应用。
1.2 优化解决方案
1）针对新建水厂方面的问题。 因当前新城管网仍有待完善,所以同意新建水厂规划,但要在其建设过程中逐步构建并使用以 ＧＩＳ 平台为基础的监测系统,用于实时监测、掌握地下水位情况,当地下水位降至最低限度,或水质严重恶化时,即刻停止该厂供水。
2）针对清水输水管设计水量计算的问题,只有原水输水管才要考虑管道漏损水量,而清水输水管在计算最高日最高时供水量时,已考虑了配水管网的漏损水量,固不能重复计算,应取消这部分漏损水量,保证管径计算有理有据。
3）针对配水干管布局方面的问题,考虑缩短干管路径,对原路径实施修改,力求路径与城市的主干道一致。
4）针对输水干管布置方面的问题,考虑到在输水工程中,安全供水非常重要,设置两根输水干管,且两根输水干管间至少设置三处连通管,保证输水干管任何一段发生故障时仍能通过事故用水量,城镇事故用水量为设计水量的 ７０％。
5）通过以上分析可知,对于管径在 ＤＮ３００ 以内的给水管道,应采用 ＰＥ 管,以此在满足输水要求的同时,降低造价；球墨铸铁管具有良好的机械强度与适用性,适用于管径 ＞ＤＮ３００ 的给水管；特殊路段选用钢管。
2 雨洪管理设计规划问题与优化解决方案
2.1 问题分析
1）规划编制所遵循的理念较为陈旧,未能引入 LＩＤ 等全新理念,在规划计算过程中也没有采用数字排水平台,致使规划设计成果无法达到预期。
2）因规划编制工作开展较早,所以将重现期确定为 Ｐ =２ 年,从目前来看,这一设计重现期往往偏低 。
3）该新城由于地处贵州,地形坡度较陡,而规划中雨水干管的布置与等高线垂直,导致干管内坡度及管内流速过大,使管道受到严重冲刷。
4）雨水泵站数量过多,且用地面积未能提供,导致相关部门难以据此预留用地。
5）雨水管道专项计算书缺失,没有确定管道的设计埋深,使后续设计施工受阻。
6）在任务繁重且资金紧张的情况下,整体采用高密度聚乙烯缠绕结构壁管的做法并不合理。
2.2 优化解决方案
1）在规划设计当中合理引入新理念,并与园区内的雨水综合利用模式充分结合,鼓励各园区积极建设雨水收集、处理和回用系统,继而从源头上提高雨水综合利用率,在节水的同时有效削减雨洪源头。 强化与雨洪流量的控制,采用流量控制器进行滞洪,利用现阶段工程设计领域的科研成果,如先进的优化设计软件,采用数据模拟的方法对设计成果进行综合评价,从而提高规划的可靠性与可行性。
2）现行设计规范指出,面对差异化的城市防涝需求,规划编制过程中的设计重现期选择也应具有差异化。 基于此,需要对原规划作出相应调整,如中等城市中心城区为 Ｐ = ２～３ａ,中心城区的重要地区为 Ｐ =３ ～５ａ,中心城区地下通道和下沉式广场等为 Ｐ =１０ ～２０ａ。
3）针对在地势向河流方向有较大倾斜的地区,应使干管与等高线及河道基本平行敷设,主干管与等高线及河道成一定倾角敷设,从而避免设置过多的跌水井,降低造价。
4）针对雨水泵站数量过多的问题,一方面要做适当缩减,另一方面要在规划编制中给出明确用地要求,以便相关部门能够顺利开展后续工作 。
5）补充对该城区雨水管道的专项分析计算,在 １∶１００００地形图上勾出汇水面积,利用面积叠加法计算雨水设计流量,形成完善严谨的计算书,从而为设计施工提供可靠指导。
6）考虑到项目任务十分繁重,同时资金投入往往不足,故只在部分区域采用高密度聚乙烯缠绕结构壁管,舍弃原规划“一刀切” 的做法,从而在满足设计要求的基础上降低造价。
3 污水处理设计规划问题与优化解决方案
3.1 问题分析
1） 污水管全部采用单侧敷设,且道路交叉口位置埋深过浅。 全部采用单侧敷设致使横跨道路收集支管数目较多,当雨水管径较大时,污水管道埋深增大；交叉口埋深过浅导致支线排入较困难。
2）排水体制选择不符合实际。 整个片区采用一种排水体制,且新建城区对雨污分流制的执行往往不够彻底,溢流污水在接入了雨水管道之后,严重污染河道水体；合流污水排入城市污水管道不仅增大了现有处理厂工作量,而且还会使进厂污水水质不满足要求,处理难度增大,出水水质不达标,污染河道水质。 因此,必须严格按照实际情况进行设计规划。
3）对于管道建设时序,没有认识到污水管道系统占据的重要地位,致使后续建设单纯与市政道路建设一同进行,未对此段管道上游衔接、下游出路做必要的分析考虑,导致污水很难快速排除,而且管内污水长时间滞留产生堵塞,严重时还会对水源造成污染。
4）在新区的污水处理设计规划中,缺少相关计算书和高程数据,导致后续设计与施工都无法得到正确的指导,造成不必要的困难。
5）污水管道材料仍以钢筋混凝土为主,这样不仅增加能耗,而且还会造成环境或水质污染,不重视对环保材料的应用,尤其是那些靠近流域的位置,采用环保材料既能防控污染,还可以加快施工进度。
6）目前社会普遍不重视排水管道,表现为随意开挖破坏和乱扔杂物,导致管道破裂漏水、堵塞等问题时常发生。 因此,规划编制必须对此引起重视,并提出有针对性的建议。
3.2 优化解决方案
1）污水管在道路下单双侧敷设主要由道路宽度、雨水管管径、两侧地块开发情况等决定的,若道路宽度大于4０ ｍ,且两侧地块都开发时,为了减少连接支管的数目和减少与其他地下管线交叉,采用双侧布置；雨水管径大于 ＤＮ８００ 时,为避免污水埋设过深采用双侧敷设,其余情况采用单侧敷设；对于贵州省这种山区城市,道路坡度较大,甚至达到８％ ～ ９％,有些交叉口竖向高差非常大,对于这种情况往往交叉口处污水管要深埋,过交叉口后再把标高抬起来,避免支管接入困难造成不必要的麻烦。
2）排水体制的选定应根据城市实际情况进行选择确定,比如老城片区现状为合流制,由于将合流制改为分流制往往因投资大、施工困难等原因而较难在短期内做到,这时通常采用截流式合流制,为了保护水体,可对溢流的混合污水进行适当的处理；新建城区采用半分流制,同时具有污水排水系统和雨水排水系统,并且将初期雨水截流进污水系统,在雨水排放口位置,截污管附近设置截流井, 将初期雨水截流至截污干管中,有效控制污染。
3）在规划中必须确定正确的建设时序,尤其是下游系统。 以城市现状为依据,结合污水产生状况,可提出新城中人口密集区的管道建设特殊规划,以此避免管道建设对居民日常生产生活造成较大影响 。
4）补充对污水管道的专项分析计算,形成完善严谨的计算书,合理确定控制点标高,从而为设计施工提供可靠指导。
5）在选择污水管道材料时优先考虑环保材料,同时将这些环保材料的优势特点充分和当地水文地质条件相结合,从而对管道布置、埋设等进行有效优化。
6）为全面强化社会宣传教育的目标积极尝试,比如,在干管所在位置的地面增设标志牌,用于向居民介绍管道作用、重要性,避免开挖破坏,以及做好其周围的卫生保持工作,避免管道系统受损。 此外,在条件允许的情况下,还要提出针对于实际情况的可行性方案。

本新城在及时发现并有效优化整改给排水设计规划问题后,顺利完成了城区给排水系统建设,基本满足城区生活、生产对供水、排水提出的要求,具体的思路、做法都有良好的参考借鉴价值。 另外,通过上述分析还能看出,随着城市与社会的高速发展,市政建设正向环保节能的方向快速转变,如给排水系统对新型环保材料的使用就是一个十分典型的体现,因此,在实际的设计规划中应对此引起足够重视,从而打造符合新时代发展需要的给排水系统。