浅谈城市给排水管网的现状及优化

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1、浅谈城市给排水管网的现状及优化摘要：市政排水管网是市政工程建设项目的基础组成部分，城市给排水管网的设计与施工建设，不仅体现着一个城市的现代化发展水平，更影响着未来城市建设的发展与城市区域的划分，因此加强对城市给排水管网的设计与施工工作将直接作用于城市本身，和该城市居民的生产生活活动的开展。下面本文将以城市给水排水管网优化方法为重点，进行全文的展开。关键词：城市；给排水；管网；优化中图分类号：TL353<2文献标识码：A文章编号：引言目前，随着我国城市化建设规模和建设水平的不断提升，以及城区布局环境调整和老城区改造项0的不断推进，不仅对城市基础设施的建设水平和

2、建设步伐提出了严峻考验，更在很大的程度上体现着未來的城市发展规划和延展空间。在这一过程中，作为城市基础设施建设项目的给排水管道网的规划设计问题便被摆在了首要的位置之上。近年来，全国多地出现暴雨，对城市的交通运输和供水供电造成了极大的破坏，严重干扰了城市的各项运转以及市民的H常生活。城市排水管网进行优化不仅能够提高排水管网的经济性与合理性，而口更为重要的是能够促进城市水系统的步入良性循环的轨道。但是，排水管网的优化，必须要遵循一定的程序，使用一定的方法，只有这样，才能使管网的优化达到既定的目标。市政排水管网作为一个城市的循环系统，对于整个城市的运行以及市民的生

3、活具有极为重要的现实意义。下面本文将从现阶段给水排水管网现状和给水排水管网优化方法两方面对此进行全面的论述。1给水排水管网现状1.1规划设计问题。给排水管道网的规划要以城市建设发展布局规划为主，其规划H标不仅需要满足现阶段的实际需要，更要适应于未来城市改造建设需求，因此在实际的规划过程中需要将各项设计标准进行综合性的全面考虑。1.2排水体制问题。合流制和分流制作为目前我国排水系统中的的两个主要体制，都具有其各自独特的特征性。混合制常出现于城市排水系统中，在需要扩建的合流制的城市排水系统时常出现的。在中小城市中，因各区域的自然条什以及修建情况相差较大，因此要因

4、地制宜地在各区域采用不同的排水体制。2城市排水管网优化方法排水管网的优化内容主要包括管线平面布局以及管道参数（包括管径及埋深）的优化设计。两方面优化的目的，采用的方法也不同。2.1平面布局的优化设计排水管网平面布局的优化以管线短、管道工程量小、水流通畅且节省能量为目的。正确的定线是经济合理设计排水管网的基础。定线要尽可能利用地势，干管支管要尽可能走直线，设计时要减少管道埋深，中途要减少提升泵站的设置。具体到某种排水管道的平面布置方案是否最优，取决于定线埋深优化设计计算的结果。FI前，排水管网的平面优化方法主要有决策图法、优化树法以及简约梯度法，每种方法都能够

5、有效提高排水管网的科学性。以决策图法为例，决策图是一种常用于系统优化的数学方法，它将方案决策问题用决策图加以解决，以最短路算法来简化计算，这样，方案决策的问题实际上就是求从A到B的最短路问题。在市政排水管网平面布局的优化设计中，采用决策图法建立决策图模型就是假定所有流量都汇集于规定的若干节点，用决策网络表示排水管网的方案集，寻找节点流量导入出水口的最短路而找出最经济的管道布置方案。采用这种方法，可以提高设计的经济性，并且釆用决策图网络模型，考虑了水力因素以及地形因素，简化了计算工程，减少了优化设计的工作量。2.2管道参数的优化设计当管道的平面布局优化之后，为

6、了使得排水管道进一步优化，还需要对管道的管径、埋深以及不同管段Z间的设计参数等进行进一步的优化。通常，管径与管材费用成正比、与坡度及埋深成反比。因此，尽管在流量确定的情况下，管径与埋深之间有多种组合，最终选择投资最小、效果最好的最优组合。因此，对管径及埋深等管道参数进行优化，就非常重要。就目前来说，管道参数的优化方法主耍有直接优化法和间接优化法两类。2.2.1直接优化法由于管径的可选尺寸不是连续变化的，最大充满度的限制又与管径人小相关，而设计流速以及流速的变化与管径大小之间的关系又非常复杂，不能用数学公式来描述，这就导致建立完整的求解最优化问题的数学模型往往

7、并不现实、有效，因此需要直接对各种方案或可调参数的选择设计计算和比较来得到最优解。直接优化法具有直观和容易验证的优点，其主要方法有电子表格法及两相优化法，以两相优化法为例，它是确定设计流量后，在满足约束条件的前提下，选取最经济流速和最大充满度，得到最优管径和最小坡度，从而降低管道埋深。由于直接优化法与人工算法基本相同，因此，这种方法受设计人员主观因素影响较大，因此，其所求出的结果不一定是最优解。2.2.2间接优化法尽管排水管道系统设计计算中存在着关系错综复杂的约束条件，但其中的某些条件起着关键的制约作用，因此找出这些关键条件，合理运用数学工具，可以将排水管道

8、系统简化为容易解决的数学模型。就目前来说，间接优化法