市政排水管网优化设计的方法探究.doc

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1、市政排水管网优化设计的方法探究摘要：市政排水设施，是市政建设的基础性设施，结合笔者相关工作经验，文章首先阐述了市政排水管道的作用以及设计原则，同时对排水管网设计屮存在的问题进行了分析，并着重对市政排水管网优化设计进行了探讨。关键词：市政排水管网；优化设计；设计原则中图分类号：S611文献标识码：A一、城市排水管道的作用城市的排水系统是保障城市功能的基础设施，主要作用是帮助对城市水污染的预防及治理、构建能够抵御一定洪涝灾害的城市。它的主要任务包括对城市生活产生的污水、工业生产过程中产生的污水，以及雨水的收集与输送，来保障市民

2、正常的生活，为市民创造一个舒适安全的生活生产环境，使城市维持牛态平衡，生态系统的能量流动及物质循环能够正常的进行。二、市政排水设计原则市政排水工程是城市重点基建工程之一，排水管道施工图设计应符合城市总体规划和片区控制规划的基木耍求。排水管网设应满足地区经济和社会长远发展的需要进行设计。新建排水管网充分考虑地块建设的情况，结合地块建设规划及调整方案，在排水管道平面布置、断面布置及高程布置上适应功能的要求和接入的可能性及便利性。在不断总结科研和工程实践的基础上，设计选材应考虑技术发展的趋势，积极推动新技术、新工艺和新材料的应用

3、，同时，还应兼顾经济投入的合理性。不得使用淘汰产品以及不符合国家产业政策的产品和材料。排水管道的平面、高程布置应充分考虑各种城市管线的敷设，在考虑经济性的同时预留足够的空间，以便进行管线综合。三、在市政排水设计过程中最经常出现的一些问题市政排水工程设计过程中，经常会遇到的情况，就是对于用地的规划不是科学合理，城市用地规划、竖向规划与防洪规划不一致，对地块高程控制做不到有效的保证，这样也就在不同程度上，使排水工程设计达不到城市防洪的要求。用地规划方面的不科学，没有考虑排水的出路，导致雨污水不能沿道路坡度顺坡排水，需采用逆坡排

4、水，不仅造成管道埋深加大,投资增大，而且雨污水管线水力条件不好，从而容易造成了雨污水的淤积,局部高差较大地段甚至需加设雨水泵站通过提升才能使得雨水得以顺利排出，从而造成了能量的浪费，也增加了运行管理费用，无法做到经济合理。市政排水工程设计过程中，排水工程出水口位置在相关的道路及局部地块的建设中不能随意更改规划和控制进行设计和施工。因为在城市排水工程总体规划中设计的出水口位置都是按照管网系统的布置及城市地形、水体等综合分析确定，如果后续分段在施工过程中，随意的改动和变故，那么必然会给城市屮的排水设计带来一定的影响。某经济开发

5、区就发生过此类的事件，因为要援建学校，要使用经济开发区的规划建设用地，建设学校的业主单位，要求更改原有的规划设计排水的线路，而在原有的规划设计中此用地是城市排水管线的主干管所在地，而且非常接近雨水受纳水体，临时的更改规划设计方案，导致现有设计与规划设计不相符，雨污水管线边线，严重时甚至使得雨污水无法排除，对将来排水工程的设计和施工及投资带来极大的影响。市政排水设计过程屮，不确定因素非常的多，最常出现的现象就是在城市建设过程中，排水管线等基础设施的建设与道路的建设不同步，造成排水工程等基础设施的建设过程中出现了反复开挖的情况

6、，造成成本浪费，同时施工时对交通和周边环境都产生了较大的影响。排水管线工程设计过程中，由于未能充分考虑电力电信燃气等管线系统的避让问题，造成了后续管线施工过程中管线难以避让，造成资源浪费严重，且H常运行维护也比较麻烦。四、市政排水管网优化设计(-)管线的平面优化布置。排水管网的布置原则是既耍使工程量最小，乂耍使水流畅通、节省能量。正确的定线是合理经济的设计管网的先决条件。定线的基本原则是：干管支管的设计尽量采用直线布局，不要拐弯；定线应尽量利用地势，使污水在重力作用下流入污水厂；设计时应尽量减少管道埋深；在管道的中途尽量减

7、少提升泵站的设置。即把城市排水系统排水布置抽象为由点和线构成的决策图，从图论中综合考虑各管段地面坡度的倒数；各管段的管长;各管段在满足最小覆土条件下，按最小坡度设计时的挖方量这三种权值并运用最短路生成树算法求管线平面布置方案，再进行管径、埋深和提升泵站的优化设计，最后取投资费用最小的平面布置方案作为最优设计方案。（二）已定平面布置下的管道系统优化设计方法。排水管道优化设计主要是指：对于某一设计管段，当设计流量确定后,在满足设计规范要求的管径和坡度的多种组合中，取得管材费用与敷设费用的平衡。在排水管线平面布置己定情况下，对于

8、管段管径，埋深的优化设计，主要方法有：1、线性规划法和非线性规划法（1）线性规划法。线性规划法是解决多变量最优决策的方法，是在各种相互关联的多变量约束条件下，解决或规划一个对象的线性目标函数最优的问题，即给与一定数量的人力、物力和资源，如何应用而能得到最大经济效益。具体运用到排水管网设计计算时，在约束条