探究市政给排水管网的优化配置及其管理

探究市政给排水管网的优化配置及其管理

关键词:市政排水管网;优化设计;

一、市政给排水管网优化配置的基本原理

城市市政管网中主要包含了排水、供暖和供气等系统。给排水管网作为市政管道管理系统中的一个重要部分,是一个集管道、沉淀池和水塔等多种结构设施为一体的输送系统,整体的线性方案、材料使用以及优化配置等方面都属于这个系统的考虑范围,无论是哪个方面出现失误,都会影响到整个管网的运行,例如水池的容积和泵站的工作质量与效率、漏水率等都会影响到工作指标。所以,做好相应的排水工作,实现优化配置,可以有效地降低管网的投资与成本费用,提升管网系统的稳定性和质量,实现能耗的降低,推动新技术的利用与发展。

二、市政排水管网的设计以及优化

2.1管网规划要有超前意识

纵观国外的市政排水管网的设计,都是将其作为一项长久的市政基础设施建设而来规划的,一旦投入使用,多年难以改变。而在我国,随着城市的不断建设,很多城市的市政排水管网都存在着同样的问题:仅仅把满足当前人民生活需求作为考虑条件,而没有对城市的长远发展进行考虑,不仅造成了排水系统与城市需求之间的不匹配,而且还造成了城市的重复建设和资源的巨大浪费。因此,对我国市政排水管网的规划要有超前意识,对各种因素进行合理安排,对市政排水管网进行合理布置和规划,成为一项长远投资项目,从而克服城市需求跟不上城市发展速度之间的矛盾,提高排水系统的效能,减少市政设施的重复建设率,建设节约型社会。

2.2非线性规划法与线性规划法

非线性规划法可以充分适应计算模型之中关系的目标函数以及变量而具有的非线性特征,也可有效实现对于管径以及埋深的优化选择,然而在一定程度上来说的话,这个方法则会对目标函数和约束条件的具体形式有一定的限制。线性规划法则是就排水管网设计计算之中的约束条件以及目标函数的非线性,分别用其一级泰勒公式而展开式代替用线性规划的解作为问题的近似解反复迭代。

2.3采取遗传算法

所谓遗传算法属于进化算法中的一个分支,它是通过模拟生物学里面的自然遗传变异机制所提出的一种随机优化算法。这种遗传算法用于解决小型管道里的系统优化设计问题时常会获取最佳设计方案。然而在解决较大型的管道系统问题时,通常只可以获得一个接近最佳解的优化设计方案,所以优化设计排水管道过程中,不管采用怎样的方法都要将设计规范作为最基本的要求,与此同时也要把费用降到最低。

2.4雨污分流的实施

2.4.1开挖管道施工

开挖前,根据标注在平面图上的标志,对于资料反映不详应及时向规划部门、管线管理单位查询,必要时在管理单位人员在场情况下进行坑探查明现状,以防破坏其他已有管线。沟槽的开挖施工,应保持沟槽两侧土体稳定,同时严格控制槽底高程,不超挖或扰动基面,开挖至槽底高以上大约20-30cm时应停挖,待下一工序开工时再用人工清理至设计标高。如果局部超挖或发生扰动,不得回填土,应回填最大粒径10-15mm的天然级配砂石料或最大粒径小于40mm的碎石,并整平夯实。槽底如有坚硬物体立即清除,用砂石回填。。

2.4.2管道铺设

排水管道施工时,雨水管道和污水管道必须分开,不得混接,否则,将失去分流改造的意义。沟槽开挖至设计标高,复测无误验收合格后可进入下道工序施工,对超挖部分采用砂石回填。基础夯实紧密,表面平整。管道基础的接口部位应予留凹槽以便接口操作。接口完成后,随即用相同材料填筑密实。

管节下沟槽时,应避免与槽壁支撑及槽下的管道相互碰撞,管道的安装必须要符合质量要求,管道必须垫稳,管底坡度不得倒泛水,缝宽应均匀,管道内不得有泥土、砖石、垃圾、木块等杂物;管座混凝土应捣实,与管壁紧密结合。下管用人工或吊车吊装进行。根据测放的中心线,用细线控制好管道的一侧边线。采用吊车下管时,吊车应沿沟槽开行,且距沟槽边缘应大于一米,以避免沟壁坍塌,影响沟槽边坡的稳定。

2.5排水管网数字化管理

城市排水管网数字化管理系统应按照地理信息系统的概念,为城市排水管网系统量身订做一套专业地理信息系统。组成该系统的数字信息库将包括城市排水管网系统所有的图形数据和属性数据,为用户提供录入、编辑、修改及查询等功能。在此基础之上,结合城市的实际情况,在系统之中加入了一系列排水管网水力计算方法以实现对整个排水系统的模拟,并将进一步集成现状分析系统、水量预测、水质分析、事故分析、管网规划、优化设计、风险性分析等功能模块,使整个系统成为一个进行排水系统管理和计算分析的、功能齐全的软件包。

城市排水管网数字化管理与优化分析系统是一个既基于地理信息系统(GIS),又基于网络的管理与决策分析系统。其中数字化系统应具有对城市所有排水设施(雨水管网、污水管网、窨井、管渠等)进行日常管理操作的功能,如空间定位、查询、统计等;决策分析系统是建立在管网水力模型的基础之上,将为城市排水管网系统的规划、设计、运行等提供最优方案或辅助性的建议,达到指导相关人员制定决策的目的。

2.6加强管网后期设施维护和管理工作

一个市政排水管网的成功建设,不仅在于建成,更在于后期的维护和管理。因此,在管网的后期设施维护和管理中,提出以下几点建议,以提高市政排水管网的工作效果。一是要定期对管网设施进行清理和疏通,加强对泵站的管理。二是采取现代安全、高效的清掏技术和修补技术对管网设施进行维护。三是要加大对管网的宣传力度,增强市民对市政排水管网系统的保护意识,使得管网系统得到有效的保护,形成一个全面、有效的全民维护局面,提高市民对管网系统的认识,减少对管网系统的破坏。

三、市政给排水管网的管理

市政给排水管网施工要建立系统的质量管理体系,各级施工队伍要从上到下进行严格的质量控制。提升管理水平,建立城市给排水管网的计算机网络监控系统和中央调配系统,合理调配污水资源,利用现代高科技管理手段对地下管道实时排查、诊断;明确各级质安员的职责范围,从上到下成质量控制网络,健全各项质量管理制度;确立工程质量检查制度,工程施工资料整编交付办法都要详细规定,对具体的工程项目各道工序要有明确的内检标准和详细的工艺要求。

结束语

优化配置及管理城市给排水管网,是一个长期的系统工程。为了实现投资收益率以及系统稳定运行的目标,市政给排水系统不仅要在管网的规划及设计阶段对方案进行反复优化,而且还应该在各种情况的紧急处理、升级维护等方面进行全面综合考虑。只有这样,才能实现给排水管网的优化配置及管理。

参考文献

[1]刘海涛,李莉.市政排水管网优化设计的方法[J].中国市政工程,2008,06:38-39+89.

[2]李敏.优化市政排水管网设计探讨[J].山西建筑,2013,(36).

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