天津市市政工程设计研究院天津300392
摘要：市政给排水工程设计对于一个城市基础设计建设来说具有着重要的意义，它直接关系着一个城市未来的发展以及该城市的水资源是否能合理的开发利用以及居民居住环境的好坏。这要求市政给排水设计必须从宏观、中观、微观三个层面进行认真思考与研究，以寻求城市水资源的合理利用，实现现代化城市的可持续发展。本文首先分析了市政给排水设计的现状，然后分别从宏观、中观、微观三大方面详细探讨了市政工程给排水设计的要点。
关键词：市政；给排水设计；宏观；污水
1市政给排水设计的现状
水是城市生存和发展的命脉，随着城市规模的扩大和经济的发展，水资源供求或趋向平衡，或已出现水资源短缺现象。以往给排水工作常把重点放在寻找水源上，但由于受区域水资源富有程度、距离城市的远近、水资源开发利用水平、水资源使用的多目标性、城市的经济承受能力以及水资源保护的难度等众多制约影响，往往难以寻求到理想的水源。以中小河流为水源的城镇供水大都取白天然径流，但缺乏径流调节能力，一方面水资源利用率较低，大量的水白白流失，一方面枯水时节取水困难，易出现水源短缺现象。而对于傍邻大江大河或大型水库的城镇，由于水量丰沛而价值低估，浪费现象严重，节水意识淡薄，使城市供水系统的建设速度往往落后于用水增长的速度，而不堪重负，高峰时甚至出现明显缺水情况，使得水资源短缺与浪费并存。
城市水资源问题普遍存在于各类城市中。因此，水资源的开发和利用已成为给排水设计必须把握和解决的首要问题。
2宏观层面的市政给排水设计
市政给排水规划设计宏观层面所面对是大范围的思考，涉及到规划区范围以外甚至跨地区的区域性问题，影响深远，对城市可持续发展有着举足轻重的作用。在给水方面，主要体现在水源及其保护，区域水资源平衡及区域供水规划；在排水方面主要是防洪排涝规划设计以及河网区域污染控制，它要求我们必须有宽阔眼界与系统创新的思维。
2.1防洪排涝规划设计
城市排水是解决较小汇流面积上短历暴雨产生的排水问题，采用的是暴雨公式，暴雨时段控制在5～120min，选用暴雨样本是年超大值法；而排洪考虑汇水面积大，目前多采用水文公式（也是暴雨推理公式），使用某重现期（如10年一遇）24h暴雨量为基本数据，其选用暴雨样本是年最大值法。因此进行防洪排洪规划时，应充分考虑排洪与排水重现期标准衔接问题。排洪规划重现期应根据城市重要性以及排洪流域面积的大小因素综合考量后确定。排洪汇水面积越大，重现期标准越高，大中城市排洪标准不宜小于20年一遇（防洪标准GB50201-94）。
排洪措施主要有地面全抬高方案和雨水泵加滞洪区方案（地面不抬高或部分抬高）。对于山区，考虑到内洪来得快、退得快，设置雨水泵站效益不大，宜采用全抬高方案，但同时也要考虑现状村庄过渡，可设置局部的抽排设施。
2.2区域水资源平衡与区域供水
水资源在时间与空间上存在着分布不均以及水质性缺水现象，认真进行水资源平衡，优化水资源配置，提倡区域供水就显得十分重要。特别在从事具体城镇给水规划设计时，一定要进行区域水资源供需平衡分析，否则它会成为制约城市发展的主要因素之一。
要做好水资源供需平衡首先要做好需水量预测工作。需水量考虑的主要因素有：城市和村镇生活用水、市政（含消防）用水、工业用水、农业灌溉用水、畜牧业用水、渔业用水，还要考虑流域江河本身生态流量需求。其中值得注意的是工业用水量预测，目前设计时多用用地指标法和万元工业产值法，但由于近年来传统产业设备更新速度加快以及非传统产业，如信息产业的快速发展，用上述两种方法来进行工业用水量预测会带来较大的偏差，应引起足够的注意。
2.3污水处理思路
一段时期以来，我国污水处理业界比较推崇污水集中处理，理由是污水厂规模经营，效率高，污水厂运营成本低，处理出水水质有保证等。但随着时间的推移，其缺点也逐步暴露出来，过度集中污水处理主要存在如下问题：
一是巨额管网投资（越下游管径越大，投资巨增）；二是运营的高能耗（中途提升泵站多，能耗大）；三是无法进行中水就近利用。对此，很多污水采用BOT形式营建，这对污水适度分散处理提供了方便，污水适当分散处理是区域污水处理发展的方向。
2.4提高水资源利用效率的措施
在城市给水设计中应采取以下措施：
一是在缺水城市调整产业结构及用地结构，限制大耗水工业的发展，提倡实行节水工程与企业新、扩、改工程同时设计、同时施工、同时投产，全面提高工业重复用水率。
二是对与城市供水存在一定矛盾的上游农业区应积极发展节水农业，包括调整种植结构、产业结构使之与资源条件相匹配并推行节水灌溉，为下游城市提供丰裕的水资源环境。
三是在城市用水规模预测中把工业节水指标考虑进去，不能老像过去那样把“节水”停留在口号上，应把软指标变为硬指标，改长期沿用的“万元产值预测法”、“经验指标法”、“增长率法”等工业用水量预测法为“重复利用率-万元产值用水量预测法”，以消除以往供水规模预测与节水目标控制互不相干甚至自相矛盾的状况，使工业复用水率这一主要节水控制指标落到实处。
四是随着产业的技术进步、社会文明程度与节水意识的提高，不断改善用水工艺、用水器具及输配水设施，降低用水单耗，防止跑、冒、滴、漏现象的发生。
3中观层面的市政给排水设计
中观层面主要体现在城镇及片区给水系统和排水系统的设计，它起着承上启下的作用。
3.1给水系统设计
在中观层面出现问题是城市供水日变化系数变大，高峰供水量增大，从而相应加大水厂供水规模。因此在这背景下，城市供水系数应考虑设置对置水塔或高位水池的方式来降低日变化系数，同时也提升供水安全度。
同时给水系统规划设计应充分考虑近远期结合，为未来留下发展空间，譬如道路管线综合时给水管位的预留，给水管径合理确定等等，避免重复投资，争取效益最大化。
3.2排水系统设计
雨水排水系统
雨水系统规划设计应与城市防洪排涝规划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。譬如，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P=1年情况下，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。
3.3污水系统合流制与分流制
一般而言，在新城区采用分流制，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。雨污系统中有一根接错，两个系统就相通，可能就是合流制。
根据某污水厂厂外管网工程实践证明，完全分流制必须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。同时初期雨水污染也比较严重，截流式合流制有利于初期雨水的截流，因此中小城市建议以截流式合流制为宜。
4微观层面的市政工程给排水设计
微观层面主要具体单项市政工程给排水规划和设计。譬如工业或住宅小区给排水规划与设计，一座或几座建筑物给排水消防设计，一座污水厂设计，一条道路给排水设计等等，它是理想变为现实最直接的环节。
4.1雨水管道设计的思路
在缺水地区或地下水较深区域，尽量使雨水不排人下水道，尽量通过设计施工，将雨水渗透或截留。一则可以减少排水负荷，减少雨水管道投资；二则增加地下水补给，涵养地下水，进行水生态修复。另外，也可以设置雨水贮水池截留雨水作中水使用，但这要根据项目的具体情况，因地制宜。譬如地下水位高，下雨后地面充分湿润，地下径流很大，就不宜采用渗透法。
4.2新型给排水管材的应用
在给排水工程中推广PCCP管、PVC-u管、PE管、聚丙烯（PP）等新型塑料复合管材，符合国家以塑代钢政策。同时管道摩阻小、排水量大、重量轻、施工方便，受到业主及施工方一致欢迎。但在具体使用过程中，应注意施工造成管道变形超标的问题，应确保管道两侧回填土的回填质量，必须分层夯实，使其密实度能够达到95％以上。
4.3大空间消防给水及建筑压力雨水系统设计
近年来，大空间展览馆、体育馆、大空间大跨度工业厂房层出不穷，产生大空间建筑智能灭火装置（例如水炮等灭水装置），以及利用虹吸原理进行压力雨水管系统设计新方法新技术（雨水管可以平设），满足了现代城市发展需要。
5结语
综上，要建设好一座城市就必须对其进行严密而科学的规划，保证其规划能够预见到将来城市的发展规模以及发展方向、发展布局等等这一系列的问题。而作为城市基础建设的给排水工程设计则与其之间有着相辅相成的关系。因此城市给排水设计要秉持可持续发展理念，从全局和系统的角度加上创新的思维，运用创新技术来优化设计现代城市市政工程给排水系统、污水处理系统、消防水系统等市政公用设施，这应该是每位市政给排水工作者努力实现的目标。
参考文献：
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