方宇 王烨冬 陆颂

（1.中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430010；
2.重庆市渝山水资源开发有限公司，重庆 402760）

现阶段我国社会经济发展迅速，各行业领域对于资源的需求量也不断增加，在资源总量有限的情况下，必须要通过贯彻节能理念来实现资源的可持续利用。近年来，我国加大城市化建设步伐，城市基础设施建设中，市政给排水工程尤为重要，在城市建设规划要求不断提高的背景下，给排水建设标准要求也不断提高。当前，美丽城市、低碳城市的观念深入人心，城市建设过程当中越来越强调节能理念与节能技术的引入和应用，因此，在市政给排水工程设计中，也应该关注节能技术的积极引入，坚持低碳环保，绿色可持续发展方向。市政给排水工程，作为城市建设基础设施，其建设规模比较大，对于各种资源以及材料的消耗量比较大，为此，必须要高度重视市政给排水设计，正视现阶段市政给排水设计存在的问题，并采取有针对性的解决方案，积极引入节能技术，关注市政基础设施建设的可持续发展，维护城市生态环境平衡，保障城市健康发展。

近些年来我国城市建设发展速度非常快，与此同时，城市环境污染问题也越来越严重，已经形成了较大的水资源危机。在市政给排水系统设计中，必须要对水资源的高效合理利用进行科学考虑。应该结合实际情况利用城市水资源，挖掘城市水资源潜能。由于城市水资源分布比较广泛，在进行给排水设计时，应该给予水资源配置充分的关注。在市政排水设计中，需要注意以下几个方面的问题：一方面是污水设计。在排水系统规划建设过程中，应该充分考虑城市污水的问题，协调污水厂的处理能力与污水排放量；
另外一方面，目前城市不透水面积不断增大，必须通过先经济方法与技术的应用来提高雨水入渗率，以避免出现“水浸街”的情况。除此以外，在市政排水系统设计过程中，对管道材料质量、施工工艺等应该给予充分的考虑，设计合理科学的排水体系，以确保能够得到较为科学合理的设计数据。虽然我国水资源总量比较丰富，但在人口基数庞大的情况下，人均水资源拥有量远低于世界平均水平，对此，为了保证水资源的可持续利用，就必须将节能技术引入市政给排水设计中。

从当前我国市政给排水设计施工的实际情况来看，主要存在以下几个方面的问题。

2.1 节能减排意识不足

从当前市政给排水设计来看，节能意识不足是一个突出的问题，主要体现在两个方面：一方面，一部分市政给排水设计人员在传统设计理念的制约下，以及片面迎合施工单位的要求，而没有重视市政给排水工程节能减排的需要；
另一方面，市政给排水工程施工过程当中，有一些施工单位为了片面追求施工效益，降低施工成本，从而不愿意在给排水设计施工方面引入节能技术。节能减排意识不足，导致市政给排水设计没有绿色可持续发展理念，这与当下我国城市化建设的相关要求背道而驰。

2.2 设计缺乏协调性

当前，我国城市化建设可谓是日新月异，不同的工程领域有着不同的施工标准和技术要求，而很多工程施工都会对给排水设计造成影响。从当前市政给排水施工设计来看，往往欠缺对城市整体市政设施的全方位考虑，尤其缺乏前瞻性，没有能够和其他类型的建设有机衔接起来，从而存在设计不协调的问题，这样的设计方案往往会导致排水不畅，引发环境污染等问题，甚至埋下较大的安全隐患。现阶段城市工程类型多种多样，施工非常频繁，就市政工程给排水系统进行改造以及设计时，常常会受制于经济投资，因此欠缺长远的考虑。例如，在对，雨水管道的设计方案中，存在径流计算不准确、管材质量不达标以及管道敷设不合理等多个方面的问题，污水管道没有安装好相关的处理设施，从而给污水处理厂造成极大的压力和负担，容易给环境造成严重的污染。目前我国许多市政工程项目建设都是根据城市发展规划方案来实施的，但很多城市发展规划实际上具有滞后性，没有与时俱进，对其中的一些内容进行调整，但城市发展的步伐不断加快，城市人口规模也不断增加，原本的规划方案可能逐步出现不合理之处，沿用过去的设计方案，自然难以满足现实需要。由于城市规划设计的长远方案同现实情况不符合，也增加了市政给排水设计的难度。

2.3 市政给排水管网运行存在异常

给排水管网运行存在异常情况的主要原因包括管材质量不过关，管道长时间使用出现老化以及长期超负荷运行、敷设不合理等等，由于这些问题的存在，直接导致了水资源的损失，同时也影响了供水水质，降低了供水的品质。我国有很多老城区的供水管道使用年限比较久，管道长时间的负荷比较重，长期处于超限运行的状态，再加上原本落后的材质，导致管道出现严重的漏水等问题，不仅直接造成了水资源的浪费。同时，管道发生破损，，在后续的水资源传输过程当中，水流就会渗入到周围的土壤当中，不仅导致管道锈蚀，缩短管道的使用年限，甚至还可能引发路基塌陷等严重的后果。除此以外，还存在管道敷设不合理的问题。在市政给排水工程施工过程当中，由于没有进行全方位的施工监管，导致施工过程中存在管道材料不合格以及管道敷设施工不标准等情况。例如，主管道埋设深度不够，从而导致支管道中的水汇入困难，由此增加了支管道的承受压力，直接造成管道损坏。除此以外，在一些老城区的常见雨污合流管段，常常存在管段破损、污水渗漏的问题，对城市环境造成极其不良的影响。

图1 市政给排水系统

3.1 进行科学的给排水设计规划

每个城市发展的情况不同，在市政给排水设计中也需要因地制宜，采取科学合理的设计方案。在规划设计过程当中，为了践行可持续发展理念，实现节能减排的目的，就必须在不违背城市整体规划的情况下进行科学设计。具体而言，可以采取以下几方面策略：首先，对水系统必须进行全面科学的规划设计。充分利用好水管道中的水，如果管道压力足够，那么就不需要进行加压；
其次，可采取加压供水和直接供水的分区供水模式；
再次，对污水量必须进行科学的预估。在当前城市快速发展的背景下，城市人口的规模不断增加，与之相对应的是排水量规模的不断扩大，因此，在给排水设计过程中，应该科学预估污水排放量，合理规划管道敷设，以避免因污水排放量过大，而导致管道负荷超限引发破裂等情况。最后，针对洪涝灾害要提出预处理措施。具体可根据城市多年来的规划以及洪涝灾害数据，对城市汛期进行提前合理预估，并设计好灾害预处理方案，以确保在洪涝灾害发生时，城市排水系统能够正常运行，从而避免内涝现象。

3.2 有效降低管道漏损率

管道是市政给排水设计中使用量非常大的一种材料，管道出现漏损现象，不但会影响其功能的正常发挥，导致水资源浪费现象，同时还可能埋下一定的安全隐患，因此必须要引起足够的重视。为有效降低管道漏损率，融入节能设计理念，就必须做好以下几方面工作：首先，在给排水设计过程中，对于管材以及接口应该进行合理选择，确保管网压力以及水量分配能够得到优化，从而使管道不会承受过载压力，能够有效降低管道发生破损等的几率。另外，在市政给排水设计中，在新建给水管道时，应该选择品质达标、符合国家相关要求的管材，采用高度较好且不易生锈的管道材料，例如球墨铸铁管、聚乙烯管材等。除此以外，设计人员还要注意，对供水管网进行优化设计，水源一旦发生改变，要根据平差等手段来对供水管道的压力以及管径进行合理化设计，以避免管道长期处于超负荷运行状态，从而导致管道漏损，影响其正常使用。除此以外，在市政给排水设计当中还可以积极建设“互联网+智慧水务”平台等，针对供水管网进行更加有针对性的管理，通过在不同管理区域的进出水管上安装流量计，就可以对管道漏损情况有较为全面的把握和监测。比如，当在某次检测中出现流量同平时流量相比差距比较大的情况，就可以快速发现管道漏损问题，并查找相应部位，及时进行堵截维修。

3.3 合理应用中水系统

我国水资源总量储备丰富，但由于人口基数庞大，城市化进程不断推进，因而水资源消耗量巨大，再加上水资源浪费比较严重，因此贯彻落实可持续发展理念，使水资源节约深入人心非常重要。所谓中水指的并不是受到严重污染的水资源，这类水资源虽然不是纯净水资源，但仍然可以进行合理化利用。例如，厕所用水量比较大，如果使用纯净水资源，必然会造成极大的资源浪费，而应用中水就能够一定程度上实现资源节约。所谓中水回用系统，实际上就是将城市生活污水或者是工业废水经过，深层次的技术处理之后，使其中的一些有害有毒物质被很好地去除，净化之后，从而满足国家相应的“杂用水”标准，在生活中同样能够发挥其利用价值。在城市给排水设计中，合理应用中水回用系统，不但能够解决污水排放的问题，同时能够通过水资源的循环利用，极大减少水资源的浪费。中水系统的显著优势在于水资源的循环利用，这对于减少水资源浪费，践行水资源节约理念至关重要。

3.4 做好积水管道压力管控

在给排水管道中，水的流动存在着一定的压力，如果这种压力在适宜范围内，那么对于给排水管道的影响并不大，如果这种压力超过了管道所能够承载的负荷，那么便很容易造成管道破损。因此，在市政给排水设计中，关注积水管的压力管控也是非常必要的。对于水量压力比较小的情况，可以不用做特殊处理，直接供水即可。而对于城市高层用户，由于水压比较大，因此往往要采用二次加压方式进行供水，以尽可能降低水压对管道造成的不良影响。

3.5 科学敷设管网

从影响给排水工程造价的各种因素来看，管道管材以及埋深是其中的重要影响因素。一般情况下，要尽可能避免进行雨水以及污水管道的长距离敷设，并要控制好其埋设深度，以此才能够实现碳减排，贯彻节能理念。在进行污水以及雨水的管道布置时，可尽量将其布置在非机动车道下方，进行单侧或者双侧平行布置。在市政给排水污水设计中，对于比较偏远的城市郊区周围缺乏污水处理设备的情况下，可以考虑增加小型污水处理设备，以避免污水进行长距离输送造成成本增加。处理设备的选用既要考虑到其应用质量，同时也要考虑到能耗问题，尽可能选用低耗能的设备。此外，还可以充分运用先进的人工智能技术，对进出水水量以及水质等数据进行实时监测，精细化控制加药系统，以尽可能减少能源损耗以及药耗，达到污水处理低碳运行的目的。在市政雨水排水设计中，应该积极引进“海绵城市”理念，“海绵城市”具有良好的适应弹性，下雨时能够实现吸水、蓄水以及净水，在需要时又可以将蓄水“释放”利用，对于保护城市生态平衡而言具有重要意义。通过统筹设计雨水花园、景观水池、生态树池、生物滞留池、下沉广场等LID设施，充分利用截留、下渗的方式，来降低城市汛期雨水径流，以避免出现城市内涝问题，同时还能够实现节能目的。

3.6 合理利用可再生能源

市政给排水工程是一个系统化、综合化的大型工程，在工程设计的过程当中，贯彻落实节能减排理念，不仅仅要控制好水资源能耗，同时还要尽可能实现对其他可再生资源的高效利用。太阳能作为一种可再生能源，同时也是一种清洁能源，不会对生态环境造成污染。因此，在市政给排水设计过程中也可以考虑利用太阳能，来为给排水工程运转提供相关的能源支持。当然，还有其他很多新型能源，同样也可以应用到市政给排水工程建设中。随着相关技术不断成熟，未来将会有更多可再生能源用于市政给排水工程建设，能够大力促进节能减排工作的开展。

3.7 应用雨污分流制系统

在市政给排水设计过程中，可应用雨污分流制系统，也就是将雨水以及污水进行分门别类的收集输送以及排放，雨水主要排放的城市河流以及其他城市水体中，而污水则要集中运输的污水处理厂站。进行雨污分流设计，其主要目的在于降低城市污水处理厂的处理压力，确保污水处理效率和污水处理量，以实现污水处理的碳排放控制目的。同时这样做也有利于降低污水处理厂的处理成本，实现节能目的。针对市政工程中的雨水管道，可根据暴雨强度公式，划分径流分区并进行科学的计算设计。在道路两侧可预留用户井，其目的是为周边用户支管集中接入提供便利。此外，要注意，市政污水管道的检查井间距不能设置过长，否则便不利于进行清淤，增大相关工作负担和成本。

综上所述，虽然从整体上看我国资源总量比较丰富，但是不可再生资源的总量是有限的，而在长时间的开发利用中，资源总量会不断减少，人均资源占有量越来越少，这必然不利于社会的可持续发展，也不利于现代化城市建设。当前我国能源紧缺问题越来越突出，对经济发展造成了不良影响，因此，在城市基础设施建设过程当中，必须要积极融入新的理念。市政给排水设计应该充分关注节能因素，应用先进的节能技术，只有这样才能够尽可能减少水资源浪费，提高水资源利用率，以使市政给排水工程创造更大的经济效益、社会效益。从市政给排水设计的现状来看，还存在资源节约意识不足、欠缺系统化规划的问题，对此，有必要针对相关问题引进节能技术，尽可能提高市政给排水设计的合理性和科学性，减少市政给排水工程的能源消耗与建设成本，推动我国城市健康可持续发展。

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