创新市政排水管网设计提升城市水环境质量

创新市政排水管网设计提升城市水环境质量

吴雄伦

中国建筑第四工程局有限公司

摘要：城市水环境质量是衡量城市可持续发展能力的重要指标之一。良好的水环境不仅能够提升市民的生活质量，还能够促进城市的经济和社会进步。市政排水管网作为城市水环境管理的关键环节，其设计和运行效率直接影响到城市水环境的质量。

关键词：市政排水；管网设计；水环境质量

1城市水环境现状及问题

城市水环境质量是城市发展中一个重要的环境问题。随着城市化进程的加快和人口规模的不断增加，城市水环境受到严重影响。首先，城市废水排放量大，污染物浓度高，导致水体富营养化、重金属超标等问题日益突出。其次，城市雨污分流不畅、雨水管网老化、污水管网堵塞等问题也日益显现。再者，城市水体水质恶化导致饮用水安全受到威胁，给居民生活带来了严重困扰。综上所述，城市水环境问题已成为亟待解决的焦点。针对城市水环境问题，需要从源头入手，采取有效的治理措施。首先，要对城市废水排放进行严格管控，减少污染物的排放，降低水体污染的风险。其次，需要加强城市雨污分流系统的建设和维护，确保雨水排放和污水排放得到有效分流，减少管网淤堵和雨污混流的现象。最后，还需加强水体监测和管理，提高水质监测频次和水质监测技术水平，为城市水环境质量提升提供科学依据。

2创新技术在城市排水管网设计中的应用

2.1绿色生态设计在排水系统中的应用

绿色生态设计作为一种可持续发展的理念，在城市排水管网设计中得到了广泛的应用。其核心思想是通过模仿自然系统的原理，构建具有生态功能的排水系统，以达到净化水质、减少洪涝、改善生态环境等目的。在城市排水管网设计中，绿色生态设计主要包括雨水收集利用、生态湿地建设、绿色屋顶和透水铺装等技术。雨水收集利用技术通过设置雨水收集管网和蓄水设施，将雨水进行收集、储存和利用，用于灌溉、景观水体补充和地下水补给等用途，减少了城市排水系统的负荷，同时提高了水资源的利用效率。其次，生态湿地建设是将湿地生态系统引入城市排水系统中，通过湿地植物的生长和微生物的作用，对污水进行自然净化，减少了污水排放对水环境的影响，实现了水资源的再生利用。此外，绿色屋顶和透水铺装技术可以有效减少雨水径流，改善城市热岛效应，提高城市生态环境的质量。

2.2智能监测与调控技术

随着信息技术的发展，智能监测与调控技术在城市排水管网设计中得到了广泛的应用。该技术利用传感器、遥感技术、互联网技术等手段，对城市排水系统进行实时监测和远程调控，实现了管网运行的智能化管理和优化控制。智能监测技术通过部署水质、水位、流量等传感器，实时监测城市排水系统的运行状态，可以及时发现管网漏损、污水外溢等问题，为排水系统的维护和管理提供了数据支持。其次，智能调控技术通过智能控制阀门、泵站等设备，实现对排水系统的远程调控，可以根据实时监测数据对排水系统进行智能化优化，提高了排水系统的运行效率和稳定性。此外，智能监测与调控技术还可以结合大数据分析、人工智能等技术，实现对排水系统的预测性维护和智能化决策。

2.3新材料在排水管网建设中的应用

新材料的应用是城市排水管网设计中的又一项创新技术。传统的排水管网多采用混凝土、陶瓷等材料，存在着重量大、施工周期长、维护成本高等问题，而新材料的应用可以有效地解决这些问题。聚乙烯、聚丙烯等塑料管材具有重量轻、耐腐蚀、施工便捷等优点，广泛应用于城市排水管网建设中，可以降低施工成本、减少管网漏损，并且具有较长的使用寿命。其次，玻璃钢管材具有耐腐蚀、抗压强度高等特点，适用于污水、雨水等不同排水系统，能够满足不同排水要求，提高了排水系统的适用性和稳定性。此外，新型复合材料的应用也为排水管网的设计提供了更多的选择，比如碳纤维增强复合材料在排水管网的加固和修复中具有良好的应用前景。新材料在排水管网建设中的应用，不仅可以解决传统管网存在的问题，还可以提高排水系统的稳定性和耐久性，为城市水环境质量的提升提供了可靠的技术支持。

3优化市政排水管网设计提升城市水环境质量

3.1管网延伸与改造

在城市排水系统中，管网的延伸与改造是优化市政排水管网设计的重要环节。首先，对于已有的排水管网，需要进行全面的评估和分析，包括管道材质、管径、排水能力等参数的检测和评估。通过现状的分析，可以确定哪些部分需要进行改造和优化。其次，对于新建的排水管网，需要根据城市的规划和发展需求，科学合理地设计管网的布局和结构。在管网设计过程中，需要充分考虑城市的地形地貌、降雨特点和污水排放量等因素，从而实现排水系统的高效运行和排放。管网的延伸与改造不仅仅是简单地增加管道长度，更需要考虑管道的连接方式、排水能力的匹配以及污水处理设施的配套。同时，管网的改造还需要考虑到城市的发展规划和环境保护的要求，以实现排水系统与城市发展的协调发展。在实际操作中，可以采用地理信息系统（GIS）和三维数字化技术对管网进行精细化管理和设计。通过数字化技术，可以更加直观地展现管网的布局和结构，为管网的延伸与改造提供科学依据和技术支持。

3.2水资源综合利用与再生水利用

水资源是城市生活和生产的重要基础，而水资源的综合利用与再生水利用是优化市政排水管网设计的重要内容之一。在排水系统设计中，需要综合考虑雨水、污水以及再生水的利用和处理方式，实现水资源的高效利用和循环利用。针对雨水，可以采用雨水收集系统，将雨水进行收集和储存，用于灌溉、景观水体补充等方面，减少城市雨洪对排水系统的冲击。其次，对于污水，可以通过污水处理设施将污水进行处理后，将部分清洁的水再利用于城市绿化、冲洗马路等方面，减少对自来水资源的消耗。最后，再生水利用是指对污水进行处理后，将水质符合再利用标准的污水再次利用于工业生产、农业灌溉等方面，实现水资源的循环利用。水资源综合利用与再生水利用不仅可以减少城市对外部水资源的依赖，还可以减少污水排放对环境的影响，提升城市水环境的整体质量。

3.3投入产出效益评估与成效分析

在优化市政排水管网设计过程中，需要进行投入产出效益评估与成效分析，以科学评估排水系统建设与改造的效益和成本。在这一过程中，需要考虑到建设与改造的投入成本、排水系统的运行维护成本以及环境效益等方面的因素。对于排水系统的建设与改造投入成本，需要进行全面的核算和评估，包括管道材料、施工费用、设备购置等方面。其次，对于排水系统的运行维护成本，需要考虑到排水系统的长期运行维护所需的人力、物力和财力成本。最后，需要对排水系统建设与改造后的环境效益进行评估，包括减少洪涝灾害、提升水环境质量、改善城市生活品质等方面的效益。

结束语

创新市政排水管网设计对提升城市水环境质量具有重要意义。通过科学规划、绿色设计和智能化管理等方面的创新，可以有效解决当前市政排水管网面临的问题，提高排水系统的运行效率和抗灾能力，减少对环境的负面影响，实现城市水环境的可持续发展。因此，政府、企业和学术界应共同努力，加强合作研究和技术创新，推动市政排水管网设计的创新和发展，为提升城市水环境质量做出更大贡献。

参考文献

[1]徐青吟.市政排水管网改造工程施工风险管理研究[D].福建工程学院,2023.

[2]廖平凡.浅析市政排水管网工程施工质量管理与控制[J].技术与市场,2022,29(02):140-141+144.

[3]吕耀志.市政排水管网整治工作展望[J].城乡建设,2019,(04):16-18.

【作者简介】吴雄伦（1992-），男，汉族，广东广州人，本科，中级工程师，研究方向：市政给排水

 工作单位：中国建筑第四工程局有限公司

邮编：510000