摘要：近兩年我國(guó)加大了對(duì)環(huán)境污染懲治力度，有力的改善了污水污染現(xiàn)象。但是在污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中仍面臨著很多設(shè)計(jì)問(wèn)題，這些問(wèn)題嚴(yán)重影響著污水的正常排放，從而對(duì)環(huán)境和人們生活帶來(lái)很大危害。因此，本文在闡述一些設(shè)計(jì)問(wèn)題的基礎(chǔ)上，提出了更新的設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：污水管網(wǎng) 設(shè)計(jì) 問(wèn)題 對(duì)策

1、污水管網(wǎng)概述

污水管網(wǎng)主要是指一個(gè)城市或者一個(gè)區(qū)域把需要收集的排污口的污水收集起來(lái)，通過(guò)管道排到污水處理廠，這些管道就組成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，俗稱管網(wǎng)。因?yàn)樗怯脕?lái)收集污水的，所以是污水管網(wǎng)。污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是在第一時(shí)間將污水收集起來(lái)，并且還要安全的輸送到相應(yīng)的污水處理廠內(nèi)，從而降低對(duì)環(huán)境污染的程度，為市民提供更加清潔、健康、有序的生活。就當(dāng)前來(lái)說(shuō)，評(píng)價(jià)一個(gè)城市現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一就是該城市污水管網(wǎng)系統(tǒng)是否非常完善，而目前我國(guó)大部分城鎮(zhèn)并沒(méi)有非常健全的污水管網(wǎng)系統(tǒng)，他們?cè)谂欧盼鬯畷r(shí)，常常選擇河道、街道甚至隨意排放，在破壞環(huán)境的同時(shí)，還嚴(yán)重影響著人們的正常生活；另外即使有些城鎮(zhèn)具備污水排放管道，但是由于級(jí)別太低，跟城市的快速發(fā)展差距太大，從而影響著人們的正常生活，甚至還嚴(yán)重制約著城市的健康發(fā)展。

2、污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

隨著近幾年我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)環(huán)保的要求越來(lái)越高，我國(guó)很多城鎮(zhèn)政府都增加了污水管網(wǎng)系統(tǒng)資金的投入力度，從而有效的改善了城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)的排水效果；然而跟歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比，扔還有非常大的差距，尤其是在污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)方面存在著非常多的問(wèn)題，這些問(wèn)題嚴(yán)重制約著城鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也對(duì)城鎮(zhèn)的形象產(chǎn)生不良影響。所以我國(guó)當(dāng)前所面臨的嚴(yán)峻形勢(shì)就是，加大對(duì)污水管網(wǎng)系統(tǒng)人力和財(cái)力投入力度，不斷改善污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中遇到的各種問(wèn)題，從而改善城鎮(zhèn)居住環(huán)境，這對(duì)提高我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展起著非常重要的作用。下面我們就當(dāng)前我國(guó)污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中所面臨的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的探討：

2.1.排水體制設(shè)計(jì)方面問(wèn)題

當(dāng)前我國(guó)很多設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)排水體制時(shí)，考慮范圍太小，只是站在局部或某一部分角度去思考問(wèn)題，而沒(méi)有做到全局思考；另外，還有就是在設(shè)計(jì)時(shí)只是針對(duì)環(huán)境效益進(jìn)行充分考慮，而沒(méi)有將環(huán)境效益跟社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益有效結(jié)合起來(lái)，沒(méi)有做到統(tǒng)一。因此，排水體制設(shè)計(jì)沒(méi)有全局考慮，從而導(dǎo)致污水管網(wǎng)系統(tǒng)不完善。

2.2.污水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)問(wèn)題

設(shè)計(jì)人員在對(duì)污水管網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以下幾方面的問(wèn)題：一是，對(duì)當(dāng)?shù)氐孛驳匦螞](méi)有進(jìn)行充分考察；二是，對(duì)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況沒(méi)有經(jīng)過(guò)專業(yè)的調(diào)查；三是，管道和泵站布置時(shí)過(guò)意隨意，沒(méi)有針對(duì)性等等，這些問(wèn)題都會(huì)嚴(yán)重影響著污水管網(wǎng)的施工和運(yùn)行，一旦沒(méi)有設(shè)計(jì)好，將會(huì)帶來(lái)不可估量的后果。

2.3.污水管網(wǎng)水力各項(xiàng)參數(shù)計(jì)算問(wèn)題

設(shè)計(jì)人員在對(duì)污水管網(wǎng)水力各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，沒(méi)有嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，從而嚴(yán)重影響著污水管網(wǎng)的正常使用。例如，在設(shè)計(jì)管徑時(shí)，按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不同的材料管徑的遞增（減）都必須嚴(yán)格按照相應(yīng)的級(jí)別進(jìn)行，而很多設(shè)計(jì)人員經(jīng)常會(huì)忽略這點(diǎn)，認(rèn)為只要差不多就行，沒(méi)有必要嚴(yán)格按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；另外還有在對(duì)流速進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，沒(méi)有將流速設(shè)計(jì)在最大流速跟最小流速之間，認(rèn)為稍微出現(xiàn)一點(diǎn)偏差也沒(méi)有多大影響，但是在實(shí)際輸送過(guò)程中，一旦流速過(guò)大或太緩慢都會(huì)對(duì)管道造成非常大的影響，從而影響著污水的正常輸送。

3、污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)方法與對(duì)策

3.1.科學(xué)設(shè)計(jì)排水體制

選擇合適的排水體制是排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中非常重要的環(huán)節(jié)，它直接影響著污水管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工以及后期管理，對(duì)城鎮(zhèn)環(huán)境保護(hù)也起著非常重要的作用。因此，在污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)首先需要注意的問(wèn)題就是選擇合適的排水體制，這就需要設(shè)計(jì)人員站在全局的角度綜合考慮，將城鎮(zhèn)發(fā)展?fàn)顩r、環(huán)境狀況、現(xiàn)有的排水系統(tǒng)、氣候、地形、人文、街道等等都要考慮進(jìn)去，同時(shí)還必須遵循保護(hù)環(huán)境、降低投資成本、提高排水效果的原則，另外需要注意的設(shè)計(jì)問(wèn)題就是，還要對(duì)施工的可設(shè)施性和可操作性考慮進(jìn)去，總之設(shè)計(jì)人員在對(duì)污水管網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要站在全局的角度綜合考慮，最終確保工程能夠得到社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益以及環(huán)境效益有效統(tǒng)一。

3.2.注重污水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)

污水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)必須從以下四個(gè)方面進(jìn)行：一是，根據(jù)城鎮(zhèn)或區(qū)域的地形、街道、氣候、環(huán)境、水系狀況等科學(xué)合理的對(duì)污水區(qū)進(jìn)行劃分；二是，污水排放管道設(shè)計(jì)時(shí)必須經(jīng)過(guò)水力計(jì)算，根據(jù)最終的計(jì)算值合理布置污水管網(wǎng)，確保最終設(shè)計(jì)方案可行；三是，設(shè)計(jì)人員首先要進(jìn)行專業(yè)的調(diào)查研究，然后在對(duì)研究報(bào)告詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上綜合考慮，最終確定出準(zhǔn)確的污水量指標(biāo)，以便污水管網(wǎng)規(guī)模設(shè)計(jì)的科學(xué)、合理；四是，在管道和泵站布置時(shí)，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w地形環(huán)境，確保既減少管道的埋深，又達(dá)到了污水排放指標(biāo)。

3.3.創(chuàng)新污水管網(wǎng)水力的計(jì)算方法

污水在實(shí)際排放過(guò)程中屬于重力非滿流流態(tài)，而且水力的各項(xiàng)參數(shù)流量和流速受到污水管網(wǎng)內(nèi)表面和沉淀物的影響非常大，所以設(shè)計(jì)人員在對(duì)污水管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還面臨著排水管網(wǎng)水流紊動(dòng)性這一特性。因此要求設(shè)計(jì)人員在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)程，還按照均勻流來(lái)進(jìn)行計(jì)算，最后在對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化。如圖1所示為污水管網(wǎng)水力各項(xiàng)參數(shù)。

（1）H所對(duì)應(yīng)的圓心角θ可用公式1-1表示：

θ=2cos（2H/D-1） （1-1）

（2）S1表示θ所對(duì)應(yīng)的扇形面積：

（3）S2表示θ與弦圍成的三角形面積：

S2=（DH-D2/2） （1-3）

（5）流速設(shè)計(jì)：

（6）w表示過(guò)水的面積：

W=D2（θ-sinθ）/8 （1-6）

（7）R表示水力的半徑：

R=w/x=D（1-sinθ/θ）/4 （1-7）

（8）Q表示設(shè)計(jì)流量：

最終推出流速公式：

在以上公式中，管道管徑用D表示；過(guò)水?dāng)嗝娴纳疃扔肏來(lái)表示；過(guò)水?dāng)嗝娴膱A心角用θ來(lái)表示；坡度用i來(lái)表示；管段污水流量用Q來(lái)表示，單位m?/s；流速用v來(lái)表示，單位m/s；n表示污水管道的粗糙系數(shù)。

3.4.綜合考慮污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)水力各項(xiàng)參數(shù)約束

3.4.1.設(shè)計(jì)充滿度約束

設(shè)計(jì)充滿度主要是指過(guò)水?dāng)嗝娴纳疃雀艿拦軓街g的比值，即H/D，根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，非滿流設(shè)計(jì)排水管網(wǎng)充滿度為：（H/D）max≥（H/D）≥（H/D）min （1-10）

根據(jù)我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，（H/D）min在0.20以上，如果設(shè)計(jì)充滿度態(tài)度那么污水管網(wǎng)輸水能力就會(huì)受到制約。表1所示為在不同管徑下的（H/D）max值。

3.4.2.設(shè)計(jì)管徑約束

水力計(jì)算受到管徑的影響主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一是，最小管徑必須明確規(guī)定出，根據(jù)我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，街坊或廠區(qū)內(nèi)最小管徑為20cm，街道下面的最小管徑為30cm；二是，對(duì)管徑的遞減或遞增具有一定的約束，這主要是由于管徑的遞減或遞增不是均勻連續(xù)的，其遞增（減）規(guī)律為，在管徑小于50cm時(shí)，管徑是以5cm為一級(jí)進(jìn)行遞增（減）；當(dāng)管徑在50cm以上時(shí)，就會(huì)以10cm為以及進(jìn)行遞增（減）。另外，當(dāng)管道處于坡度變陡處時(shí)，設(shè)計(jì)人員就可以根據(jù)水力計(jì)算來(lái)計(jì)算管徑的大小，在這里需要注意的是，一定不能超過(guò)兩級(jí)，同時(shí)還必須在最小管徑以上。

3.4.3.設(shè)計(jì)流速約束

污水在排放過(guò)程中的流速太快或太慢對(duì)管道都不好，流速太快時(shí)，容易對(duì)管壁產(chǎn)生沖擊，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞管道；當(dāng)流速太緩慢時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)沉淀物沉積，久而久之淤積的就會(huì)太多造成擁堵，所以要求設(shè)計(jì)人員在對(duì)流速進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一定要將最大、最小流速設(shè)計(jì)好，這樣就能夠有效的避免流速過(guò)大或過(guò)小而對(duì)管道產(chǎn)生的破壞或擁堵，確保管道能夠正常運(yùn)輸，所以設(shè)計(jì)人員必須將流速控制在最大和最小之間。