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[摘 要]市政给排水工程是城市基础建设的重要环节。根据国内外对市政给排水工程的原则及设计的要求，本文认为对市政给排水工程的设计合理性措施主要包括给水管道管网设计，水管材料的选择，净水处理工艺流程的设计和水厂的运行管理四个方面。
[关键词]市政给排水设计；管网设计；净水处理；DCS系统
中图分类号：TD221 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）34-0090-01
1 引言
市政给排水工程是一个大型的、复杂的系统工程，是城市基础设施的重要组成部分。生活用水、工業生产用水、农业灌溉用水、消防用水等无一离不开它，市政给排水工程是城市供用水的保障基础，是给水工程净化水源和控制水的质量的重要环节。
2 市政给排水工程设计要点分析
2.1 给排水管道管网设计
（1）管道布置原则
市政给排水工程的输送水管道应设计经济合理的线路，其管道设计路线应根据道路规划要求呈环状走向，有利于施工和维护的便捷性。设计原则为：1）线路长度和变化幅度都是越小越好，混凝土工程量越少越好；2） 线路尽量不要占用田地和不占田地，注意避免跨过河流、山谷，山脊和地震带等的地区。3）市政给排水工程的水管总管道的路线应错开城市交通主干道，避免沿途重大拆迁。
（2）管道布置要求
给排水管道应根据实际条件设置检查井和排气设施。对井间距进行检查：当管径为 DN700 以下时，井间距应小于 200米；当管径在 DN700 ～DN1400的范围内时，井间距应小于400米。当输送原水时，因其含沙量较大，所以要根据给排水管道的要求设计检查井。对于压力水管，应预测水琢事件的发生机率，并最好采取预防设施。
（3）阀门、 消火栓的布置原则
根据城市建筑设计防火条例要求，供水管网上应包含地上式的室外消火栓。室外消火栓的间距不超过 120米， 消火栓距车行边道不超过两米，距建筑物一般不小于 5米。如果街道宽度小于 5米，消火栓距房屋外墙不小于1. 5米。在消火栓前应采用阀门在节点位置将环状输水管分割成若干个独立的分支，每个支段内消火栓的数量小于五个。管道上每两个检修阀门间应该设置排空管、吸气阀和排气阀，从而有利于维修管道。除了DN500及以上管道上设置的阀门一般采用软密封闸阀。阀门的设置位置一般遵循以下原则：分支管道与总干管道连接的地方一般在分支管道上设置阀门，干管上的阀门一般可设在连接管的下端，从而避免总管和支管之间的互相影响。
2.2 水管材料的可选类型
市政给排水工程的设计工程中常用的水管材料有聚乙烯管、球墨铸铁管、焊接钢管、预应力钢筋混凝土管和玻璃钢管等。
（1） 聚乙烯管 （polyethylene，PE）：PE管的主要材料是聚乙烯，逐渐应用于城市供水和供气等领域。聚乙烯管无毒、不需防腐，使用周期较长，输送水质佳，可承受较高内压。热熔焊接，或专用配件连接，施工便利，质量有保证，但是价格较高。
（2）球墨铸铁管 （Ductile iron pipe，DIP）：DIP管内部表层采用涂抹水泥砂浆的方式防腐，外部层采用喷涂沥青或喷锌的方式防腐。一般情况下对水质无任何影响，但当水中二氧化碳浓度大于 7mg/ L 时会导致内衬的砂浆流失。因此，该管的水必须二氧化碳浓度低，pH 值在 7. 0至7. 5之间，才不会影响水质。该管采用承插连接，并有各种配件连接，施工方便。在常用的给水管材中，DIP管的价格较低。
（3）焊接钢管 （Welded steel pipe，WSP）：WSP钢管材料目前的应用也比较广泛，主要应用于口径较大的埋地管道，焊接类型有直缝和螺旋缝焊接两种。应根据作用于管道上的内外负重量和埋地条件确定钢管壁的厚度。钢管壁厚度高的管道具有良好的伸缩性和抗震性。
（4）预应力钢筒混凝土管 （Prestressed Concrete Cylinder Pipe，PCCP）：PCCP管价格较低，抗震性能及水力条件较好，无需防腐。PCCP管多用于国内大型输水工程，目前在城市供水管网中已基本不采用PCCP管作为输水管道。
（5） 玻璃钢管（glass steel Pipe，GSP）：国内市场上现在主要有玻璃纤维增强树脂管和玻璃纤维增强树脂夹砂管两种。玻璃钢管作为一种新型管材，开始普遍应用于输水工程和化工等领域。目前国内已用的玻璃钢管最大口径可达DN1600。但是因为其制作标准尚未完善，管道故障率高。所以在应用中要十分注重管材的刚度及做好管道的基础，减少管道故障，确保工程的安全性。
2.3 净水处理工艺流程的设计
根据当地具体情况和发展的需要进行研究净水处理工艺的选择是市政给排水工程的设计中的首要和最关键的问题，良好的净水处理工艺是保证城市供水水质的大前提。 现代化水厂净水工艺流程一般都要经过采用桥板絮凝反应、平流沉淀，气水反冲滤池，清水池，加药消毒和废水处理。
（1）桥板絮凝反应
絮凝池一般呈网格状，分割成2组，每组2个格子，平行对称设计，絮凝流速一般在0.1～0.3米/秒的范围内。
（2）平流沉淀
在絮凝池后就设有沉淀池，采用平流沉淀的方式，沉淀池分成2 格，有效水深3米，水平流速为20毫米/秒左右，停留时间为2小时左右。通过水泵虹吸的方式进行泥沙的排出。沉淀池对出水浑浊度的控制限度为不得过5NTU。
（3） 气水反冲滤池
气水反冲洗滤池的滤料通常是均粒滤料。滤料厚度可达135厘米。采用气水反冲洗加表面扫洗方式，滤池进水的混浊度的控制限度为不得过5NTU，出水的混浊度的限度控制为不得过0.5NTU。滤池采用PLC全自动控制系统监控出水混浊度等参数进行控制滤池的最适宜反冲洗周期。 （4）清水池
为减少占地面积，清水池与平流式沉淀池叠合在一起进行合建，分为两组，为节约用电并确保加氯消毒接触时间符合规范，采用溢流堰过水方式由第一组进入第二组，使其始终保持高水位。
（5）加药消毒间
水厂供水的消毒一般采用加氯氣消毒，加药消毒间内包含氯库、加氯泵室和氯吸收装置和氯报警装置等。前加氯采用水射器负压式投加方式，按流量比例控制。后加氯采用计量泵自动控制，这种计量泵是一种容积泵，通过电流检测器检测到的电流信号自动控制计量泵冲程，调节冲程大小可以调节流量大小，通过调节驱动电机的转速来控制加药流量，当系统监测到药量不足时可打开进口阀吸进药剂，当药量过多时则打开出口阀，排出药剂，计量准确。
（6）废水处理设施
为保护生态环境，净水处理工程设计将水厂的排水实行清污分流，对水厂内含悬浮物浓度较高的絮凝池和沉淀池出水进行废水处理，处理设施包括调节池、浓缩池和离心机脱水间。经脱水后的泥渣最后填埋处理。
2.4 水厂的运行管理
水厂的运行管理也是重要环节。现代化水厂的运行管理采用了DCS自动监控系统 （集散型控制系统）控制水质。水厂出水水质应当根据GB50282-98《城市给水工程规划规范》 中规定的生活饮用水一级标准和《生活饮用水水质卫生规范》（2001）要求进行控制。
DCS 自动监控系统由取水泵房工作站、气水反冲洗滤池工作站、加药间工作站、送水泵房工作站和水厂中心控制室操作站五大组成部分。泵房机组由水厂中心控制室统一控制。
现代化水厂的运行管理除了水质的控制管理外，还应当注意水厂的日常运行对周围环境的影响。比如需要注意水厂修建大坝和水库过程中的不良操作或违规操作可能会引发山体滑坡。注意如果水厂水库的水质被污染，污染会扩散到周围的土地和造成地下水的污染。为了避免这些危害，水厂应当制定策略，采取措施，积极做好防控和水厂的运行管理。
3 结束语
作为一项复杂的系统工程，市政给排水工程的设计应综合考虑，合理确定，还要充分考虑到施工安装，建筑物在施工和使用阶段均应符合国家标准和规范要求。本文在参考大量文献的基础上重点就市政给排水工程的设计要点进行了重点分析和研究，作出归纳与总结，以期对今后的市政给排水工程的现代化施工建筑工程有一定参考价值。
参考文献
[1] 刘月波，吕敏行.给水工程的建设与发展[J].市政技术.2007，07（03）：45-46.
[2]丁颍.探讨城市市政给排水工程的设计[J].黑龙江水利科技.2015，02（13）：3-5.
[3]姚锐彬，张铭阳.城市市政给排水工程的设计要点[J].黑龙江水利科技.2012，03（3）：13-14.
[关键词]市政给排水设计；管网设计；净水处理；DCS系统
中图分类号：TD221 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）34-0090-01
1 引言
市政给排水工程是一个大型的、复杂的系统工程，是城市基础设施的重要组成部分。生活用水、工業生产用水、农业灌溉用水、消防用水等无一离不开它，市政给排水工程是城市供用水的保障基础，是给水工程净化水源和控制水的质量的重要环节。
2 市政给排水工程设计要点分析
2.1 给排水管道管网设计
（1）管道布置原则
市政给排水工程的输送水管道应设计经济合理的线路，其管道设计路线应根据道路规划要求呈环状走向，有利于施工和维护的便捷性。设计原则为：1）线路长度和变化幅度都是越小越好，混凝土工程量越少越好；2） 线路尽量不要占用田地和不占田地，注意避免跨过河流、山谷，山脊和地震带等的地区。3）市政给排水工程的水管总管道的路线应错开城市交通主干道，避免沿途重大拆迁。
（2）管道布置要求
给排水管道应根据实际条件设置检查井和排气设施。对井间距进行检查：当管径为 DN700 以下时，井间距应小于 200米；当管径在 DN700 ～DN1400的范围内时，井间距应小于400米。当输送原水时，因其含沙量较大，所以要根据给排水管道的要求设计检查井。对于压力水管，应预测水琢事件的发生机率，并最好采取预防设施。
（3）阀门、 消火栓的布置原则
根据城市建筑设计防火条例要求，供水管网上应包含地上式的室外消火栓。室外消火栓的间距不超过 120米， 消火栓距车行边道不超过两米，距建筑物一般不小于 5米。如果街道宽度小于 5米，消火栓距房屋外墙不小于1. 5米。在消火栓前应采用阀门在节点位置将环状输水管分割成若干个独立的分支，每个支段内消火栓的数量小于五个。管道上每两个检修阀门间应该设置排空管、吸气阀和排气阀，从而有利于维修管道。除了DN500及以上管道上设置的阀门一般采用软密封闸阀。阀门的设置位置一般遵循以下原则：分支管道与总干管道连接的地方一般在分支管道上设置阀门，干管上的阀门一般可设在连接管的下端，从而避免总管和支管之间的互相影响。
2.2 水管材料的可选类型
市政给排水工程的设计工程中常用的水管材料有聚乙烯管、球墨铸铁管、焊接钢管、预应力钢筋混凝土管和玻璃钢管等。
（1） 聚乙烯管 （polyethylene，PE）：PE管的主要材料是聚乙烯，逐渐应用于城市供水和供气等领域。聚乙烯管无毒、不需防腐，使用周期较长，输送水质佳，可承受较高内压。热熔焊接，或专用配件连接，施工便利，质量有保证，但是价格较高。
（2）球墨铸铁管 （Ductile iron pipe，DIP）：DIP管内部表层采用涂抹水泥砂浆的方式防腐，外部层采用喷涂沥青或喷锌的方式防腐。一般情况下对水质无任何影响，但当水中二氧化碳浓度大于 7mg/ L 时会导致内衬的砂浆流失。因此，该管的水必须二氧化碳浓度低，pH 值在 7. 0至7. 5之间，才不会影响水质。该管采用承插连接，并有各种配件连接，施工方便。在常用的给水管材中，DIP管的价格较低。
（3）焊接钢管 （Welded steel pipe，WSP）：WSP钢管材料目前的应用也比较广泛，主要应用于口径较大的埋地管道，焊接类型有直缝和螺旋缝焊接两种。应根据作用于管道上的内外负重量和埋地条件确定钢管壁的厚度。钢管壁厚度高的管道具有良好的伸缩性和抗震性。
（4）预应力钢筒混凝土管 （Prestressed Concrete Cylinder Pipe，PCCP）：PCCP管价格较低，抗震性能及水力条件较好，无需防腐。PCCP管多用于国内大型输水工程，目前在城市供水管网中已基本不采用PCCP管作为输水管道。
（5） 玻璃钢管（glass steel Pipe，GSP）：国内市场上现在主要有玻璃纤维增强树脂管和玻璃纤维增强树脂夹砂管两种。玻璃钢管作为一种新型管材，开始普遍应用于输水工程和化工等领域。目前国内已用的玻璃钢管最大口径可达DN1600。但是因为其制作标准尚未完善，管道故障率高。所以在应用中要十分注重管材的刚度及做好管道的基础，减少管道故障，确保工程的安全性。
2.3 净水处理工艺流程的设计
根据当地具体情况和发展的需要进行研究净水处理工艺的选择是市政给排水工程的设计中的首要和最关键的问题，良好的净水处理工艺是保证城市供水水质的大前提。 现代化水厂净水工艺流程一般都要经过采用桥板絮凝反应、平流沉淀，气水反冲滤池，清水池，加药消毒和废水处理。
（1）桥板絮凝反应
絮凝池一般呈网格状，分割成2组，每组2个格子，平行对称设计，絮凝流速一般在0.1～0.3米/秒的范围内。
（2）平流沉淀
在絮凝池后就设有沉淀池，采用平流沉淀的方式，沉淀池分成2 格，有效水深3米，水平流速为20毫米/秒左右，停留时间为2小时左右。通过水泵虹吸的方式进行泥沙的排出。沉淀池对出水浑浊度的控制限度为不得过5NTU。
（3） 气水反冲滤池
气水反冲洗滤池的滤料通常是均粒滤料。滤料厚度可达135厘米。采用气水反冲洗加表面扫洗方式，滤池进水的混浊度的控制限度为不得过5NTU，出水的混浊度的限度控制为不得过0.5NTU。滤池采用PLC全自动控制系统监控出水混浊度等参数进行控制滤池的最适宜反冲洗周期。 （4）清水池
为减少占地面积，清水池与平流式沉淀池叠合在一起进行合建，分为两组，为节约用电并确保加氯消毒接触时间符合规范，采用溢流堰过水方式由第一组进入第二组，使其始终保持高水位。
（5）加药消毒间
水厂供水的消毒一般采用加氯氣消毒，加药消毒间内包含氯库、加氯泵室和氯吸收装置和氯报警装置等。前加氯采用水射器负压式投加方式，按流量比例控制。后加氯采用计量泵自动控制，这种计量泵是一种容积泵，通过电流检测器检测到的电流信号自动控制计量泵冲程，调节冲程大小可以调节流量大小，通过调节驱动电机的转速来控制加药流量，当系统监测到药量不足时可打开进口阀吸进药剂，当药量过多时则打开出口阀，排出药剂，计量准确。
（6）废水处理设施
为保护生态环境，净水处理工程设计将水厂的排水实行清污分流，对水厂内含悬浮物浓度较高的絮凝池和沉淀池出水进行废水处理，处理设施包括调节池、浓缩池和离心机脱水间。经脱水后的泥渣最后填埋处理。
2.4 水厂的运行管理
水厂的运行管理也是重要环节。现代化水厂的运行管理采用了DCS自动监控系统 （集散型控制系统）控制水质。水厂出水水质应当根据GB50282-98《城市给水工程规划规范》 中规定的生活饮用水一级标准和《生活饮用水水质卫生规范》（2001）要求进行控制。
DCS 自动监控系统由取水泵房工作站、气水反冲洗滤池工作站、加药间工作站、送水泵房工作站和水厂中心控制室操作站五大组成部分。泵房机组由水厂中心控制室统一控制。
现代化水厂的运行管理除了水质的控制管理外，还应当注意水厂的日常运行对周围环境的影响。比如需要注意水厂修建大坝和水库过程中的不良操作或违规操作可能会引发山体滑坡。注意如果水厂水库的水质被污染，污染会扩散到周围的土地和造成地下水的污染。为了避免这些危害，水厂应当制定策略，采取措施，积极做好防控和水厂的运行管理。
3 结束语
作为一项复杂的系统工程，市政给排水工程的设计应综合考虑，合理确定，还要充分考虑到施工安装，建筑物在施工和使用阶段均应符合国家标准和规范要求。本文在参考大量文献的基础上重点就市政给排水工程的设计要点进行了重点分析和研究，作出归纳与总结，以期对今后的市政给排水工程的现代化施工建筑工程有一定参考价值。
参考文献
[1] 刘月波，吕敏行.给水工程的建设与发展[J].市政技术.2007，07（03）：45-46.
[2]丁颍.探讨城市市政给排水工程的设计[J].黑龙江水利科技.2015，02（13）：3-5.
[3]姚锐彬，张铭阳.城市市政给排水工程的设计要点[J].黑龙江水利科技.2012，03（3）：13-14.