摘要：近兩年我國加大了對環(huán)境污染懲治力度，有力的改善了污水污染現象。但是在污水管網(wǎng)設計中仍面臨著(zhù)很多設計問(wèn)題，這些問(wèn)題嚴重影響著(zhù)污水的正常排放，從而對環(huán)境和人們生活帶來(lái)很大危害。因此，本文在闡述一些設計問(wèn)題的基礎上，提出了更新的設計方案。
關(guān)鍵詞：污水管網(wǎng) 設計 問(wèn)題 對策
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(chǎng)，這些管道就組成了網(wǎng)狀結構，俗稱(chēng)管網(wǎng)。因為它是用來(lái)收集污水的，所以是污水管網(wǎng)。污水管網(wǎng)設計的主要任務(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的污水處理廠(chǎng)內，從而降低對環(huán)境污染的程度，為市民提供更加清潔、健康、有序的生活。就當前來(lái)說(shuō)，評價(jià)一個(gè)城市現代化的重要標志之一就是該城市污水管網(wǎng)系統是否非常完善，而目前我國大部分城鎮并沒(méi)有非常健全的污水管網(wǎng)系統，他們在排放污水時(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)，還嚴重影響著(zhù)人們的正常生活；另外即使有些城鎮具備污水排放管道，但是由于級別太低，跟城市的快速發(fā)展差距太大，從而影響著(zhù)人們的正常生活，甚至還嚴重制約著(zhù)城市的健康發(fā)展。
2、污水管網(wǎng)設計中存在的問(wèn)題
隨著(zhù)近幾年我國社會(huì )經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對環(huán)保的要求越來(lái)越高，我國很多城鎮政府都增加了污水管網(wǎng)系統資金的投入力度，從而有效的改善了城鎮污水管網(wǎng)的排水效果；然而跟歐美發(fā)達國家相比，扔還有非常大的差距，尤其是在污水管網(wǎng)設計方面存在著(zhù)非常多的問(wèn)題，這些問(wèn)題嚴重制約著(zhù)城鎮的可持續發(fā)展，同時(shí)也對城鎮的形象產(chǎn)生不良影響。所以我國當前所面臨的嚴峻形勢就是，加大對污水管網(wǎng)系統人力和財力投入力度，不斷改善污水管網(wǎng)設計中遇到的各種問(wèn)題，從而改善城鎮居住環(huán)境，這對提高我國社會(huì )經(jīng)濟快速發(fā)展起著(zhù)非常重要的作用。下面我們就當前我國污水管網(wǎng)設計中所面臨的問(wèn)題進(jìn)行詳細的探討：
2.1.排水體制設計方面問(wèn)題
當前我國很多設計人員在設計排水體制時(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，還有就是在設計時(shí)只是針對環(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)濟效益有效結合起來(lái)，沒(méi)有做到統一。因此，排水體制設計沒(méi)有全局考慮，從而導致污水管網(wǎng)系統不完善。
2.2.污水管網(wǎng)規劃設計問(wèn)題
設計人員在對污水管網(wǎng)規劃進(jìn)行設計時(shí)，經(jīng)常會(huì )出現以下幾方面的問(wèn)題：一是，對當地地貌地形沒(méi)有進(jìn)行充分考察；二是，對當地實(shí)際情況沒(méi)有經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)的調查；三是，管道和泵站布置時(shí)過(guò)意隨意，沒(méi)有針對性等等，這些問(wèn)題都會(huì )嚴重影響著(zhù)污水管網(wǎng)的施工和運行，一旦沒(méi)有設計好，將會(huì )帶來(lái)不可估量的后果。
2.3.污水管網(wǎng)水力各項參數計算問(wèn)題
設計人員在對污水管網(wǎng)水力各項參數進(jìn)行計算時(shí)，沒(méi)有嚴格按照國家規定標準進(jìn)行，從而嚴重影響著(zhù)污水管網(wǎng)的正常使用。例如，在設計管徑時(shí)，按照國家相關(guān)標準規定，不同的材料管徑的遞增（減）都必須嚴格按照相應的級別進(jìn)行，而很多設計人員經(jīng)常會(huì )忽略這點(diǎn)，認為只要差不多就行，沒(méi)有必要嚴格按照規定標準進(jìn)行；另外還有在對流速進(jìn)行設計時(shí)，沒(méi)有將流速設計在最大流速跟最小流速之間，認為稍微出現一點(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 )對管道造成非常大的影響，從而影響著(zhù)污水的正常輸送。
3、污水管網(wǎng)設計方法與對策
3.1.科學(xué)設計排水體制
選擇合適的排水體制是排水管網(wǎng)設計中非常重要的環(huán)節，它直接影響著(zhù)污水管網(wǎng)系統的設計、施工以及后期管理，對城鎮環(huán)境保護也起著(zhù)非常重要的作用。因此，在污水管網(wǎng)設計時(shí)首先需要注意的問(wèn)題就是選擇合適的排水體制，這就需要設計人員站在全局的角度綜合考慮，將城鎮發(fā)展狀況、環(huán)境狀況、現有的排水系統、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，另外需要注意的設計問(wèn)題就是，還要對施工的可設施性和可操作性考慮進(jìn)去，總之設計人員在對污水管網(wǎng)進(jìn)行設計時(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)濟效益以及環(huán)境效益有效統一。
3.2.注重污水管網(wǎng)規劃設計
污水管網(wǎng)規劃設計時(shí)必須從以下四個(gè)方面進(jìn)行：一是，根據城鎮或區域的地形、街道、氣候、環(huán)境、水系狀況等科學(xué)合理的對污水區進(jìn)行劃分；二是，污水排放管道設計時(shí)必須經(jīng)過(guò)水力計算，根據最終的計算值合理布置污水管網(wǎng)，確保最終設計方案可行；三是，設計人員首先要進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的調查研究，然后在對研究報告詳細分析的基礎上綜合考慮，最終確定出準確的污水量指標，以便污水管網(wǎng)規模設計的科學(xué)、合理；四是，在管道和泵站布置時(shí)，要根據當地的具體地形環(huán)境，確保既減少管道的埋深，又達到了污水排放指標。
3.3.創(chuàng )新污水管網(wǎng)水力的計算方法
污水在實(shí)際排放過(guò)程中屬于重力非滿(mǎn)流流態(tài)，而且水力的各項參數流量和流速受到污水管網(wǎng)內表面和沉淀物的影響非常大，所以設計人員在對污水管網(wǎng)系統進(jìn)行設計時(shí)，還面臨著(zhù)排水管網(wǎng)水流紊動(dòng)性這一特性。因此要求設計人員在實(shí)際設計過(guò)程中，要嚴格按照相關(guān)規程，還按照均勻流來(lái)進(jìn)行計算，最后在對其進(jìn)行相應的優(yōu)化。如圖1所示為污水管網(wǎng)水力各項參數。
（1）H所對應的圓心角θ可用公式1-1表示：
θ=2cos（2H/D-1） （1-1）
（2）S1表示θ所對應的扇形面積：
（3）S2表示θ與弦圍成的三角形面積：
S2=（DH-D2/2） （1-3）
（5）流速設計：
（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表示設計流量：
最終推出流速公式：
在以上公式中，管道管徑用D表示；過(guò)水斷面的深度用H來(lái)表示；過(guò)水斷面的圓心角用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。
3.4.綜合考慮污水管網(wǎng)設計水力各項參數約束
3.4.1.設計充滿(mǎn)度約束
設計充滿(mǎn)度主要是指過(guò)水斷面的深度跟管道管徑之間的比值，即H/D，根據國家相關(guān)標準，非滿(mǎn)流設計排水管網(wǎng)充滿(mǎn)度為：（H/D）max≥（H/D）≥（H/D）min （1-10）
根據我國相關(guān)標準要求，（H/D）min在0.20以上，如果設計充滿(mǎn)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.設計管徑約束
水力計算受到管徑的影響主要表現在以下兩個(gè)方面：一是，最小管徑必須明確規定出，根據我國相關(guān)標準，街坊或廠(chǎng)區內最小管徑為20cm，街道下面的最小管徑為30cm；二是，對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的，其遞增（減）規律為，在管徑小于50cm時(shí)，管徑是以5cm為一級進(jìn)行遞增（減）；當管徑在50cm以上時(shí)，就會(huì )以10cm為以及進(jìn)行遞增（減）。另外，當管道處于坡度變陡處時(shí)，設計人員就可以根據水力計算來(lái)計算管徑的大小，在這里需要注意的是，一定不能超過(guò)兩級，同時(shí)還必須在最小管徑以上。
3.4.3.設計流速約束
污水在排放過(guò)程中的流速太快或太慢對管道都不好，流速太快時(shí)，容易對管壁產(chǎn)生沖擊，嚴重時(shí)會(huì )損壞管道；當流速太緩慢時(shí)，就會(huì )出現沉淀物沉積，久而久之淤積的就會(huì )太多造成擁堵，所以要求設計人員在對流速進(jìn)行設計時(shí)，一定要將最大、最小流速設計好，這樣就能夠有效的避免流速過(guò)大或過(guò)小而對管道產(chǎn)生的破壞或擁堵，確保管道能夠正常運輸，所以設計人員必須將流速控制在最大和最小之間。
