方團(tuán)團(tuán) 沈悅

（1浙江環(huán)茂自控科技有限公司 浙江杭州 310051 2浙江環(huán)科環(huán)境研究院有限公司 浙江杭州 310000）

城市污染水管網(wǎng)的優(yōu)化節(jié)能設(shè)計(jì)探析

方團(tuán)團(tuán)1沈悅2

（1浙江環(huán)茂自控科技有限公司 浙江杭州 310051 2浙江環(huán)科環(huán)境研究院有限公司 浙江杭州 310000）

隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷推進(jìn)，為了及時(shí)排出城市污染用水，城市污染水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)受到了廣泛的關(guān)注。城市污染水管網(wǎng)是一項(xiàng)重要基礎(chǔ)建設(shè)工程，直接影響城市衛(wèi)生環(huán)境和發(fā)展水平，在城市安全運(yùn)行中發(fā)揮不可替代的作用。本文分析了城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)容和城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)原則，闡述了城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

城市；污染水管網(wǎng)；優(yōu)化；節(jié)能；設(shè)計(jì)

科學(xué)合理的城市污染水管網(wǎng)設(shè)計(jì)是城市基礎(chǔ)設(shè)施工程的重要內(nèi)容。城市污染水管網(wǎng)承擔(dān)著收集和排出日常的工業(yè)生產(chǎn)和城市生活污染用水的重任，城市污染水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)直接關(guān)系著水管網(wǎng)所能發(fā)揮的作用和功能，因此必須重視城市污染水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。

1 城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)容

城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要是在城市污染水管網(wǎng)建設(shè)基本確定后，通過(guò)優(yōu)化污染水管網(wǎng)工程計(jì)算和結(jié)構(gòu)模型，尋求安全穩(wěn)定、耗能低、投資少的污染水管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。城市污染水管網(wǎng)設(shè)計(jì)主要包括加壓站設(shè)置、排水區(qū)劃分、管徑選擇、管網(wǎng)布置等內(nèi)容[1]。城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：

1.1 城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化布置

污染水管網(wǎng)優(yōu)化布置是城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)，污染水管網(wǎng)優(yōu)化布置情況直接關(guān)系著城市污染水管網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)合理和安全可靠性。在城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化布置過(guò)程中，要充分考慮城市的地形結(jié)構(gòu)，對(duì)于地形結(jié)構(gòu)高差較大的城區(qū)，還要對(duì)污水的排出方式和污水排出劃分區(qū)進(jìn)行優(yōu)化，可以通過(guò)并聯(lián)加壓或者串聯(lián)加壓排水方式，在城市中合理配置加壓站，降低污染水管網(wǎng)運(yùn)行成本。

1.2 城市污染水管網(wǎng)管徑優(yōu)化設(shè)計(jì)

城市污染水管網(wǎng)管徑設(shè)計(jì)對(duì)于污染水管網(wǎng)的排水效率有著直接影響，城市污染水管網(wǎng)管徑的大小關(guān)系著污染水管網(wǎng)不同區(qū)域承擔(dān)的排水任務(wù)和污染水管網(wǎng)的系統(tǒng)布局。城市污染水管網(wǎng)管徑優(yōu)化設(shè)計(jì)要以城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化布置為基礎(chǔ)，利用城市污染水管網(wǎng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型求解出管徑設(shè)計(jì)。

2 城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)原則

2.1 提高資源利用率

城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)要提高資源利用率，充分利用和合理規(guī)劃現(xiàn)有的城市污染水管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，避免重復(fù)進(jìn)行拆建。

2.2 安全可靠

城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，首先要保障污染水管網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行，保障城市污水排出順暢，降低污染水管網(wǎng)能耗和運(yùn)行成本，城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案要具有切實(shí)可操作性[2]。

2.3 具有針對(duì)性

城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)要具有針對(duì)性，針對(duì)城市污染水管網(wǎng)系統(tǒng)中存在的重點(diǎn)問(wèn)題，深入分析研究污染水管網(wǎng)發(fā)生問(wèn)題的原因，有針對(duì)性的對(duì)城市污染水管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，采取有效的措施。

3 城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

城市污染水管網(wǎng)具有分配、存儲(chǔ)、輸送、排放工業(yè)生產(chǎn)和城市生活污水的重要功能，城市污染水管網(wǎng)是城市建設(shè)的基礎(chǔ)工程，建設(shè)投入比較大，污染水管網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行成本和能耗都較大，因此城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)于城市用水排水的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。在城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，對(duì)于污染水管網(wǎng)系統(tǒng)可以采用以下步驟和方法進(jìn)行：

3.1 科學(xué)規(guī)劃城市污染水管網(wǎng)系統(tǒng)

在城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，要結(jié)合城市基礎(chǔ)設(shè)施的綜合建設(shè)情況，科學(xué)規(guī)劃城市污染水管網(wǎng)系統(tǒng)的區(qū)域配置、排水量、排水區(qū)域和排放地區(qū)。我國(guó)城市污水排放設(shè)計(jì)規(guī)范指出，城市污染水管網(wǎng)系統(tǒng)必須按照將短期規(guī)劃和長(zhǎng)期規(guī)劃結(jié)合起來(lái)，以長(zhǎng)期規(guī)劃為優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)，逐步完成短期規(guī)劃目標(biāo)，以重點(diǎn)解決污染水管網(wǎng)為優(yōu)化設(shè)計(jì)原則。城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)短期規(guī)劃一般在3～7年，長(zhǎng)期規(guī)劃一般在8～15年。城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)要根據(jù)城市污染水管網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，在計(jì)劃年限內(nèi)完成污染水管網(wǎng)的短期規(guī)劃目標(biāo)，城市的污水排放地區(qū)和排水量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)，都要以實(shí)際的城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況為基礎(chǔ)。

3.2 合理配置污染水管網(wǎng)系統(tǒng)

在對(duì)城市污染水管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，首先要研究城市的地形地貌和城市總體布局規(guī)劃，合理配置污染水管網(wǎng)系統(tǒng)，科學(xué)劃分污水排放區(qū)域，構(gòu)建城市污染水管網(wǎng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。

通常大城市的城區(qū)建設(shè)范圍比較大，城市中各個(gè)城區(qū)之間存在較大的地形地貌差異，增加了污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的難度。城市污染水管網(wǎng)系統(tǒng)有多種布置方法，在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，需要認(rèn)真核算每一種設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)情況，進(jìn)行綜合比較分析，找到最佳的城市污染水管網(wǎng)系統(tǒng)配置方案。

3.3 構(gòu)架城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型

城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)模式要以經(jīng)濟(jì)性為優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)，建立約束條件和目標(biāo)函數(shù)。傳統(tǒng)的城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程是一種單目標(biāo)的造價(jià)優(yōu)化過(guò)程，是一種線性的優(yōu)化設(shè)計(jì)將模型，優(yōu)化的主要目標(biāo)是對(duì)水管網(wǎng)管徑進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。目前，城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)要綜合考慮水管網(wǎng)運(yùn)行維修、投資建設(shè)等問(wèn)題，多是一種非線性的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型[3]，在滿足某種約束條件的前提下,利用數(shù)學(xué)方法求解優(yōu)化設(shè)計(jì)模型的最小目標(biāo)函數(shù)，使整個(gè)城市污染水管網(wǎng)的運(yùn)行維修和投資建設(shè)成本最小。

4 結(jié)語(yǔ)

城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)于城市用水排水的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的作用，通過(guò)探討城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和基本原則，不斷提高城市污染水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程，為城市運(yùn)行創(chuàng)造更大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

[1]張潤(rùn)斌.城市給水管網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用研究[D].太原理工大學(xué),2011.

[2]孟祥東.城市給水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)探討 [J].中華民居 (下旬刊),2013,07:138-139.

[3]苗秀榮.城市給水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究 [J].工業(yè)安全與環(huán)保,2012,01:50-53.