城市更新中市政给排水系统规划设计策略研究
摘要
关键词
城市更新;市政给排水系统;规划;设计;策略
正文
引言
随着全球气候变化和城市化进程的加速,市政工程越来越关注水循环的问题,这是生态文明建设的要求,也是城市发展必须要关注的事项。城市供水、排水及污水处理问题日益突出,为了应对这一挑战,城市更新背景下的市政给排水规划设计显得尤为重要。通过科学合理的规划设计,优化现有系统,并推动智慧化、绿色低碳的技术创新,可以有效提高供排水系统的效率和韧性,保障城市发展需求和生态环境安全。因此,如何在城市更新中优化市政给排水系统,成为当前城市规划和建设的重要议题。
一、市政给排水管线系统目前存在问题
(一)地下市政管网老化与维护压力加剧
随着我国城市化进程的持续推进,大量市政给排水管网已运行数十年,逐步进入老化阶段。特别是在上世纪八九十年代建设的供水和排水管道,由于长期受腐蚀、沉降、外部荷载及管材老化等因素影响,出现漏损、破裂、渗漏等问题,导致供水管网漏损率升高,排水管网的功能衰减。此外,管道接头开裂、管壁腐蚀和污泥沉积等问题,进一步加剧了排水能力下降和地下水污染的风险。由于市政管网的规模庞大,全面更新改造面临高昂的成本与较长的施工周期,维护难度大,更新进度难以满足城市发展的需求,给城市给排水系统的稳定运行带来了长期挑战。
(二)市政给排水设施标准滞后
当前我国部分城市的市政给排水设施标准较低,难以满足现代化城市排水和供水需求。部分城市早期铺设的给水管道采用无防腐衬里的灰口铸铁管,长期使用后易产生锈蚀,影响供水水质安全。同时,排水系统的规划设计标准未能充分考虑极端天气影响,导致城市在暴雨天气易出现管网超负荷运行、污水倒灌、雨污混排等问题。近年来,国家虽陆续出台更严格的市政给排水标准,提高了污水处理、管道铺设和排水能力的要求,但部分已建成区域的排水设施尚未完成改造升级,导致管网承载能力与现代化城市需求之间仍存在显著差距,进一步增加了城市内涝风险。
(三)管网安全评估技术滞后
市政给排水管网的隐蔽性较强,管道埋设于地下,传统的人工巡检方式难以全面掌握管道运行状况,导致早期管道结构隐患难以及时发现。当前管网安全评估仍以定期巡检和局部开挖检查为主,电子听测、超声探伤、激光扫描、雷达探测等先进无损检测技术在管网运维中的应用范围有限,导致部分管道的内部结构性缺陷,如裂缝、变形、沉降、结垢等,难以及时识别。此外,由于部分老旧管网缺乏完整的历史运行数据,使得评估工作缺乏科学依据,进一步影响了维护和改造决策的精准性。安全评估技术的落后,使得管道突发爆裂、渗漏污染、塌陷等事故频发,威胁城市供排水系统的稳定运行和公众安全。
(四)市政设备老化影响运行效率
部分城市的市政给排水设备运行年限较长,设备磨损、腐蚀严重,导致运行效率下降,能耗增加,维护成本上升。供水系统中的泵站、阀门等核心设备因年久失修,容易出现水压不稳定、供水管道漏损率升高等问题,而污水处理系统中的格栅、沉砂池、鼓风机等设备老化,则影响污水处理效率,甚至导致出水水质难以达标。此外,部分污水处理厂的污泥处理设施陈旧,无法满足现代环保标准,导致污泥处置效率低下,影响城市水环境质量。由于市政给排水设备的更新改造涉及大量资金投入,部分城市因资金、规划和管理等原因,设备升级进度缓慢,影响了市政给排水系统的整体运行稳定性和安全性。
(五)地下管网协调管理难度大
城市地下空间资源有限,给水、排水、雨水、燃气、电力、通信、热力等市政管线交错分布,统筹管理难度较大。由于不同管线归属不同管理部门,各部门间缺乏统一的协调机制,导致管线铺设规划不合理,出现“先到先得”现象,部分管道敷设空间受限,更新改造受阻。此外,市政道路的频繁开挖、管线交叉施工问题突出,导致“马路拉链”现象屡见不鲜,既影响道路交通和市容市貌,也增加了施工成本。部分旧城区由于空间限制,新增管线铺设难度较大,无法满足日益增长的供水和排水需求。同时,城市更新过程中,由于管网数据管理不完善,部分管线的具体走向、埋设深度等信息缺失,影响了新建或改造工程的精确规划与施工。
(六)给排水设施智慧化程度不足
在智慧城市建设的大背景下,市政给排水系统的智能化水平仍处于较低阶段,信息化监测、远程控制和大数据分析等技术尚未得到广泛应用。目前,部分城市仍主要依赖人工巡查和定期维护方式,缺乏智能传感器和在线监测系统,难以及时掌握供排水系统的运行状况,导致问题发现和响应滞后。特别是在极端天气条件下,排水系统难以进行实时调度,造成城市内涝和雨污混排问题。此外,智慧水务管理体系尚未全面推广,部分污水处理厂的运营仍依赖传统手动控制方式,无法实现水质、水量、能耗等关键指标的精准调控。由于智慧化管理技术的欠缺,市政给排水系统的运行效率较低,维护成本较高,整体服务能力未能适应现代城市发展需求。
二、城市更新中市政给排水系统规划设计策略
(一)强化供水系统安全保障,提高供水品质
1. 构建科学合理的供水安全布局
城市供水系统的安全稳定运行直接关系到居民生活质量和社会经济发展。针对部分地区供水系统布局不合理、管网压力不均、单一水源依赖等问题,应优化供水分区,结合城市地形特点合理划分高、中、低压区,保障供水均衡。同时,推进多水源供水体系建设,在条件允许的情况下增加备用水源,提升水资源调配能力。此外,完善供水监测网络,强化水质检测和流量监控,确保供水安全稳定,为城市高质量发展提供有力支撑。
2. 以全生命周期理念推进供水系统更新改造
供水系统的建设与改造应遵循全生命周期管理理念,综合考虑管道材料选择、施工工艺优化、运行维护及后期管理等环节,确保系统的长期稳定性和经济性。在更新改造过程中,应采用先进的供水管网检测技术,如漏损监测、智能压力调节等,提高管网运行效率,降低管网漏损率。同时,加强二次供水设施改造,推广节能型供水设备,优化水泵能耗管理,实现供水系统的绿色低碳发展。
(二)优化污水系统治理能力,提升环境保护水平
1. 科学选择污水排放模式,构建高效排水体系
城市污水排放方式主要包括合流制和分流制。针对不同城市的地形条件、降雨量及污水处理能力,应合理选择排水模式,新建城区应优先采用分流制,以减少雨污混排对污水处理系统的压力,而老城区若短期内难以实施全面改造,可通过溢流截流、污水调蓄等方式降低合流制的环境影响。同时,加强对排水系统的智能化监测,优化污水管网布局,提升污水收集率和处理效率。
2. 推行适应性污水系统更新改造,提升排放能力
为应对城市更新过程中污水量的增长,应结合未来发展需求优化污水管网布局,适当增加污水管道管径,提高污水输送能力。对于狭窄街区,可采用小型一体化污水处理设施或提升泵站,减少管网改造难度。此外,在污水处理过程中,应推广节能环保的新型污水处理工艺,提高污水净化效率,确保出水水质达标,减少污水排放对水环境的影响。
3. 采用非开挖技术更新污水管网,降低施工扰动
传统开挖式管网更新方式对城市交通、环境及居民生活影响较大,而非开挖修复技术,如顶管法、CIPP内衬修复法、裂管法等,可有效减少对地面设施的破坏,提高施工效率。非开挖技术适用于管网密集、施工条件受限的城市区域,能够降低施工成本,同时延长管网使用寿命,保障污水系统稳定运行。
(三)加强雨水管理能力,提高城市防涝水平
1. 多措并举优化雨水排放,提高排水系统承载能力
城市内涝问题日益突出,优化雨水排水系统成为提升城市韧性的重要环节。应结合城市规划,完善雨水管网体系,提高排水管径与排水能力,优化雨水口、雨水泵站等设施的布局。同时,结合地势特点,合理设置雨水调蓄设施,如滞洪区、地下雨水调蓄池等,提高排水系统的应急承载能力。此外,应加强雨水管网与河道、水系的衔接,提高城市整体排水效率。
2. 推动海绵城市建设,增强城市雨水自适应能力
海绵城市理念强调雨水的自然积存、渗透和净化,通过生态调控措施减少径流污染,降低城市内涝风险。应在城市建设过程中,充分利用透水铺装、雨水花园、生物滞留池、下凹式绿地等设施,提升地表水渗透能力,减少雨水径流。同时,结合城市公园、湿地等区域,建设雨水收集和生态净化系统,实现雨水资源的高效利用,提高城市整体生态环境质量。
(四)促进非常规水资源循环利用,提高水资源利用率
1. 完善再生水设施布局,提升再生水利用效率
再生水作为城市第二水源,可有效缓解供水压力,提高水资源利用率。应在市政规划中纳入再生水管网建设,优化再生水输送系统,确保工业冷却、绿化浇灌、道路冲洗等领域的再生水供给。同时,应提高污水处理厂的再生水回用比例,结合污水厂出水水质特点,建设相应的再生水输配系统,提高再生水的覆盖范围,减少对优质水资源的消耗。
2. 促进非常规水资源高效循环,拓宽水资源利用渠道
除再生水外,城市更新过程中还应充分利用雨水、污水厂尾水等非常规水资源,推动水资源的梯级利用。例如,通过生态湿地、人工湖泊等形式储存和净化雨水,使其用于生态补水和景观用水;对于污水厂尾水,可通过深度处理后用于工业冷却、农业灌溉等领域。此外,在市政建设中,可结合地势特点,优化非常规水资源的存储与输配系统,提高用水效率,促进城市水资源的可持续利用。
结语
综上所述,市政给排水系统在城市更新过程中扮演着至关重要的角色,直接关系到城市的生态环境、资源管理及居民生活质量。本文通过分析当前市政给排水管线系统存在的主要问题,提出了合理的规划设计策略。未来,随着技术的进步和管理手段的完善,市政给排水系统将能够更好地适应城市化带来的挑战,实现绿色、智能、可持续的城市发展目标。
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作者简介:朱鹏(1984-05) 性别:男 民族:汉 籍贯:湖南省湘潭市 学历:本科 研究方向:土建给水排水
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