摘要：本文结合笔者多年的工作经验，主要阐述了市政给水管道系统和排水管道系统的设计。
关键词： 给水；排水；管道系统；设计
随着社会经济的发展以及人民生活水平的提高，导致了城市水资源需求的剧增。这就要求我们必须合理利用有限的水资源，为城市供排水建设提供可靠的保障，改善管网水质和市政给排水管道设计也是必要的。
1给水管道系统设计
城市的快速发展必然要求提高水质和供水的可靠性，这种要求使得城市供水管网的建设问题很快得到体现：整个管网隐患众多，规模明显不够大，有些淘汰的管材仍在使用，一些小管道，已成为城市供水系统的瓶颈，日益成为制约城市发展的主要因素。加上未进行统一规划设计城市管网，以及建设资金的制约，导致有些城市现有配水管网的管径偏小，严重制约了管网的输配水能力。
1.1供水管道布置的要求
管线布置应满足建筑物的性质和给水管道布置要求。影响给水管道布置的因素很多，比如用水要求、建筑结构、配水要求、室外供水管道的位置、建筑设备工程管线布置。在进行
管道布置时，应处理和协调这些因素的关系，同时还应满足一些基本要求：
（1）为达到供水经济合理，应保证供水安全和良好的水力条件。至少需要两条引入管，从建筑物侧接入管道，在室内将管道连成贯通状或环状的双向供水。如果不能满足条件，可采
取增设第二水源或设贮水池等安全措施。管道应与墙、梁、柱保持平行，管路力求简短，这样可以减少工程量，降低工程造价。在用水量大的配水附近布置干管，可以减少不合理的转输流量，节省管材，还可以使供水更加安全。
（2）在一般情况下，给水管道应该暗装。立管设在管道竖井内，横干管敷设在技术层内、管沟内或吊顶中，支管可敷设在管窿、地板平层、墙体、吊顶内，这样可以达到美观、卫生的效果。
（3）应确保管道不会受到损害。供水管道应避免穿过沉降缝、伸缩缝，也不允许穿越生产设备基础，不宜布置在受重物压坏处，不得布置在风道、烟道和排水沟内，不允许穿大小便
槽。
（4）管道的设计不能影响建筑物的使用和生产安全。管道不宜布置在交通运输处，不能穿越配电间，不宜在吊柜、壁柜、橱窗处通过，以免影响设施的功能和设备的维修。
（5）管道还应具有防振隔音、防露、防冻功能，同时在穿楼板和墙处应预留孔洞，穿水箱、水池处应预埋套管，管道的布置应便于安装维修。
1.2布置形式
按照供水可靠程度要求，可以将给水管道的布置形式分为环状和枝状两种，前者双向供水，管线造价高，但供水安全可靠；后者单向供水，节省管材，造价低，但安全可靠性差。在建筑内给水官网布置时常采用枝状布置。
1.3给水管材
在我国以往生活给水中采用的主要管材是镀锌钢管。镀锌钢管钢度大，可以在需要承受撞击的环境中运用，比如室内明装管道；同时镀锌钢管的市场供应比较完善，而且施工经验
成熟。但是也存在一些弊端，比如管道长期工作，镀锌层脱落，管壁锈蚀，污染水质和卫生洁具，在锈蚀的管壁上容易滋生细菌，因此，在室内给水管道设计中已经不使用冷镀锌钢管。
目前，我国供水管道设计主要采用铸铁管和钢管。随着供水塑料管的开发，出现了以铝合金为骨架，管内外有聚乙烯的铝塑复合管，同时具有塑料管和钢管优点的钢塑复合管，这些
管道具有强度高、寿命长、卫生条件好等优点，在实际工程中得到推广。
1.4管径的确定
管径应根据用水量确定。根据综合生活量定额或居民生活用水定额及最高变化系数分析确定综合生活用水Q1；根据生产工艺要求和车间性质确定生产用水量和员工用水量Q2；根据现行有关规定确定消防用水量Q3；根据路面、绿化和土壤等条件确定浇洒道路和绿地用水Q4；根据最高日用水量得百分比确定未预计水量。管径的总用水量为Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5。
2排水管道系统的设计
城市排水管道系统包括收集、输送污水的管道以及其附属物，排水管道系统和污水泵站、废水处理厂和废水排放工程，合理布局排水管网，对城市排水工程建设起着举足轻重的作用。
2.1影响布局的主要因素
2.1.1城市地形地貌以及竖向规划
在排水管道系统布局时，城区的地形地貌起着决定性作用。有河流穿过的城区或地形起伏较大的地域以及低洼、山地和高地等都会影响管道系统布局。城市的竖向布局对排水管道布局的影响也较大。靠近河道的城区或平原，城市竖向规划可能提高地面高程。山区城镇现状地形起伏较大，竖向规划可能对现状地形会有较大的调整，在排水管道系统设计时，不仅
要摸清规划道路的竖向规划，还要明确规划地块的竖向设计。
2.1.2地块开发设计和道路建设计划
为安排近期排水管道建设，应考虑规划城区的地块开发时序，在规划城区范围内，排水管道应沿着城市管道敷设。
2.1.3旧城区排水系统现状
由于旧城区建设年代比较早，缺乏系统性，导致排放口数量太多而且分散。这种现状会影响排水管线系统的布局。
2.1.4其它因素
排水管道系统应沿着规划道路敷设，收集规划用地范围内可能产生的废水，因此，排水管道系统的设计要城市规划用地的布局。城市污水分为集中处理和分散处理，污水处理厂的
位置决定排水管的最终出口，所以还有考虑污水处理厂的位置。
2.2排水管道系统设计步骤
2.2.1基本资料的收集
城镇排水管道系统涉及面广，需要收集的基础资料多，一些地方由于城市建设档案资料不全，设计人员在设计前应进行详细调查，收集相关资料。比如城市总体规划、给排水专项
规划、规划城区和周边地区的地形图、河海典型端面、城市防洪标准、海道通航等级，以及地质资料、气候资料，有关项目批文等。
2.2.2污水排水区域的划分以及主干管的确定
污水排水区域的划分应该合理，减少污水主干管道的埋深和长度，以降低总投资。排水主干管应尽量结合道路建设计划实施。
2.2.3管位的确定
排水管位应符合城市道路线综合的要求，对尚未进行管线综合的城区，应根据市政管线数量、排水管道以及道路的宽度与市政管线的关系确定排水管管位。排水管最好设在慢车道下，这样可以满足管道埋深和坡度的要求。如果道路宽度超过40 m，为收集污水，减少横向穿越的管道数量，可以在道路两侧设置排水管道。
2.2.4控制点的确定
在排水区域内往往要设置控制点，这些控制点对排水管道系统起决定作用。控制点一般会在以下位置出现：地势起伏地区，低洼处的管道起点；管道系统的起点；本排水区域内，与终点的距离最远的位置；企业集中排出口。控制点标高的确定，应根据城市的竖向规划，保证区域内所有用户的污水都可以流进管道系统内。在确定控制点标高的过程中，应避免因极少数控制点而增加整个管道系统的埋深。针对个别控制点应特殊处理，如果在居民区或企业，可设置局部泵提升；如果是规划用地，可以提高规划地面的高程；如果是控制点设计流量小，可以降低管线埋深坡度，放大管径。确定控制点标高，应满足管道最小深度的要求。具体要求包括以下三个方面，满足管道外部承压要求，满足污水接入的要求，满足管道防冻要求。
2.2.5水力计算
设计流量
排水管道的设计应按照最高时设计流量计算。分流制排水体制污水管道的设计流量包括工业废水、生活污水和地下水渗入量。生活排水平均每秒流量一般按照排水区域内人口和生活排水量定额来计算，再结合生活排水总变化系数，算出生活排水最大秒流量。工业废水的日变化系数一般较小，时变化系数与工业种类关系较大，一般在1.0―2.0之间。对规划城区可按面积比流量计算，先确定排水区域总流量，再根据各个管道的汇水面积进行分配。假设生活排水量Q1，工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量Q2，工业废水设计流量Q3，则污水总流量为：Q=Q1+Q2+Q3
截流式合流制设计流量
溢流井上游灌渠的设计流量包括工业废水、生活污水和雨水。雨水重现期可适当高于同一情况下的雨水管道设计重现期，以减少合流污水溢出检查井。
假设溢流井下游管段流量为Qz2；截流倍数n；溢流井上游的旱游污水量Qh1；溢流井下游汇水面积的设计雨水量Qy2；溢流井下流的污水量Qh2；则溢流井下游的截水设计流量为：
Qz2=（n+1）Qh1+Qy2+Qh2重力污水管道的水力计算采用曼宁公式。
2.2.6绘制管道平面、纵剖面。污水管道平面图、纵剖面是污水管道设计的主要图纸。
3结语
随着城市化进程的发展，基础设施建设步伐日益加快，给排水管道工程在基础设施建设中所占的比重也越来越大。给排水管道工程与人民生产生活息息相关，使用功能的好坏，涉及到千家万户的切身利益，关系着城市防涝及地下水和土壤被污染的生态问题。因此实际工程设计中，应充分考虑各方面因素对给排水管道系统进行设计规划。
参考文献：
[1]北京市政设计总院主编.给排水设计手册[S].2004.
[2]刘培文.市政工程资料集[M].中国计划出版社，2006.
