城市給排水系統的設計現狀及問題分析
　“城市水系統”主要包括水源系統、用水系統、給水系統、排水系統、回用系統和雨水系統，但現階段由于缺乏城市給排水系統的整體規劃和設計，從而導致現有水資源消耗過大，規劃中出現的一些問題已經嚴重威脅了城市給排水系統，乃至城市系統的可持續發展。學術之士一再說明，給排水系統如何的又進了一步，可是每年各地出現的“海景城市”不得不讓我們認清事實，我做的還遠遠不夠，還有很多問題等著我們去解決。這要求我們在新的歷史條件下做好城市市政給排水規劃設計，認真思考與解決現存的問題，尋求城市水資源的合理利用。
　　在城市經濟建設發展的過程中，城市給排水系統對于居民生活以及工業生產對于給排水的需求是不可缺少的，一個良好的城市給排水系統能夠促進城市經濟建設與社會環境的可持續發展，相反，則必然會導致一切生活、生產的秩序混亂。目前，隨著城市化率的提高，城市給排水工程滯后，給水不足、排水不暢還困擾著許多城市的發展以及城市功能的發揮。去年夏秋之交，北京、武漢、成都等地暴雨后排水不暢暴露了我國城市給排水系統建設和管理中所存在的深層次問題，從而引起了理論界的廣泛探討。因此，對于城市給排水管網的優化配置、新建，包括對現有設施的改建、擴建及完善的要求已日益迫切。
　一、城市給排水系統現階段存在的問題
　　（1）市政給排水工程規劃設計滯后，應對突發事件能力不足：城市給排水系統面臨的突發事件主要有爆管、污染和泄洪三種情況。在這三種突發事件中，發生頻率最高的是爆管，爆管之所以會頻繁發生，除了前述的材質特性、管道老化和管道上方壓力過大等原因外，給排水系統檔案資料不全，道路和建筑物施工方無法準確掌握地下管線情況，隨時可能會發生施工爆管和施工機械輾軋爆管安全事故。在市政道路排水工程設計過程中，給排水工種處于配合地位，影響了城市給排水規劃科學化的發展。往往出現道路要求快速建設，造成了排水工程規劃沒有編制，一些排水工程往往不能與道路工程同期施工；有的雖然設計完成后，排水工程規劃由于相關原因需要修改，許多工程項目未能按照規劃進行建設，規劃的指導意義也沒有得到真正體現，造成了工程需要再次改造。
　　（2）規劃的科學依據不足：城市水系統規劃的基礎性工作主要包括各類指標、標準、基礎數據和分析工具，其中水量預測和水平衡分析是核心工作。目前，我國的水量預測工作主要是參照《城市給水工程規劃規范》(GB50282-98)中有關規定，但我國不論在國家還是在區域層次上都缺乏對用水工藝、各種用水器具和用水行為的詳實系統監測，缺乏對新型用水技術替代規律和擴散規律的基礎研究，缺乏對多種用水信息的綜合性和結構性分析。
　　（3）排水體制規劃混亂、排水體制的不合理：表現在重城鎮建筑物規劃城市工程管線規劃，重道路工程建設輕工程管線配套；在工程管線設計中往往缺乏戰略規劃。管理人員責任不清，加之相關法律法規不夠健全，對排水設施存在的問題以及發生的新問題都不能及時解決。另外傳統的防洪和排水設施設計中，強調采用分流制排水體制將雨水和污水盡快排出城市，但忽視了城市徑流面源污染的控制和雨水資源的利用。隨著流域整體水質的逐步改善，城市隨機性暴雨徑流和突發排放事件引起的對水體生態系統的沖擊，已日益成為流域污染控制的主要內容。
　　（4）傳統的給排水專業不能滿足市場的需要：由于城市給排水規劃設計技術參數多、不定因素多，且具有交叉學科的特點，這使城市給排水規劃的難度大大增加，剛從傳統的給排水專業畢業的學生，因受知識結構的限制，不能進行宏觀的分析論證，不適應城市規劃多學科、多層次的分析論證要求，遠不能滿足城市給排水規劃設計的需要。
　　二、城市給排水系統設計規劃問題的原則
　　（1）城市水系統規劃要與城市規劃的協調：城市水系統規劃是對一定時期內城市的水源、供水、用水、排水、污水處理等子系統及其各項要素的綜合布置。城市用水規劃的總量平衡非常重要，必須優化組合各種可行的節水、水回用等方案。要做到這些，首先要了解城市水利用規劃，加強城市總體規劃中的水專項規劃，按照水的可持續發展觀念編制城市水利用規劃，內容應包括：地面水、地下水、雨水和海水等水資源平衡；供水、排水和污水再生利用等總量平衡；供水節水規劃和污水處理與再生利用規劃；水的生態循環規劃；各類水工程設施的規模和布局等。對當前我國的城市水系統建設中普遍出現的規劃不協調、建設不配套、管理不統一等問題，規劃中要特別注意管網配套和供水、排水及污水處理能力的協調增長，確定規劃期內水系統及其網絡設施建設的規模、詳細布局和運行管理方案。
　　隨著城市化的發展，給排水系統已經不是一個孤立的城市建設系統，成為了城市建設和規劃的一個重要組成部分，并在促進城市的可持續發展和民生福祉等多方面有著重要的意義。因此，城市給排水系統設計人員要深入了解城市整體發展規劃，使設計方案與城市整體規劃相協調。隨著城市的發展，景觀建設已經成為了城市基礎建設不可分割的一部分，這就要求在進行給排水設施設計和安排時，也必須考慮排水設施與道路景觀的兼容性。例如，對于人行道上的井蓋可考慮采用與人行道景觀協調裝飾井蓋。
　　（2）加強水量規模預算：水量預測是給水規劃的基礎，水量規模預測是否符合發展趨勢和實際需要，對水資源的工程總體布局、合理利用、實施步驟和工程費用產生重大影響。國家標準《城市給水工程規劃規范》是測算城市總用水量規模的主要依據，具體包括：總體規劃階段給水水量預測；總體規劃階段污水水量預測；分區規劃階段及專業規劃給水、污水量預測；詳細規劃階段給水、污水量預測。改革開發以來，工業生產、城市建設、住宅建設、第三產業迅速發展，使供水量也不斷增長。作為城市基礎設施之一的供水量的增長規律也將與過去不同，水量預測就不能僅按歷史的發展計算，還要根據具體的城市規劃對不同類型用水量分別進行預測分析。
　　（3）城市給排水系統應當向可持續性方向發展：自然界的水是循環的，給水和排水是統一的，人類社會對水的使用應服從這一過程。在用水之后，必須對水進行再生處理，使水質達到自然界自凈能力所能承受的程度，否則累積的大量污染物將超過水環境的容量，從而導致水資源危機和水污染現象，最后破壞水的良性循環，不利于城市的可持續發展。控制城市給排水系統向可持續性方向發展的途徑有：
　　①在城市水系統中增加節水子系統；
　　②在城市水系統中增加治污子系統；
　　③在城市水系統中增加再生水回用子系統。加強節水、治污和再生水回用力度，重視再生水、中水等非傳統水資源利用，是促進城市給排水系統良性循環，實現城市水資源可持續發展的關鍵。
　　④完善各項法規根據我國當今給排水體制規劃混亂的現狀，應通過行政立法，完善相關法規，建立明確的給排水工程建設及管理職責制度和相關體系，明確管理權限，形成規劃、建設、維護、監督各部門明確的權利、職責和監管機制。
　　三、針對我國城市給排水系統的優化措施
　　城市給排水是一個系統工程，在給水方面，主要體現在水源及其保護，區域水資源平衡及區域供水規劃：在排水方面主要是防洪排澇規劃設計以及河網區域污染控制，它要求系統設計必須有開闊的眼界與系統創新的思維。
　　1、給排水管線布局的優化
　　給排水管網的設計要符合區域及城市總體規劃的要求，充分考慮系統的可擴展性。在設計上還要兼顧水系統維護、檢修的方便，盡量做到線路簡短和高效，管網盡量設計為環狀結構，并進行環、枝結合。配水管網宜布置成環狀，供水要求不高時，可為樹枝狀，等到將來城市發展帶動用水量增加時，再連接成環狀。
　　2、對現有管網進行優化改造
　　隨著城市規模的不斷擴張，對老舊管網有計劃地進行改造是城市給排水系統經常面臨的課題，當管道上方由人行道變為車行道時，必須重新計算管線的埋藏深度指標，在可能的情況下還可以考慮對管線進行遷移處理，以避開管線上方道路和高層建筑的壓力。當前城市給排水工程出現的質量問題絕大多數是由給排水管道材料所導致。這就要求對老舊管網進行改造時，盡可能用承壓力強、抗腐蝕的建議選用承壓力強的金屬管及鋼塑復合管替代原有的鍍鋅鋼管及灰口鑄鐵管等，以減少爆管的可能性。
　　3、給排水系統應急處理能力的優化
　　針對頻繁發生的爆管現象，應當加強給排水系統信息化建設，為工程施工提供最新的管網信息，及時預警和防范由于施工原因導致的爆管事故的發生。針對瀉洪能力不足的問題，要積極采用高技術手段，科學測算本地最大降水量，綜合考慮市政管網排水能力，調整排水管道標準系數，提高泄洪能力。針對水污染問題，有必要建立嚴密的監測系統，準確統計城市污水管道負荷，及時發現管道淤積和滲透泄漏，預防重大污染事故發生。對于給水系統，設置備用取水源。對于人口密集區域，可考慮設置閉合管網。這一設計理念是，當發生嚴重水質污染事件時，可以關閉外網，以切斷受污染的水源，而內網可以正常使用備用水源。
　　4、給排水系統排污功能的優化
　　在進行排水管網的規劃時，要把雨水、污水的收集、處理和綜合利用結合起來，逐步轉變目前的雨、污水合流制或不完全分流制系統為完全的分流制系統。雨、污水的分流有利于對不同性質的水采用不同方法處理和控制，有利于雨水的收集、貯存、處理和利用，避免洪澇災害。在傳統規劃方法，污水處理廠一般盡可能地安放在各河系下游、城市郊區。但是這種系統布局使污水廠距離再生水用戶較遠，需鋪設的回用水管網費用相應增加。根據長期的實踐經驗，建設大型的污水處理廠可以發揮規模效益，降低建設費用和日常運行費用。