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(xiàn)象。但是在污水管網設計中仍面臨著很多設計問題，這些問題嚴重影響著污水的正常排放，從而對環(huán)境和人們生活帶來很大危害。因此，本文在闡述一些設計問題的基礎上，提出了更新的設計方案。
關鍵詞：污水管網 設計 問題 對策
1、污水管網概述
污水管網主要是指一個城市或者一個區(qū)域把需要收集的排污口的污水收集起來，通過管道排到污水處理廠，這些管道就組成了網狀結構，俗稱管網。因為它是用來收集污水的，所以是污水管網。污水管網設計的主要任務就是在第一時間將污水收集起來，并且還要安全的輸送到相應的污水處理廠內，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。就當前來說，評價一個城市現(xiàn)代化的重要標志之一就是該城市污水管網系統(tǒng)是否非常完善，而目前我國大部分城鎮(zhèn)并沒有非常健全的污水管網系統(tǒng)，他們在排放污水時，常常選擇河道、街道甚至隨意排放，在破壞環(huán)境的同時，還嚴重影響著人們的正常生活；另外即使有些城鎮(zhèn)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，從而影響著人們的正常生活，甚至還嚴重制約著城市的健康發(fā)展。
2、污水管網設計中存在的問題
隨著近幾年我國社會經濟的快速發(fā)展，人們對環(huán)保的要求越來越高，我國很多城鎮(zhèn)政府都增加了污水管網系統(tǒng)資金的投入力度，從而有效的改善了城鎮(zhèn)污水管網的排水效果；然而跟歐美發(fā)達國家相比，扔還有非常大的差距，尤其是在污水管網設計方面存在著非常多的問題，這些問題嚴重制約著城鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展，同時也對城鎮(zhèn)的形象產生不良影響。所以我國當前所面臨的嚴峻形勢就是，加大對污水管網系統(tǒng)人力和財力投入力度，不斷改善污水管網設計中遇到的各種問題，從而改善城鎮(zhèn)居住環(huán)境，這對提高我國社會經濟快速發(fā)展起著非常重要的作用。下面我們就當前我國污水管網設計中所面臨的問題進行詳細的探討：
2.1.排水體制設計方面問題
當前我國很多設計人員在設計排水體制時，考慮范圍太小，只是站在局部或某一部分角度去思考問題，而沒有做到全局思考；另外，還有就是在設計時只是針對環(huán)境效益進行充分考慮，而沒有將環(huán)境效益跟社會效益和經濟效益有效結合起來，沒有做到統(tǒng)一。因此，排水體制設計沒有全局考慮，從而導致污水管網系統(tǒng)不完善。
2.2.污水管網規(guī)劃設計問題
設計人員在對污水管網規(guī)劃進行設計時，經常會出現(xiàn)以下幾方面的問題：一是，對當?shù)氐孛驳匦螞]有進行充分考察；二是，對當?shù)貙嶋H情況沒有經過專業(yè)的調查；三是，管道和泵站布置時過意隨意，沒有針對性等等，這些問題都會嚴重影響著污水管網的施工和運行，一旦沒有設計好，將會帶來不可估量的后果。
2.3.污水管網水力各項參數(shù)計算問題
設計人員在對污水管網水力各項參數(shù)進行計算時，沒有嚴格按照國家規(guī)定標準進行，從而嚴重影響著污水管網的正常使用。例如，在設計管徑時，按照國家相關標準規(guī)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行，而很多設計人員經常會忽略這點，認為只要差不多就行，沒有必要嚴格按照規(guī)定標準進行；另外還有在對流速進行設計時，沒有將流速設計在最大流速跟最小流速之間，認為稍微出現(xiàn)一點偏差也沒有多大影響，但是在實際輸送過程中，一旦流速過大或太緩慢都會對管道造成非常大的影響，從而影響著污水的正常輸送。
3、污水管網設計方法與對策
3.1.科學設計排水體制
選擇合適的排水體制是排水管網設計中非常重要的環(huán)節(jié)，它直接影響著污水管網系統(tǒng)的設計、施工以及后期管理，對城鎮(zhèn)環(huán)境保護也起著非常重要的作用。因此，在污水管網設計時首先需要注意的問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(zhèn)發(fā)展狀況、環(huán)境狀況、現(xiàn)有的排水系統(tǒng)、氣候、地形、人文、街道等等都要考慮進去，同時還必須遵循保護環(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題就是，還要對施工的可設施性和可操作性考慮進去，總之設計人員在對污水管網進行設計時，要站在全局的角度綜合考慮，最終確保工程能夠得到社會效益、經濟效益以及環(huán)境效益有效統(tǒng)一。
3.2.注重污水管網規(guī)劃設計
污水管網規(guī)劃設計時必須從以下四個方面進行：一是，根據(jù)城鎮(zhèn)或區(qū)域的地形、街道、氣候、環(huán)境、水系狀況等科學合理的對污水區(qū)進行劃分；二是，污水排放管道設計時必須經過水力計算，根據(jù)最終的計算值合理布置污水管網，確保最終設計方案可行；三是，設計人員首先要進行專業(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，以便污水管網規(guī)模設計的科學、合理；四是，在管道和泵站布置時，要根據(jù)當?shù)氐木唧w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)新污水管網水力的計算方法
污水在實際排放過程中屬于重力非滿流流態(tài)，而且水力的各項參數(shù)流量和流速受到污水管網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系統(tǒng)進行設計時，還面臨著排水管網水流紊動性這一特性。因此要求設計人員在實際設計過程中，要嚴格按照相關規(guī)程，還按照均勻流來進行計算，最后在對其進行相應的優(yōu)化。如圖1所示為污水管網水力各項參數(shù)。
（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；過水斷面的深度用H來表示；過水斷面的圓心角用θ來表示；坡度用i來表示；管段污水流量用Q來表示，單位m?/s；流速用v來表示，單位m/s；n表示污水管道的粗糙系數(shù)。
3.4.綜合考慮污水管網設計水力各項參數(shù)約束
3.4.1.設計充滿度約束
設計充滿度主要是指過水斷面的深度跟管道管徑之間的比值，即H/D，根據(jù)國家相關標準，非滿流設計排水管網充滿度為：（H/D）max≥（H/D）≥（H/D）min （1-10）
根據(jù)我國相關標準要求，（H/D）min在0.20以上，如果設計充滿度態(tài)度那么污水管網輸水能力就會受到制約。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(xiàn)在以下兩個方面：一是，最小管徑必須明確規(guī)定出，根據(jù)我國相關標準，街坊或廠區(qū)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(xù)的，其遞增（減）規(guī)律為，在管徑小于50cm時，管徑是以5cm為一級進行遞增（減）；當管徑在50cm以上時，就會以10cm為以及進行遞增（減）。另外，當管道處于坡度變陡處時，設計人員就可以根據(jù)水力計算來計算管徑的大小，在這里需要注意的是，一定不能超過兩級，同時還必須在最小管徑以上。
3.4.3.設計流速約束
污水在排放過程中的流速太快或太慢對管道都不好，流速太快時，容易對管壁產生沖擊，嚴重時會損壞管道；當流速太緩慢時，就會出現(xiàn)沉淀物沉積，久而久之淤積的就會太多造成擁堵，所以要求設計人員在對流速進行設計時，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大或過小而對管道產生的破壞或擁堵，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。
