摘要：近兩年我國加大了對環境污染懲治力度，有力的改善了污水污染現象。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，評價一個城市現代化的重要標志之一就是該城市污水管網系統是否非常完善，而目前我國大部分城鎮并沒有非常健全的污水管網系統，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；另外即使有些城鎮具備污水排放管道，但是由于級別太低，跟城市的快速發展差距太大，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展，人們對環保的要求越來越高，我國很多城鎮政府都增加了污水管網系統資金的投入力度，從而有效的改善了城鎮污水管網的排水效果；然而跟歐美發達國家相比，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的可持續發展，同時也對城鎮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，從而改善城鎮居住環境，這對提高我國社會經濟快速發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境效益進行充分考慮，而沒有將環境效益跟社會效益和經濟效益有效結合起來，沒有做到統一。因此，排水體制設計沒有全局考慮，從而導致污水管網系統不完善。

2.2.污水管網規劃設計問題

設計人員在對污水管網規劃進行設計時，經常會出現以下幾方面的問題：一是，對當地地貌地形沒有進行充分考察；二是，對當地實際情況沒有經過專業的調查；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計算問題

設計人員在對污水管網水力各項參數進行計算時，沒有嚴格按照國家規定標準進行，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節，它直接影響著污水管網系統的設計、施工以及后期管理，對城鎮環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，將城鎮發展狀況、環境狀況、現有的排水系統、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、經濟效益以及環境效益有效統一。

3.2.注重污水管網規劃設計

污水管網規劃設計時必須從以下四個方面進行：一是，根據城鎮或區域的地形、街道、氣候、環境、水系狀況等科學合理的對污水區進行劃分；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，以便污水管網規模設計的科學、合理；四是，在管道和泵站布置時，要根據當地的具體地形環境，確保既減少管道的埋深，又達到了污水排放指標。

3.3.創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，而且水力的各項參數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，要嚴格按照相關規程，還按照均勻流來進行計算，最后在對其進行相應的優化。如圖1所示為污水管網水力各項參數。

（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。

3.4.綜合考慮污水管網設計水力各項參數約束

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）

根據我國相關標準要求，（H/D）min在0.20以上，如果設計充滿度態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在以下兩個方面：一是，最小管徑必須明確規定出，根據我國相關標準，街坊或廠區內最小管徑為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的，其遞增（減）規律為，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。