市政管网优化技术的现状与趋势研究

市政管网优化技术的现状与趋势研究

王代龙

兰州新区市政投资管理集团有限公司甘肃兰州730000

摘要：基于对城市建设、发展和日常生产生活有重要作用的市政管网优化，在简述市政管网优化主要内容的基础上，提出市政管网优化现状和发展建议、趋势，为今后的管网新建、改造、优化等提供可靠的参考借鉴。

关键词：市政管网；管网优化

近几年，国内城市化进程持续加快，市政管网承担的压力不断增加，为了给人们创造更舒适、更便捷的生活环境，必须重视并做好基础设施完善。在实际工作中，首先应构建满足城市发展基本要求的标准体系，对管网优化基本理念予以革新，充分体现节能环保等基本思想，保证系统安全性及可靠性，这对促进城市发展有重要作用和现实意义。

1市政管网优化主要内容

从六十年代开始，西方国家就采用方法对市政管网予以优化设计，相比之下，我国在这一方面的起步还很晚，综合水平还有很大的差距。对于管网优化技术，其有着十分广泛的应用范围，无论是给排水、油气还是光纤，都可以用到这项技术。在优化时，一般按照以下步骤进行：（1）线性或非线性规划等优化理论在管网优化中的应用；（2）启发式优化策略在管网优化纵向中的应用；（3）基于多方法结合的管网优化。近几年，随着诸多新算法的不断提出与应用，为市政管网优化提供了很多新的解决方案[1]。

在管网优化中，需按照以下流程进行：先根据实际需求进行优化模型构建，然后借助优化方法确定设计参数，比选出符合要求的方案，此时主要涉及以下过程：方案的技术经济对比与评价、创建优化模型、设计参数求解。对管网进行优化的主要目标在于使管网的投资、运行费用、效益能够达到平衡，以此得到具有良好可靠性及稳定性的系统。

在管网优化中，应先建立直接面向于市政系统整体优化目标的理论或数学模型，一般是在投资与时间等条件的约束下，将设计年限中支出达到最小作为目标实施优化。在通过比选确定方案的基础上，通过技术经济对比与评价，得到与动态经济评价相关的所有参数，同时对部分参量实施灵活性分析，以此清晰认识各项影响因素。

对市政工程而言，其投资往往很大，且建设周期长，格局形成以后一般不得轻易改变，所以在工程实施以前应对设计实施论证，通过科学合理的规划为施工建设提供正确指导。当前主流的把源、网和用户视作整体进行讨论的方法较为合适。构建能完成选址的模型，然后通过优化来进行求解，以此达到预期的经济效益。对市政工程效益有影响的因素有很多，所以多将目标视为在产量上有约束的融合多个产品、地点及设备的选址及其优化问题。以规划区域中实际的负荷需求为依据，结合包含设备条件与生产源点等在内的约束条件，由模型进行求解，获取相关经济指标与各项技术参数，在充分考虑城市规划的基础上，从诸多方案当中选取出最佳的一套，从而为后续的进一步决策提供可靠依据[2]。

2市政管网优化现状和发展建议、趋势

2.1系统布置方面

在过去的管网布局中，普遍缺乏合理性与科学性，无法满足新形势下城市建设及发展对市政管网建设提出的相关要求，同时以往的管网布局也有很大的冗余，在连接上较为复杂，会产生诸如管理难度大、运行成本高等实际问题。对管网系统进行优化设备是指以区域地形条件和用户分布等实际情况等为依据，服从现阶段城市建设基本要求，对水源地、交通道路、水系位置等进行充分考虑。除此之外，对于管网布置，需要严格按照保障用水安全等基本原则，并切实满足各级用户对供水水量及压力等提出的要求。实际的管网布置应在满足城市整体布局的基础上，使管线尽可能的简短，把管线布置成环枝、环状及两者的结合形式，以此实现节约成本与保证安全等基本目标。实际工程中，根据管网布置基本原则，把采用遗传算法进行求解等理论融入到管网优化当中，能十分有效的克服各种问题，使管网的布局能够达到最优状态。

2.2管网漏失

对于管网漏失，是市政管网系统最为常见的问题，产生这一实际问题的主要原因包括两个方面：其一，管材及其附件和所用配件存在质量问题；其二，工程设计、施工和管理等存在问题。基于漏失产生原因，首先应从材料选择与入场检测方面入手，通过管理力度的加强防止第一种原因造成的漏失。在开展设计与施工以前，应对相关技术资料进行广泛收集，然后根据现有资料进行规划设计，保证方案的合理性；施工中，现场施工人员必须根据图纸要求进行，完成施工后进行严格的水压测试，保证施工质量满足设计与规范的要求。另外，还应借助计算机技术建立管网数据库，完善渗漏检查管理制度，同时加强后期养护与维修，采取有效措施对材料及附件和配件进行质量控制，在允许的情况下优先考虑具有良好延展性，且强度高、耐久性好的材料，并在工艺上注意不可采用刚性接口，选择橡胶等柔性接口，所有管材、附件和配件都要根据其使用年限进行定期换新[3]。

针对管网渗漏的问题，除了要做好上述工作，还要重视区域内老旧管网系统优化改造，在实际改造时高度重视管理制度，对老化的管道进行更换，同时通过对渗漏检测及压力测试装置的新增，保证管道渗漏自查率，以此及时采取有效措施解决渗漏，降低渗漏发生几率。

2.3抗暴雨强度方面

近几年，各地区极端天气逐渐增多，很多地区都受到自然灾害的侵袭与影响，不仅影响人们的日常生产生活，还会造成不同程度的经济损失。为有效降低灾害造成的影响，在实际的管网设计过程中，需要对降雨量、排水能力及经济水平进行充分考量，综合分析管道、泵站等的标准系数，以此快速排出由降雨造成的积水。另外，还应逐步加大资金投入，加强管线综合管理，及时对老化的管件进行更换，以此从本质上对管网及其基础设施进行改造与完善。对于新建管网，其管径等重要参数的设计，应充分考虑年降雨水平和最大时降雨，确保在城市管网可以在降雨达到最大时有效排出积水，避免城市内涝，保证城市居民正常生产生活[4]。

3结束语

综上所述，伴随我国社会经济不断发展，市政管网开始进入新建设时期，即大规模建设，同时对管网进行优化和改造也正不断向新方向发展，对管网综合优化提出极高的要求，另外，伴随各类优化方法的不断发展，以及各项新兴技术的逐步介入，使管网优化有了更多的方法和工具，使优化向着更好的方向发展，最终达到预期的优化目标。

参考文献：

[1]李新民，张宏云.城市市政给排水管网的优化配置与管理探讨[J].建材与装饰，2018（33）：195-196.

[2]李健中.探究城市市政给排水管网的优化配置与管理[J].居舍，2018（16）：9-11.

[3]李超.城市市政给排水管网的优化配置与管理探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2017（35）：186-187.

[4]许倩语，宋文武，魏立超，杨秀鑫.浅述智能优化算法在市政管网中的应用[J].四川建材，2016，42（02）：302-303.