低碳时代市政给排水工程施工中节水措施分析

引言

在新形势下，传统市政给排水系统已逐渐不能满足节能、低碳的相关要求。随着科学技术水平的不断提升，行业内不断衍生出节水措施，有效提升了市政给排水工程的环保性。

1 给排水施工中节水节能技术的应用必要性

首先，在市政给排水施工中有序推进节水技术，能够从给排水项目建设的视角出发减少水资源浪费。具体来看，在给排水施工中运用低流量的洁具和智能供水系统，可以在满足用水需求的情况下起到节约用水的效果，比如智能供水系统可以根据实际需求进行供水控制，利用感应装置起到自动供水的效果。基于节水节能技术带来的积极影响，可以有效提高水资源利用效率。其次，市政给排水施工过程中可以通过节水技术带来的积极影响有效保护生态环境，极大降低环境污染危害。

2 低碳时代市政给排水工程施工中节水措施

2.1 物联网技术构建智慧给排水系统

物联网技术构建智慧给排水系统依托多层技术架构实现全域感知与精准控制。前端部署高精度水质传感器、超声波流量仪及压力变送器，以每 500m 间隔在管网节点密集组网进行数据实时采集，采集频率达 10Hz 。中端采用 NB-IoT 与 LTE-M 融合通信方案，前者实现地下管廊等复杂场景 200m 深度覆盖，后者保障地表区域 10Mbps 稳定传输速率，构建低功耗广域数据传输网络。后端通过边缘计算网关完成实时数据滤波与异常值检测，将有效数据以 MQTT 协议上传至云平台，利用分布式时序数据库存储 10 年周期历史数据，基于 XGBoost算法构建管网漏损预测模型，可以精准诊断漏点定位（误差 <5m) ），最终通过数字孪生技术对泵站机组进行PID 控制参数优化，使水泵能效提升。

2.2 模拟施工

BIM 技术具有模拟功能，在市政给排水工程设计中能够同步完成模拟，辅助设计师提前找出潜在设计隐患，充分优化。随着我国市政建设行业的不断发展，大型给排水工程增加了施工难度，虽然前期已经制定了设计方案，然而，在现场环境的影响下，还会引发各种问题。因此，给排水工程中可以采⽤ BIM技术模拟施工过程，通过其模拟性、可视化等特点，真实还原设计方案的实践过程，提前找出并处理安全、质量等问题。BIM 技术的施工模拟功能能够按照模拟过程，优化调整施工流程，一方面可以有效调整施工细节，另一方面也能够高效利用各类施工资源，从而提升施工单位的整体利益。

2.3 分区供水

施工人员可选用变频加压供水手段辅助开展分区供水活动。具体而言，应从处于低位的排水点着手，保证静水压不低于 0.45MPa ，同时精确控制水泵额定转速，保证抽水设备在高效段的左侧完成安装，从而使水泵的供水量与制高点时的需求相匹配。为实现对供水压力的动态调节，需要加装不少于 4 台变频给水设备，并充分利用水泵流量范围进行灵活调节。在条件允许的情况下，为防止因某一变频给水设备突发故障而导致不必要的启停，可加装水泵机组，以增强市政领域的供水效果。在分区供水期间，管理人员还应对工程高区和低区的能源消耗量进行实时监测和分析，及时发现并解决潜在的水资源浪费问题，实现能源的高效利用。稳压罐能够有效替代水泵，在调节管道压力方面发挥重要作用。通过合理调节管道压力，可改变初始供水模式，最大限度避免管道出现水头损失，同时，还能减少因分区供水频繁启停而引发的压力扰动问题，进而减少对市政水管功耗的影响，显著增强管道的节水及节能效果。施工人员可联合水箱，采用水箱供水与直接供水相结合的方式，这种方式能够弥补直接供水过程中存在的缺陷，确保市政居民的用水需求得到充分满足。施工人员还可运用管网叠压的供水方式，通过对供水管道进行加压处理，使其能够正常供水。

2.4 渗透材料的优化应用

首先，结合“海绵体”设计的规模、当地气候情况等，适当增加具有透水效果的垫层并合理调整垫层厚度。若以下沉式绿地铺装为参照，其应用渗透性材料时，可以考虑在绿地底部铺设一个透水性垫层。该透水性垫层可以使用砾石、陶粒等材料，从而增加透水性。砾石、陶粒等材料的优势在于孔隙率较大。将其铺设之后，绿地可快速引导雨水下渗，并在雨水下渗过程中完成对雨水的过滤、雨水的存储。其次，结合材料应用中的实际需要，增加针对透水层的保护性措施。仍以下沉式绿地铺装为参照，其设计中包括植物的种植。人们需考虑的是，种植土颗粒可能会随雨水的下渗而逐渐堵塞下方透水设施的孔隙。因而，为了保证渗透系统的持续、稳定运行，在相关设计中可增加一些隔离举措。同时，土工布的应用还能帮助周边土壤保水，涵养植物所需的水源。

2.5 雨水系统设计方法

建立初步设计方案的过程中，对雨水系统的关键参数进行设定，如雨水径流系数、收集效率以及系统设计重现期等。这些参数决定了系统的基本性能指标，并在雨水排水系统设计参数表中详细记录，以确保设计过程的准确性和可追溯性。对雨水的径流量进行准确计算是核心步骤，需根据评估出的降雨强度和收集区域面积，采用水文学和水力学的计算模型，估计设计重现期内的最大径流量。与此同时，必须选择合适的雨水收集设施及设计雨水处理系统，以确保收集到的雨水符合利用标准。这些选型和设计步骤均由雨水排水系统设计流程图指导，以视觉化方法明确每一个设计环节，确保系统的高效整合。集成系统设计后，系统需进行细致的审查，以确定其是否符合国家及地方建筑规范的要求。若设计方案不符合规范，则必要时对设计进行修正，直至所有要素均达标。反之，则进行进一步的优化设计，这可能涉及对蓄水池容量的调整、雨水过滤器数量的增减或排水管径的重新计算。在优化过程中，将利用数值模拟技术和实际操作参数进行模型验证和性能预测，以最大限度地提升雨水利用系统的性能和经济效益。

2.6 雨水渗透

城市道路路面设计作为整个策略的起点，其材料与结构的选择直接影响雨水的渗透效果。采用透水性良好的材料，如透水混凝土或透水砖，是开启雨水自然渗透的关键。透水混凝土的孔隙结构犹如无数微小的“海绵通道”，其孔隙率可达 15%-25% ，使得雨水能够迅速渗入地下，补充地下水，减少地表径流。以西安某海绵城市试点区域为例，在对一段长度为 500 米、宽度为 5 米的人行道进行透水砖改造后，对比改造前的数据发现，在一场降雨量为 8 毫米的小雨过程中，改造前雨水在路面的径流系数约为 0.6，即约有 40% 的雨水入渗，而改造后径流系数降低至 0.2 以内，雨水入渗率提升至 80% 以上。这不仅避免了路面积水给行人带来的不便，还为地下水的涵养提供了持续的水源补给。这种路面设计从源头上为雨水的有效管理奠定了基础，是实现海绵城市雨水渗透功能的重要基石。

结语

在低碳时代，市政给排水工程的节水措施已经成为其施工阶段不可忽视的关键性内容。从施工管理的角度分析节水策略，可以为市政给排水工程施工质量提供更多保障。

参考文献：

[1] 胡海燕 . 市政给排水施工中节水节能技术应用探究 [J]. 水上安全，2023（13）：95-97.

[2] 周晓玲，何秀宇. 市政给排水设计施工中节水节能技术的应用研究[J].中国市政装饰装修，2023（7）：76-78.

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