引言

随着我国城市化进程的快速推进，给排水系统成为城市公共设施的重要组成部分。在城市给排水管网系统中，管网运行管理水平的高低直接影响着管网的正常运行，并最终影响着整个城市的环境质量与安全。由于给排水管网系统自身结构和运行特点，在其运行过程中可能出现很多问题，如管道堵塞、水质污染、水资源浪费、污水处理能力不足等。这些问题的出现严重制约着城市给排水管网系统运行效能的提升，甚至会影响城市社会经济的可持续发展。因此，研究城市给排水管网系统运行特点及存在问题，探索提升城市给排水管网系统运行效能的方法和措施具有重要意义。

一、城市给排水管网系统概述

城市给排水系统是城市社会经济发展的基础设施，是实现城市可持续发展的重要保障，其在城市建设中发挥着重要的作用。在我国城市给排水管网系统中，包括了供水管网系统、雨水管网系统和污泥处理处置管网系统等，这些给排水管网系统共同构成了一个完整的给水排水体系。由于给排水管网系统在城市建设中具有非常重要的作用，因此加强对城市给排水系统的优化与管理显得尤为重要。本文在分析我国城市给排水管网系统运行特点的基础上，结合笔者多年的工作经验，对当前我国城市给排水管网系统优化与管理进行了深入研究，并提出了相关建议。

二、城市给排水管网系统优化方法

1.管网布局优化设计

对管网进行布局优化设计是指在给排水系统运行的过程中，针对各区域的功能需求以及相关特点，结合规划建设条件，对管网布局进行合理规划与设计。通过合理设计，可以对整个城市的排水、供水、消防以及用水等系统进行统筹安排，最大限度地发挥城市给排水管网系统的效用。管网布局优化设计通常是结合城市发展规划、自然地理条件、水资源分布状况等因素对城市给水和污水管网的规模和数量进行规划。通过合理布局，可以减少投资，避免重复建设，同时也可以充分发挥原有管网系统的效用。同时，也可以提高对现有设施的利用效率，最大限度地降低管网改造所带来的费用。

2.管径选择与管材优化

根据管网规划，按照排水方式、服务范围及地形地貌等，对管道进行合理选择。在确定管径时，应综合考虑管道的安装成本、运行维护费用、管理费用等因素。在管材的选择上，应尽量选用PE管、钢管等性能优良的管材，以保证管道的运行安全和使用寿命。在排水方式上，可将雨水直接排入河道或就近排入附近湖泊、池塘；将污水通过排水管网输送到污水处理厂进行处理。在管径选择上，要综合考虑管道运行维护成本、管网占地面积和工程造价等因素，确定合适的管径。此外，还应注意对管材进行科学选型，以提高其使用寿命和质量。通过以上措施可以提高管网运行的可靠性和安全性。

3.智能控制与自动化技术应用

在给水管网方面，可以采用基于机器学习的管网模型预测及分析技术，实现管网系统的实时运行状态监控与智能控制。例如，基于机器学习模型对水质进行预测，根据水质状况确定优化的污水处理厂进水浓度和污水排放总量。同时，根据管网水质和水量变化趋势，在供水量不变或增加的情况下，调整污水处理厂出水浓度。

在排水方面，可以利用物联网技术、大数据分析、智能传感器等技术，实现排水系统的实时监测、视频监控、流量监测及预测预警。同时，基于人工智能算法实现排水系统的优化调度，实现排水系统在降雨期间和非降雨期间的流量、水质和水位的自动控制与管理。

三、运行效能提升策略

1.管网运行监测与故障诊断

城市给排水管网运行监测与故障诊断是实现管网安全高效运行的基础和关键。对管道的在线监测和管网的非接触式监测，能够实现对管道状况的动态感知，从而更好地诊断管网存在的问题和隐患。给排水管网系统的运行监测包括水位、流量、水压等实时监测，以及水位、水质等历史数据的长周期监测。在线监测技术目前主要包括传感器技术、物联网技术和大数据技术，以及人工巡检等方式。管网非接触式监测主要包括机器人巡检、人工巡视以及无人机巡检等方式，能够及时发现管网运行过程中存在的问题并快速定位，从而实现对管道缺陷和隐患的早期识别，提升管网运行效率。

2.水质保障与污染防治措施

基于管网水质监测数据，对水质风险点进行识别与评估，确定相应的管控策略。在重点污染区域，实施流域水质保障工程；在一般污染区域，实施管网水质保障工程。在风险源防控方面，对重点污染源进行系统排查、系统整治和系统修复；在重点污染源末端实施有效管控，通过管网末端深度处理，实现污水达标排放。在污染治理方面，对溢流污染进行溯源分析和评估，对管网的渗漏、错接进行修复。此外，建立全覆盖的污染源监控体系、突发水污染事件应急体系、城镇污水处理设施运行监控体系以及城乡一体化污水处理设施运行监控体系。

3.节能降耗技术与管理措施

合理选择水质净化工艺，提高处理效能。针对给排水管网系统存在的水质净化工艺选择不合理、能耗高的问题，可结合实际情况，采用多种水处理工艺组合方案，实现水质净化工艺的最优组合，从而达到节能降耗的目的。

完善管网系统。在实际运行过程中，应结合实际情况对管网系统进行科学合理地维护、维修，及时进行管网检测评估和维护、更新工作。在管道日常使用中，应对管道内壁进行定期清洗、防腐处理等措施，以减少管网腐蚀和堵塞现象的发生。此外，还应完善相关管理制度，建立健全给排水系统运行维护档案和维修保养记录制度等。

4.管网维护与应急管理机制

完善给排水管网系统日常维护管理机制，提高管网安全运行水平，保障市政基础设施安全运行。城市给排水管理部门应加强对给水和排水管网设施的日常维护，定期开展管网排查、检测与评估，及时发现并排除管网隐患；建立给排水管网应急管理机制，做好突发事件的预警、预防及应急准备工作。城市供水企业应提高供水管网的巡查频率，利用智能巡检系统实时监测管网运行情况。在突发事件发生后，供水企业应根据《城镇给排水突发事件应急预案编制导则》的要求制定应急预案，并组织相关人员开展培训、演练和评价工作，同时应结合实际情况定期修订应急预案。

结论

在我国新型城镇化快速推进的背景下，给排水管网系统运行效能的提升，对于保障城市安全和经济社会可持续发展具有重要意义。对供水和排水系统实施精细化管理，对提高供水、排水系统运行效率、保障管网安全稳定运行、提升管网水质等方面具有重要作用。根据管网的运行现状和存在问题，科学合理地确定优化目标和方法，明确关键环节，是实施给排水管网系统优化与运行效能提升工程的前提。

参考文献

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