地下水的优点范文第1篇

关键词：旅行商问题；流水算法；元启发式算法；优化

中图分类号：C934文献标识码：A文章编号：10035192（2014）01006505doi：10.11847/fj.33.1.65

1引言

旅行商问题（Traveling Salesman Problem，简称TSP）又称为旅行推销员问题、货郎担问题，最早于1859年由威廉·汉密尔顿首次提出，属于运筹学中经典的组合优化难题。该问题是单一旅行者由起点出发，不重复地走完其余地点并回到原出发点，在所有可能的路径中求出路径长度最短的一条。旅行商问题属于组合优化范畴，是NPhard问题，具有组合优化问题的典型特征，并且问题描述简单，因此很多学者将旅行商问题算例作为算法研究的公共实例。同时，旅行商问题有着广泛的实际应用背景，如物流配送、调度排班、道路交通、计算机网络节点配置、生产调度、组合优化求极值等问题。所以，旅行商问题成为优化领域里的研究热点，吸引了管理优化、运筹学、数学、物理、生物和人工智能等领域的研究者的关注。

TSP问题的解空间是多维、多局部极值、复杂的解空间。这个解空间类似一个无穷大的丘陵地带，山峰、山谷连绵起伏，其中的山谷就代表局部极低值，最低的山谷代表最短路径，对应的方案就是最佳旅行方案。旅行商问题的求解方法大体可以分为两类：精确求解法和近似求解法。精确求解法主要是通过解析方法求得最优解，包括枚举法、分枝定界法、动态规划等。旅行商问题描述虽然非常简单，但随着需要访问城市数目的增加，会出现所谓的“组合爆炸”现象，在多项式时间内无法精确求解。所以，人们提出了以获得次优解为目标的近似启发式求解算法。受到自然界的启发，人们提出各种各样的元启发式算法（MetaHeuristics）用于优化求解，如遗传算法[1]、模拟退火[2]、禁忌搜索算法[3]、蚁群算法[4～6]、粒子群优化算法[7]等。这些智能算法被广泛地应用于TSP问题求解，虽然不能保证获取最优解，但当问题规模较大时，保证在可行时间内找到满意的解。求解TSP问题的近似求解算法又可分为环路构造算法和环路改进算法两类[8]。前者从某个非法解开始，通过某种增广策略逐步改变该解，直到得到一个合法解为止，这类算法包括最近邻算法、贪心算法、ClarkeWright算法和Christofides算法等。环路改进算法则在给定初始的合法解后使用某种策略来改进初始解。这些策略更多的是元启发式算法，包括遗传算法[9～12]、模拟退火[13]、禁忌搜索算法[14]、蚁群算法[15，16]、粒子群优化算法[17，18]等。旅行商问题的本质是根据旅行商问题的解空间特征，研究局部最优解、全局最优解和邻域结构之间的关系，具体包括：一种邻域结构的局部最优解和另一种邻域结构的局部最优解之间的关系；全局最优解和所有邻域结构的局部最优解之间的关系。所以，提出一种更能协调上述关系的启发式算法是组合优化领域学者长期追求的目标。

3流水算法原理

现代元启发式算法成为近似求解大规模复杂的旅行商问题的研究热点。研究者从生物系统的进化和大自然中自适应性现象得到灵感，提出了一些以搜索近优解为目标的仿生元启发式算法，如遗传算法、蚁群优化算法、粒子群优化算法等。仿生优化算法是一类模拟自然生物进化或者群体社会行为的随机搜索方法的统称。借鉴自然和社会的各种现象，提出并设计优化算法成为一个重要的求解途径。本文正是在这样的背景下，基于旅行商问题的解空间类似一个无穷大的丘陵地带特点，受到自然现象“水无常形，水往低处流，水流千里归大海”的启发，设计新型的求解旅行商问题的元启发式算法—流水算法。

3.1流水的启示

总启示：“水无常形，水往低处流，水流千里归大海”是众多流水全局寻优，求极值（地势最小）的过程。如图1所示，一个流水从初始位置A，流经B、C、D等锚点位置（局部极小）最终到达最低点E（全局最小）。流水的位置与旅行商问题可行域具体解的编码相互映射。

（1）流水局部搜索启示：“水无常形，水往低处流” 是一个流水根据地势状况局部搜索更低点，并向着下一个局部更低位置流动的过程，在这个过程中流水总是尽可能选择并流经最短路径到达最低点。并且，流水不可能倒着流动，具有禁忌搜索的特点。

（2）水漫溢出的启示：当流水流到一个局部最低的位置，会出现停滞（如图1中位置B）；但随着水量增加，水位上升到一定高度，流水从一个局部次优的位置溢出，并由此继续向下流动，跳出局部收敛。从优化算法的角度，流水的这种特点具有突破局部收敛的能力，即当流水若干代不变后，强行更换位置到局部次优的位置，从而继续进行局部搜索。

（3）流水凿洞的启示：流水向着下一个更低、更好位置流动时，落差越大，流水冲击惯性越大，就会对周围的泥土或岩石进行磨损，甚至可以凿洞突破当前位置的限制，向着比当前位置好的附近点流动（向着局部较优解方向搜索），向着最低点流动（向着全局最优解方向搜索）。并且，在现实中往往可以通过人工凿洞方式，让水流到更低位置，并且路径较短。从优化算法的角度，流水的这种特点具有突破局部收敛、向着全局最优解收敛的优点。

（4）蒸发下雨的启示：在自然界中，位置高、水量少的流水容易被蒸发掉形成水蒸气；相应水蒸气会在一定的气候影响下随机下雨，形成相对应数量的流水。从优化算法的角度，“蒸发”具有“优胜劣汰”优点；“下雨”具有多样化群体，具备随机全局寻优的优点。

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地下水的优点范文第2篇

关键词：高层建筑 给水排水 优化设计

中图分类号：TL353+.2文献标识码： A 文章编号：

在经济快速发展的今天，高层建筑的高度和层数也随着科学水平不断的提高而增加。目前，高层建筑正向着层数更多、功能更齐全、设备更完善、技术更先进的方向发展。那么，给水排水系统就是建筑工程的灵魂，为了让其变得更加鲜活，对给水排水设计的要求也越来越高。

一 高层建筑给水排水工程系统优化思路

1业主利益为先导

一个工程项目，最终是为特定对象设计和服务的。作为建筑给水排水的设计人员，我们服务于甲方，服务于业主，我们有责任和义务为他们提供优良的服务。在进行总体设计构思之前，我们都必须与甲方及业主之间进行相应地沟通，对他们的要求和意图有一个明晰的了解，对建设规模、可持续发展等方面着手，从而充分地了解整个项目的概况。以便按照他们合理的愿望和要求来决定我们的取舍，在技术要求和服务上都尽量满足客户的需求。在开展一个项目的设计过程中，设身处地为甲方着想，认真地听取其要求和反馈意见是一个设计人员必须秉承的一个工作思想，时刻铭记将业主的利益放在首位，培养良好的工作意识和服务意识。

2兼顾社会效益

项目社会效益是以国家各项社会政策为基础，在项目实现后对国家和社会发展所作贡献和产生的影响。通常，对一个项目社会效益的评估主要包括其对社会环境、自然资源、自然与生态环境、社会经济影响指标，以及其与社会互相的适应性等领域。对于一个或一些建筑物而言，其社会效益就是能够带动一个区域的经济发展，主要体现在其对环保、资源配置与利用、对美化城市和凸显城市特色等方面的贡献。而对大多数建筑项目来说，节能设计是为能为社会提供更大的社会效益。

二 给水排水系统优化设计的特点

针对新的项目和问题，在完成设计的基础上，尽量做到目前技术水平条件下方案的最合理，即为优化设计。给水排水工程的最优化设计，就是运用系统分析原理和最优化技术设计出效率高、能耗低、费用少、可靠性适当的给排水系统。优化设计具有下列优点：①通过寻找满意的参数与结构，使整体效能最佳，达到提高系统的效率、降低成本的目的；②通过模拟系统过程，优化系统参数与结构，提高系统运行的可靠性和稳定性；③实现了系统的自动化运行及管理；④促进新的优良系统的形成，为优良工程设计提供有力的手段，同时降低对设计人员限制，吸引更多的人才。

三 高层建筑给水排水设计优化

1常见的给水排水方式

1) 气压罐给水方式

气压罐给水的给水方式，在结构上通常依靠离心水泵和气压罐。气压罐起到了蓄能的作用，当系统水压大于容器内空气压力时，系统水就挤入罐体内存储起来。当系统水压力较小时，罐内的水则会在压力作用下被送到一定的垂直几何高度，补回系统，水泵机组的工作方式就是通过循环启动和软启动从而实现无塔供水。这种压力给水方式无需水箱与水塔等设备，能自动控制，罐内水不易受污染，方便统一管理，而且它的载荷小，适用地域广泛。但它具有的供水压力周期性波动，储水量有限，需频繁启动水泵等缺点。

2) 减压分区给水方式

减压分区给水是分区供水方式的一种，利用减压阀或各区的减压水箱的减压达到减压的目的设备在运行过程中，水泵将水直接送入顶层的水箱，各区分别设置水箱和减压阀，由上区的水箱向下区的水箱供水。此过程中，水箱间可自行减压或依靠减压阀达到减压目的。各区不再设置水箱，提高了建筑面积的利用率，而且减压阀设备和管道系统价格低，安装方便，使其供水可靠，节约了投资与维护成本。但下区供水压力小损失较大，水泵能源消耗较大。在实际的使用情况下可通过一些可调式的减压阀来调节。

3) 变频泵无水箱给水方式。

变频泵无水箱给水是将单片机、变频技术和水泵机组相结合的技术，通过改变供电频率来改变电机的转速，从而达到调节水压与流量的目的。变频调速供水的优点是电机运行速度的可调性，可以根据不同地区用水量不同来调整，这样既能减少设备的损耗，也更加节能环保；同时，设备的占地面积小，由于不设高位水箱，减少了建筑负荷，避免了二次污染。

由于变频泵的水压和流量可调 ,可取消高位水箱。该方式的主要优点:a.节能;b.在保持设定压力的前提下 ,根据用水量的变化情况随时调整电机的转速运行 ,既可延长设备使用寿命 ,又能保证运行的可靠性;c. 调速全自动化 ,使用方便; d. 结构紧凑 ,占地省 ,安装方便 ,便于集中管理等。变频调速水泵的缺点:a.变频器价格贵 ,整机费用比其他给水设备昂贵; b.变频器对工作环境条件(包括温度、湿度、灰尘等)要求较高;c.变频器易受外界电池干扰 ,影响机组正常运行。

2给水排水设计优化

1)给水管网的优化方法

给水管网优化的目标，是通过设计规范要求、流速和管径的不等式约束条件，来达到管段流量和节点水压的费用函数的最优。目前，国内外学者对配水管网的优化方法进行了大量的分析研究，其优化方法主要分为确定性优化法和随机优化法，前者包含了一些传统的枚举法、线性规划法和非线性规划法等。而随机优化法则是近几年才发展起来的，主要有遗传算法和模拟退火算法等。

高层建筑的给排水系统设计的给水系统，是通过蓄水池水泵水箱减压阀用水点的方式进行供应。此为高层建筑供水较为节能、节地、又方便管理的方案。其不仅能解决市政基础设施跟不上高层建筑发展速度所带来的弊端，防止对市政的给水管网产生冲击；而且能满足《高层民用建筑设计防火规范》当中对于消防的前期贮水量要求。同时多幢建筑可合用蓄水池，并将水池设在地下车库。具有灵活、高效、方便管理及有利销售的优点。且水箱供水是解决高层建筑的给水系统节能的问题的一项有效途径。

当没有自闭阀给水系统时，在给水管顶部设置一些自闭阀门，虽能达到水流控制的目的，但是对气流的控制却不能达到很好的效果。这样在系统断水时，就会产生大量的空气聚集在给水管内，当系统重新供水时，给水管内的气流就会被水流排挤到给水管的顶部，从而形成一个被压缩了的空气聚集区。此时如果人为地打开自闭阀门的开关时，给水管内的气流由于具有较强的压力，就会瞬间随着水流喷射出来，最终可能导致人员伤亡或者损坏设备的严重后果。因此，在日常的设计中应该增加一些个体建筑的户外阀门的控制设置，同时，还应该在设计中添加一些立管底部的给水阀门，在必要的时侯底层人员可以通过直接将给水的总阀关闭，以减少污染物的排放量，这样这些问题就会在一定程度上得到较大的缓解

传统的消防给水方式：水箱水泵联合供水，即使在市政停水的状况下，水箱里的储水有能够维持人们在几个小时内的正常生活所需。但是该方式的缺点就是，水箱造成了水的二次污染。我认为可以在传统给水方式的基础上增加消毒设施即可解决此问题：既在水泵出水管上安装紫外线消毒器，高效杀毒灭菌，又能安全、可靠地提供生活用水水质、水量、水压。生活污水和雨水分流排放，而收集的污废水，单独处理后再排放。在实际铺设的管道过程中，通常将设备房建设在不规则的地段，以及地下室不规则，不影响地下室使用功能之处，以以保证地下车库设施以及使用功能。在方案设计时，各管道之间以及管道与墙体之间都要相隔一定的规范要求距离。为了平衡管内气压，还需要设置通气管使排水系统与大气相通。

2)排水管网的优化方法

排水管网的优化设计，目前主要有直接优化法和间接优化法（又叫解析优化法）。直接优化方法就是依据管道各项性能指标的变化，来选择各项实施方案和可调参数，通过计算和比较得到最优解，主要有电子表格法和两相优化法。现在排水管网优化设计主要体现在后者，既在最优化数学模型基础上，先进行最优化理论计算从而求出最优解。这其中主要就是选择不同的计算方法，任何计算方法，都是以设计规范要求、管径、流速、坡度以及充满度之间的水力关系为基础考虑因素。

虽然理论计算和设计比较简单，但在实际施工过程当中，由于管径的尺寸不是能够任意变化和选择的，而且还要考虑与建筑设施中其他管线的铺设路劲之间的冲突，对于高层建筑而言，这些都不是能够根据实际情况做到很好的改变的。所以高层建筑在施工前，必须考虑到管道最大充满度与管径的关系、流速及其变化与管道的关系，各管线的内径、管卡及相应的配件尺寸，严格地设计出给排水管道及其他管道路线的间距，尽量建立最优化的模型。

小结

随着建筑业的高速发展，以及研究者们的不懈努力，高层建筑对给水排水的技术要求也随之而越来越高。目前，我国已在高层建筑的给水排水领域上取得了非常可观的成绩，以后的发展过程中应该更加注重实用性、可行性、安全性以及其有机结合，为打造世界一流的工程提供可靠的技术支撑和质量保障。

参考文献

[1]石鑫留，高层建筑给水排水工程设计研究［J］，山西建筑，2011，12

地下水的优点范文第3篇

做好下一阶段的扶贫的工作，首先应把握好以下几点。

第一要坚持发挥水利行业的整体优势。水利定点扶贫是中央交给水利系统的一项政治任务，是我们义不容辞的责任。行业扶贫，必须发挥水利行业的整体优势。水利行业的整体优势，集中体现在政策优势、投资优势和专业优势上。一是发挥政策优势。中央高度重视水利工作，制定了一系列支持水利发展的优惠政策，如农村饮水安全、病险水库除险加固、水库移民后期扶持等，这些政策的含金量都很高，我们要认真贯彻落实中央关于加强农业基础建设、促进农业发展、农民增收等一系列支持“三农”的政策，特别是对贫困地区在政策执行上要有倾斜，加大支持力度。二是发挥投资优势。要在项目和投资上给予倾斜和支持，贫困地区的投资比例要高于全国平均水平，扶贫县的投资比例要高于全省（市）平均水平。三是发挥专业优势。各业务司局、流域机构、科研院所等单位要在在技术、管理、人才上给予帮扶和支持。水利定点扶贫是水利部的一项重要工作，部属各部门、各单位都有责任和义务，要发挥全行业的整体优势，建立有效的协调机制，真正发挥出定点扶贫的综合效应。

第二要坚持充分发挥中央和地方两个积极性。水利部和省市是扶贫的主体，贫困县是脱贫的主体，要使两个“主体”有机的结合起来，单方面的努力不可能达到良好的效果。一是水利部要把定点扶贫县的水利工作作为重点，给予倾斜和支持；二是省市要把定点扶贫县的水利工作作为全省、全市水利工作的重要组成部分，作为优先支持发展的地区，省、市水利厅（局）更要把这七个县的水利工作当作全省、全市水利工作的重中之重；三是扶贫县政府要抓住机遇，充分运用好被中央列为水利部定点帮扶对象的机制，扎扎实实做好本县的水利发展与改革工作，并由此促进地方经济社会的全面发展。

第三要坚持农民增收、农业增产，促进县域经济发展。扶贫的目标是让贫困县经济发展起来，群众能脱贫致富。水利扶贫要加强水利基础设施建设，增强县域经济社会发展能力，提高农业增产的基础保障，促进农民增收。只有经济发展，生活宽裕，才能实现社会主义新农村的建设目标，才能实现社会和谐。所以水利定点扶贫工作一点要围绕农民增收、农业增产，促进县域经济社会发展，这是定点扶贫的着力点。

第四要坚持开发式扶贫、充分发挥发挥群众的积极性。多年来扶贫开发的经验证明，单纯的救助式扶贫不会自动提高弱势群体的发展能力，只有坚持自力更生，开发扶贫，才能从根本上改变贫困地区的落后面貌，才能不断增强贫困地区自我积累和自我发展的能力，才能使贫困群众真正摆脱贫困，走上自尊、自强之路。水利定点扶贫工作要充分发挥政府和群众两方面的积极性，各级党委、政府、基层组织要贯彻党的群众路线，相信群众，依靠群众，积极探索新形势下发动群众参与农田水利基本建设的新模式、新措施，探索群众投工投劳的新机制，引导群众在国家政策扶持下，发扬自力更生、艰苦奋斗精神，用自己勤劳的双手改善生产生活条件。

今后水利定点扶贫工作，要重点抓好以下几方面。

一是继续加强水利基础设施建设。基础设施薄弱是制约贫困地区经济社会发展的重要因素，进一步加强水利基础设施建设，是解决当地经济社会发展和群众脱贫致富的重要手段。水利基础设施建设的重点是饮水安全、病险水库除险加固、骨干水利工程建设、灌区配套改造、农村水电、水土保持、集雨节灌工程等，部有关司局在安排年度投资计划时，一定要把贫困地区作为投入的重点，加大倾斜力度。定点扶贫县所在省（市）也要把定点扶贫县的水利基础设施建设作为全省（市）水利建设的重点，认真抓好各项工作。

二是积极稳妥推进水利改革。水利改革是水利定点扶贫工作的重要内容，要坚定不移地走以改革促发展的道路，积极稳妥地推进水资源统一管理体制、水利工程管理体制、农村小型水利工程产权制度等改革，探索建立合理的水价形成机制。要积极探索集工程建设、产权制度、水价机制和科学管理四位一体的农田水利建设综合改革试点工作。

三是切实加强对口帮扶工作。扶贫开发新阶段以来，我们在创新水利定点扶贫工作新机制方面，进行了不懈的探索和实践，20*年建立了部属机关、单位与定点扶贫县的对口帮扶新机制。实践证明，对口帮扶是水利扶贫发挥专业优势行之有效的工作模式，与项目扶持、干部挂职相辅相成，共同构成了水利定点扶贫的有机整体。对口帮扶是我们下一步重点要加强的工作领域，一会我专门讲这个问题。

四是充分发挥定点扶贫工作组、扶贫挂职干部的作用。去年水利部对扶贫干部的选派工作进行了调整，扶贫开发新阶段以来第一次派出了以司局级干部任组长的定点扶贫工作组，在*市水利局挂任局党组成员、副局长，以增强对扶贫工作的统筹和部、省市、县各层次、各环节的协调，四名组员均来自规划计划部门，新一届扶贫工作组业务力量得到了加强。扶贫领导小组成员各单位都要关心、支持挂职干部的工作；有关地方政府要给予挂职干部更大的工作空间，敢于压担子，使他们有位有为。希望工作组的同志要在当地党委、政府及水利部门的直接领导下，深入调查研究，尽快熟悉情况，充分发挥自身的特长和专业优势，发挥工作组整体优势，发扬“献身、负责、求实”的水利行业精神，带着感情扎扎实实地做好水利定点扶贫工作。

二、进一步加强对口帮扶工作

在整个定点扶贫工作体系中，对口帮扶是重要的一个环节。自陈雷部长20*年倡导建立以来，各对口帮扶单位做了大量工作，也取得了一定成效。但总的来说，在水利定点扶贫三个渠道中还是一个薄弱环节，还存在一些问题。一是帮扶工作缺乏系统的组织协调，没有形成系统化、规范化、制度化。二是帮扶工作总体还维持在较低水平，工作力度还不够大，工作范围还不够广，帮扶的领域有限，行业技术优势和整体优势尚未得到充分发挥。三是各帮扶县总体来说专业人才匮乏、技术力量薄弱，还不能适应实施大规模水利建设与管理的需要，但各县并没有充分利用好对口帮扶工作机制，来解决自身人才与技术力量薄弱问题。因此，完善对口帮扶机制、加大对口帮扶力度是下一步定点扶贫工作中要重点加强的领域。下面，我针对对口帮扶工作提几点要求：

第一，提高思想认识，落实工作责任。水利定点扶贫是中央交给水利系统的一项政治任务，是我们义不容辞的责任，部属各部门、各单位都有责任和义务完成好这项任务。一是提高思想认识。今天参会的部属司局、单位，都是对口帮扶组成员，各成员单位要高度重视水利扶贫工作，提高思想认识，以对口帮扶工作为己任，切实加大工作力度，帮助和支持贫困县的扶贫工作。二是调整对口帮扶组成员结构。帮扶组成员单位除了原有的29个单位外，这次会议上又增加了机关党委、综合事业局、水利报社、水利出版社、水利工程协会、南京水科院、小浪底建管局、国际小水电中心等8个单位。每个帮扶组都由行政司局、事业单位、流域机构组成，形成一定的综合帮扶优势，各组一定要充分发挥自身的综合优势，切实做好对口帮扶工作。三是落实工作责任。各组由一个业务司局牵头负责作组长单位，一个主要业务单位作副组长单位。牵头司局要抓好牵头组织工作，切实承担起对口帮扶组织协调责任。副组长单位是对口帮扶工作的主要承担单位，要在发挥自身优势的同时，还要协调好其他成员单位承担起帮扶业务工作。扶贫县要着眼于县域经济社会发展要求，充分利用帮扶组的优势，解决自身的需求。

这里我要对流域机构特别强调一下，流域机构都是综合性较强的实体，有些流域机构还管理着实力较强的公司和大型水利工程，对口帮扶是水利部交给流域机构的任务，不是交给流域机构内部某一个部门或单位的任务，要发挥出流域机构综合实力的作用。其他综合性的单位也是一样。

第二，加强组织协调，发挥团队优势。水利扶贫工作涉及贫困地区水利发展的诸多方面，只有建立有效的协调机制，统筹水利系统的各个部门的工作，才能形成整体优势，发挥综合效应。一是建立对口帮扶组内部协调机制。各帮扶组要建立定期会商制度，制定工作计划，明确各成员单位的分工。每个组都有一个流域机构或业务和经济实力较强的单位，都有技术后备支撑，要加强会商协调，有机结合、形成整体，发挥团队优势和综合优势。二是建立对口帮扶组与帮扶县的协调机制。对口帮扶组与帮扶县要建立会议协商制度，每年定期召开会议，扶贫县提出对口帮扶的具体需求，双方共同研究确定对口帮扶年度工作计划、工作任务、工作目标，明确工作责任。提倡对口帮扶组与帮扶县在充分研究的前提下，五年签订一次对口帮扶工作协议，明确具体的工作内容、工作安排和工作责任。三是建立对口帮扶工作的整体协调机制。对于各小组帮扶工作中具有共同性的工作，如业务培训等，七个帮扶县有共同需求，要注意整合资源，提高效率，集中人力物力，面向七县统一培训。这就要求建立整体协调机制，这方面的工作由部扶贫办、扶贫工作组和各组联络员协调办理。

地下水的优点范文第4篇

关键词：城市地下给水管网优化设计

Abstract: The urban underground water supply network is an important municipal infrastructure, how to optimize the design of urban underground water supply network is currently the underground water supply network design focus of attention, therefore, to study and optimize the urban underground pipe network design has very important practical significance. In this paper, underground water supply network as the starting point in the analysis of urban underground water supply network design problems, based on the optimization of the city through the elaborate underground water supply network design principles discussed optimize the urban underground water supply network design strategy, aimed optimize the urban underground in the description of the importance of water supply network in order for the transformation of urban underground water supply network to provide a reference.

Keywords: urban underground water supply network optimization

中图分类号：TU821.3文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

一、城市地下给水管网设计存在的问题

当前，城市地下给水管网设计的现状不容乐观，还存在着诸多亟待解决的问题，这些问题主要表现在供水管漏耗严重、管网布局不合理和供水安全性较差三个方面，其具体内容如下：

供水管漏耗严重

供水系统是城市中的基础设施，供水管漏耗严重是城市地下给水管网设计存在的问题之一。供水系统中的给水管道由于年久失修，管材质量差，供水管网漏耗严重，造成爆管以及各种形式的明漏、暗漏。由于给水管网埋于地下,看不见,较容易被忽视，在给水管网设计中，往往使给水管网的输配水能力小于净化处理能力，致使管网的输配水能力与水厂的生产能力不配套，管网超负荷送水，增加了供水管的能耗和漏耗。

管网布局不合理

管网布局不合理也在一定程度上制约着城市地下给水的发展。在城市地下水管网布局中，管网布局不合理受两个因素的制约，一是传统供水管网规划的束缚，现有的供水管网没有跟上时代的要求，无法满足当前形势的需要；二是由于城市经济、文化中心的调整，原本不发达的地域变成商业繁华地区，人口集中的区域增大，人们对生活用水的质量和要求逐步提高，使得水管网已经不适应当前的供水要求。

供水安全性较差

城市地下给水管网设计中存在的问题，还表现在供水安全性较差方面。给水管网系统是一个庞大复杂的“反应器”，经水厂处理合格的水，在管网中会发生一系列的物理、化学及生物反应而导致水质下降。另外，供水安全性较差还由于天气的影响，供水压力过高、道路的施工措施欠妥、地下管道埋设过浅、抗重压能力较差等原因，导致管道因不堪重负而经常发生爆管现象。

二、优化城市地下给水管网设计的原则

优化城市地下给水管网设计，应遵循三个原则，即结合实际，有的放矢；实事求是，协调发展；强化服务，提高水质，下文将逐一进行分析。

结合实际，有的放矢

结合实际，有的放矢，是优化城市地下给水管网设计应遵循的原则之一。在城市地下给水管网设计中，应根据城市供水管网的实际情况，统筹规划，改造原有的城市地下给水管网设计的不足之处，与此同时，突出近期改造重点，有的放矢地对供水漏损和供水安全影响较大的管网以及对管网后续改造起到承上启下作用的部分主干管，优先实施改造。

实事求是，协调发展

实事求是，协调发展，是优化城市地下给水管网设计的又一原则。在优化城市地下给水管网设计中，为确保规划目标可行，应通过调查研究，核实基础数据，在实事求是的基础上，依据工程实施条件和地方财力，分阶段合理调整工程规模和目标。另外，优化城市地下给水管网设计，还应从大局着眼，依据城市总体规划，考虑到城市建设与地下给水管网的协调发展，紧密结合城市建设进行改造。

强化服务，提高水质

优化城市地下给水管网设计还应遵循提高服务水平，促进节约用水的原则。在设计城市地下给水管网的过程中，应紧密围绕提高服务水平和节约资源的目标，不断强化服务，提高水质，进而提高管网整体质量。对城市地下给水管网建设而言，只有逐步完善供水系统，增加配水能力、提高供水服务压力、改善供水水质，才能减少管网事故率、降低供水损失、保障供水安全、促进节约用水。

三、优化城市地下给水管网设计的策略

城市地下给水管网是重要的市政基础设施, 优化城市地下给水管网设计，要把握好两个方面的内容，一方面要优化城市地下给水管网设计内容；另一方面要优化城市地下给水管网设计模型。下文将进一步深入探讨。

优化城市地下给水管网设计内容

城市给水系统规划是城市总体规划的组成部分。城市给水系统作为供给城市生产和生活用水的工程设施，其规模非常庞大、性能日趋复杂。从城市给水系统的系统构成上来看，城市给水系统一般由取水泵站、水处理厂、给水泵站、增加泵站、供水管网和水塔、蓄水池等设施组成。给水管网系统的基本功能是经水处理厂处理过的符合国家卫生标准要求的水由给水泵站经给水管网送到用户。为满足城市供水的要求, 保障工业生产和群众生活，优化城市地下给水管网设计，应综合优化对水源，供水系统、排水系统的设计，主要应把握好两个关键点，一是管线布置的优化方案。在优化城市地下给水管网设计的过程中，给水管网规划、定线是管网设计的初始阶段，必须在管网规划和设计阶段进行合理的规划和优化设计，管网应布置在整个供水区域内，保证供水安全可靠，力求以最短距离敷设管线；二是管线布置既定条件下管道系统的优化设计。管线布置既定条件下管道系统的优化设计，应对新建的给水管网适当加以简化，去掉不影响管网的水力计算的支管或管线。

优化城市地下给水管网设计模型

要想对水管网系统进行更好的优化和设计，还应优化城市地下给水管网设计模型。对优化城市地下给水管网设计而言，应建立城市地下给水管网设计模型，对水管网系统进行细致的分类，分类标准的不同使分类后产生的效果也不尽相同。一般来说，按水源是否用加压可以分为压力流和重力流给水管网；按照水源的个数可以为单水源和多水源给水管网；按照管网形式可以分为枝状和环状给水管网。其中，环状管网的特征是管道纵横相互接通，形成环状。对环状给水管网的优化最先采用的是线性规划的模型，它是利用目标函数对其流量进行预分配；其次在计算目标函数基础上，反复调整流量分配，从而达到较理想的效果。这种模型对城市地下给水管网设计而言具有一定的优越性，突破了给水管网树状的困境，但仍存在着非线性弊端。近年来，随着对环状网的深入研究，对环状网非线性弊端的弥补采取了一种新的方式，即采用泵站送水的方式，但泵站送水在城市地下给水管网建设的费用和造价上提高了成本，包括了管网的静态费用和泵站的动态费用，其约束条件是非常复杂的约束集合，无形中增加了非线性规划的求解难度。目前，许多学者通过简化模型或限定某些约束条件，利用非线性规划的方法解决实际问题。

结语

总之，城市给水管道工程是城市基础设施建设工程不可或缺的部分,城市地下给水管网设计是一项综合的系统工程，具有长期性和复杂性。在了解城市地下给水管网设计存在的问题的基础上，遵循结合实际，有的放矢；实事求是，协调发展；强化服务，提高水质的原则，把握好优化城市地下给水管网设计内容和优化城市地下给水管网设计模型两个关键点，不断探索优化城市地下给水管网设计的策略，只有这样，才能促进城市地下给水管网设计水平的提高，进而提高整个城市供水系统的使用效率。

参考文献：

[1]杨忠诚,魏巍.塑料管材在给水管网改造中的应用[J].中国新技术新产品.2009(01)

[2]陈俊博,季广辉,刘彩霞.给水管网优化设计方法研究[J].山西建筑.2009(24)

地下水的优点范文第5篇

【关键词】 地铁 深基坑 围护结构

随着城市人口的集中化，以及个人私有车辆的普及，城市交通情况日益紧张，为了改善人们的出行条件，各大城市也纷纷开始地下轨道交通工程的规划建设。地铁拥有快捷、舒适、准时等优点，深受广大人民的喜爱。地铁的施工总体来说包括车站及区间两大部分，其中地铁车站作为乘客乘坐地铁的构筑物，对地铁运营起到了至关重要的作用。根据车站与地面相对位置关系分为高架车站、地面车站及地下车站，其中以地下车站居多。地下车站的施工不可避免的存在深基坑开挖的问题，为了给基坑开挖及车站结构施作提供一个安全、稳定的工作环境，通常在基坑外侧先行施作围护结构，本文就主要针对围护结构的选择提出一些建议。

1 基坑围护体系的定义及几种主要形式

基坑围护结构体系包括板（桩）墙、围檩（冠梁）及其他附属构件。板（桩）墙主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力，并将此压力传递到支撑，是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。地铁基坑所采用的围护结构形式很多，其施工方法、工艺和所用的施工机械也各异；因此，应根据基坑深度、工程地质和水文地质条件、地面环境条件等，特别要考虑到城市施工特点，经技术经济综合比较后确定。我国常用的围护结构分为以下几种：

（1）桩板式墙板式桩：通常采用H型钢背后加水平挡板的方式形成支护。优点是造价低、施工简单、有障碍物时可改变间距；缺点是止水性差，地下水位高的地方不适用，坑壁不稳的地方不适用。这种围护结构形式开挖深度在上海达到6m左右，日本用于开挖深度在10m以内的基坑。

（2）钢板桩围护结构：通常为U形或Z形钢板桩，桩与桩之间通过构造形式相互咬合，具有一定的止水性。优点是采用成品制作，可反复使用，施工简便；缺点是施工噪声较大，刚度小，变形大，新的时候止水性尚好，重复使用时易发生漏水现象，需增加防水措施。

（3）人孔挖孔桩：采用人工配置简易的提升设备进行开挖成孔，下放钢筋笼后浇筑混凝土，形成支护体系。优点是施工造价低，设备简单，易于大批量上场同时施工，施工灵活度高，无泥浆、噪音低、文明施工、环保效果好，整体性强；缺点是人员施工风险打，不适合进行淤泥层和流砂层施工。

（4）机械成孔灌注桩：一般采用螺旋钻机、冲击式钻机和正反循环钻机成孔，下放钢筋笼后浇筑混凝土，形成支护体系。优点是刚度大，可用于深大基坑，施工时对周边地层、环境影响较小；缺点是无止水功能，需配合降水或止水措施使用。

（5）SMW工法桩：利用搅拌设备切削土体，然后注入水泥类混合液搅拌形成均匀的挡墙，最后在墙中插入型钢，形成一种劲性复合围护结构。优点是止水性好，构造简单，施工速度快，型钢可以部分回收重复利用；缺点是在基坑深度较大时该围护结构刚性不足，需增加内支撑密度，对施工影响较大。

（6）地下连续墙：采用专用的挖槽设备，沿着基坑的周边开挖狭长的沟槽，按事先划分好的幅段安放钢筋笼、浇筑混凝土。优点是施工时振动小、噪声低，墙体刚度大，对周边地层扰动小，可适用于多种土层；缺点是造价较高。

2 围护结构选择影响因素

通过对以上常用围护结构的优缺点分析，为基坑围护结构的选择提供了依据，但是在围护结构选择过程中还要考虑到多方面因素，具体有以下几个方面：（1）基坑开挖深度：基坑开挖深度是围护结构选择的一个最重要的考虑因素，对于一些开挖深度小的基坑可选择钢板桩、土钉墙等造价较低的围护结构进行施工，甚至在周边环境允许的条件下可以采用放坡开挖方式进行施作。（2）地质条件：很多围护结构形式的施工工艺均对地质条件有一定的要求，因此在选择围护结构形式时必须考虑工程所处位置的地质条件。（3）地下水情况：地下工程无法避免要与地下水打交道，在地下水丰富的地方围护结构的选择需要考虑围护结构的止水性能，如选用半封闭形式的围护结构如钻孔灌注桩等则需要配合止水帷幕进行使用，常用的止水帷幕有搅拌桩、旋喷桩。（4）经济合理性：围护结构的选择除了以上几方面需要考虑的因素外，还需选择几种适合运用的围护结构形式进行经济合理性分析，尽可能在起到应有的支护效果的情况下降低工程造价，节约能源。

3 围护结构施工注意事项

围护结构的选择完成后进入施工阶段，作为地下水土压力的第一重防线，围护结构的重要性不言而喻，这里就几种常用围护结构的施工提出几点需注意的事项。

（1）灌注桩：无论采用何种成孔方式，最终形成结构阻挡水土压力的是桩体，在桩体混凝土灌注过程中须掌控泥浆比重、首盘混凝土方量、导管的拔除时间把握等几个方面，保证成桩质量，使其发挥应有的作用。（2）SMW工法桩：工法桩是在搅拌桩内插入型钢形成一个整体受力的支护结构，搅拌桩的施工需要注意的是围护结构整体施工顺序的安排，最重要的是封闭桩位置的选择，如果是一台设备按照一个方向进行施工，则在进行最终封闭时因首根桩施作时间较长，有了一定的强度，则相邻封闭桩无法有效的咬合，导致出现桩体侵限、出现冷缝等问题。（3）地下连续墙：地下连续墙作为一种使用地质条件广泛、强度高、整体性好的围护结构越来越广泛的应用与地下基坑围护工程，在进行地下连续墙施工时需要合理的选用接头形式，地连墙的接缝止水是一个关键的工序，目前最有效的办法是选用止水性好的接头形式，如十字钢板接头，或者在接缝处施作旋喷桩进行止水。

4 结语

本文通过对几种常用围护结构的优缺点分析、选择影响因素、施工注意事项等几方面进行了较为详尽的分析，深基坑工程围护结构能够高质量的顺利完成意味着该工程已经成功了一半，希望本文能够给广大同行一定的启发。

参考文献：

[1]张春强.地铁基坑各类围护结构的优缺点分析[M].太原：山西建筑，2007.