淺談市政給水設計中輸水方式的選擇及管網分區

黃　超（合肥工業大學建筑設計研究院，安徽　合肥　230009）

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淺談市政給水設計中輸水方式的選擇及管網分區

黃超（合肥工業大學建筑設計研究院，安徽合肥230009）

市政給水工程是城市基礎設施建設的重要構成，其有效性直接關系到市政各項基本建設功能的有效發揮，所以受到高度關注，輸水方式和管網分區是市政給水工程的兩項重要工作，其科學性直接決定市政給水系統的運行狀態，本文為對市政給水設計中輸水方式的選擇及管網分區產生更加全面的認識，保證選擇和分區的科學性，進而推動市政給水設計水平的提升，對其輸水方式的選擇和管網分區方案的確定兩方面展開研究。

市政給水設計；輸水方式；管網分區

前言

市政給水設計中的輸水方式和管網分區直接關系到給水工程運行的穩定性及工程整體造價，在對管網水頭損失和最小服務水頭等問題深入分析的基礎上，合理選擇輸水方式和管網分區，是保證城市供水的穩定性和持續性，最大程度發揮市政給水設計經濟和社會效益的必然選擇。

1　市政給水設計中輸水方式的選擇

1.1市政給水設計中輸水方式分析

市政給水工程中輸水方式的模式較多，如重力流輸水、壓力流輸水和兩者結合的輸水方式在實踐中均較常見，前者主要利用重力作用下生成的氣流和水流達到輸水目的，所以其在選擇時對區域實際地形、地勢等方面的情況依賴性較強［1］。后者是在自流能力不足的區域利用加壓泵站使水流增壓實現輸水目的，其在選擇的過程中對輸水管、網管承載能力、地形地勢變化、輸水設備動力等方面具有較強的依賴性；而兩者相結合的輸水方式通常在地勢、地形情況較為復雜的區域，具體應用結合實際情況進行設計。

1.2市政給水設計中輸水方式的選擇

輸水方式的選擇主要受到區域地形地質條件和水源條件的影響，通常情況下泵站揚程=水源水位-水廠水池水位+輸水過程中的水頭損失，換言之，供水水源、流量、距離和水源與水廠水池的水位都會對輸水方式的選擇產生影響。可見山區城市在確定最短輸水路線的情況下通常選擇重力流供水方式，這一方面可以達到水位高差較大的標準，另一方面也可以對其高差進行有效的應用，達到輸水的目的，但其要求輸水管徑滿足輸水最大流量的要求。當山區城市重力流輸水方式地形高差超出標準，需要在設計的過程中在適當的位置安置減壓閥或跌水井［2］。在選擇加壓輸水方式時，需要在經濟、技術雙重對比分析后把輸水管分級，由單獨的泵站組成獨立的輸水系統，在應用的過程中需要結合區域輸水的實際情況對加壓泵站的級數、壓力方式、具體位置等，以此保證輸水的穩定性，可見市政給水設計中輸水方式的選擇需要兼顧技術和經濟兩個方面，圖1為某市政給水設計簡圖。

2　市政給水設計中管網分區分析

管網分區是將市政給水現有供水網管按照一定的原則分成若干相比獨立的子區域，實現子區域用水量單獨計量的管理方式，實踐證明，其對提升市政給水工程的管理水平和經濟效益具有重要的作用，現階段在上海、沈陽、天津等城市已經得到較廣泛的應用［3］。

2.1網管分區的原則

2.1.1區域計量分區原則

此原則是通過截斷管段或將管段上閥門關閉實現網管分區對的方法，其在每個獨立區域的進水管和出水管都要安裝流量計，對其進行有效的監測，利用此分區方法可對給水工程中的爆管、漏水問題及時發現并準確定位，為縮減經濟損失提供保證，當對區域計量分區的水壓進行合理控制的情況下，可實現管網運行處于最優的壓力狀態。

圖1　某市政給水設計簡圖

2.1.2壓力分區原則

此原則主要結合區域地形和用戶對水壓的要求差異進行分區，另外在以漏失率控制為重點的區域也可以應用此網管分區原則，此原則的實現建立在給水管網壓力和漏失率兩者之間具有顯著的正比例關系的基礎上，結合區域地形高程或等壓線分布的實際情況，將整體管網分成若干子系統，在對壓力分區的壓力進行有效控制的基礎上，是管網整體的平均水壓下降，縮減管網漏失率。

2.1.3管理分區原則

以上兩種管網分區的方式現階段雖然在國外已經得到較廣泛的應用，而且管網分區的效果也得到驗證，相關技術較為成熟，但由于我國幅員遼闊、在人口眾多的大城市應用工程量巨大，而且管理的難度非常發，所以我國結合實際狀況提出管理分區原則，即利用區域已有明顯邊界線對管網進行分區，此原則可最大限度的簡化市政給水工程的管理難度，但由于其在管網分區的過程中能夠忽視水利條件、成本節約、供水運行效率、管網壓力平衡等問題。

2.2市政給水設計中管網分區方案的確定

2.2.1選擇區域系統階層數

目前我國市政給水管網系統主要采用二階層系統：其第一階層的主要功能是落實合理配水；第二階層的功能是實現空壓、改壓，在具體選擇區域系統階層數時應結合實際市政給水設計中網管規模、資金投入等因素進行。

2.2.2確定區域規模

為提升管網中水壓的均衡效果，在確定分區規模的過程中要保證用戶水壓；而市政給水施工為避免發生事故要對漏水量進行針對性的控制；在具體劃分區域規模的過程中要結合供水區域的地形，對供水方式的優化產生更加全面的認識，結合管道水頭損失和進水點位置等確定具體的區域規模，現階段考慮到功能過程中的節能，對低壓供水方式在供水方案中進行了有意識的推廣。在具體網管分區的過程中要結合分區的蛛網流量進行定期的采集、記錄，這是確定區域規模的有效依據。

2.2.3確定位置和進水點數量

控制區域內進水點數量、水壓、流量等是防止市政給水建設中意外事故發生，提升供水安全性的有效途徑，其要求在管網分區的過程中合理的縮減進水點的數量，通過大量實踐發現在單點進水的情況下確定進水管的水壓控制點和位置效果最為理想；而多點進水情況下可有效的提升用水安全性，將其應用于事故多發區有利于對應急突發事故進行有效的處理，而且在用水量的變化幅度過大時也有利于直接的管理。

2.2.4確定管網區域邊界

區域實際的地形類型、地面高度變化、現有水廠的供水能力、區域用戶的用水類型、水壓分界線的高低等實際數據都會對管網區域邊界的確定產生影響，所以在實際應用的過程中要結合實際情況進行。

2.2.5優化調整區域方案

市政給水設計中的網管分區方案在確定后要對其合理性進行檢驗，并結合檢驗結果和模擬計算結果對其進行合理的優化，在優化的過程中不能只以管道優化為重點，要將管道、閘斷所設置的供水設施等都視為優化的對象，在優化的過程中要考慮到網管內存在死水，會影響水的質量，對輸水壓力等方面產生干擾，所以在網管末端要有意識的設置有效的排水設備。

2.2.6市政給水管網應采用節水技術

隨著可持續發展理念的逐步落實，現階段在市政給水設計網管分區中也體現了節約用水的理念，考慮到減少建筑用水、提升水資源利用效率、杜絕水體浪費是節約用水的主要途徑，在網管分區中主要通過利用節水設備和疊壓供水的方式實現節水目的，例如在市政給水設計的過程中應積極選用功能性節水設備和材料；在供水過程中舍棄傳統蓄水池結構，將水廠和用戶的供水龍頭組成嚴密封閉的系統，降低水體二次污染的可能；將地熱能、太陽能等可再生資源應用于建筑熱水供應中，實現水體的自然循環，降低傳統能耗等。

2.3結合工程案例，分析市政給水設計中管網分區方案

某項市政工程建筑整體分為26層，市政管網壓力為30m，每層層高為3m，在進行網管分區的過程中，結合網管分區的原則和市政工程的要求，確定為首層的高程為10m，第二層的高程為2m，以上分層高程均為4m，二次每分層壓力在0.35MPa以下，特殊情況也不超過0.45MPa，而且每個分層在10層以內，考慮到市政管網的壓力為30m，所以在網管分層中確定1～6層為直供，而7～16層為二供低區、17～26層為二供高區，實踐證明，此網管分區效果非常理想，保證各層正常供水。

3　結論

通過上述分析可以發現，市政給水設計中輸水方式和網管分區方案的選擇直接關系到其整個工程的穩定性，在進行輸水方式選擇時要兼顧技術和經濟，并結合城市規劃的實際情況對輸水距離方式等進行合理的選擇；而在網管分區方案確定過程中，要以經濟因素為重點，以此保證市政給水工程的經濟、社會效益。

［1］李 倩．市政給水設計中輸水方式的選擇及管網分區方案的確定［J］．黑龍江科技信息，2013，06：270．

［2］李明才．市政給水設計中輸水方式的選擇和管網分區方案的確定［J］．科技創新與應用，2014，08：127．

［3］張方紅．市政給排水設計中輸水方式的選擇及管網分區方案的確定分析［J］．江西建材，2014，19：46+48．

2016-4-1

TU991.33

A

2095-2066（2016）12-0168-02