市政給排水設計中輸水方式的選擇與管網分區探討

賓訶毅

湖南省建筑科學研究院 湖南 長沙 410000

前言

作為維持城市正常運行的生命線，供水系統的合理性是城市現代化發展的基礎。隨著城市規模的不斷擴大，人口基數的不斷增加，對市政給排水的要求也越來越高，在進行給排水設計過程中，不僅要結合城市當前現狀，進行輸水方式的選擇，而且需要考慮未來城市發展方向，合理進行管網的分區優化。因此，研究分析市政給排水設計中輸水方式的選擇與管網分區具有重要的現實意義。

1 常見的輸水的方式

在市政給排水設計過程中，根據動力方式的不同，可以將輸水方式分為三種。具體情況如下所示：

1.1 重力輸水

顧名思義，就是利用水自身的重力而進行輸水的方式。它的動力來源主要是依靠水的重力作用。相比較而言，該種輸水方式對城市的地形地貌要求較高，必須具有一定的高度差，實現水從高處往低處自行流動的目的。在重力流輸水過程中，由于地勢差的原因，使管網內的水受到重力的作用，產生流動，從而實現從儲水位置流動到終端使用設備的目的。其優點是節約了能源，運行成本較低，缺失是對地勢要求較高，且較難對供水量進行控制。

1.2 壓力輸水

所謂壓力輸水，就是通過人工加壓，使得水受到壓力的推動，流向各個用水終端的目的。現階段，壓力輸水的方式被廣泛應用到市政給排水設計當中。一方面壓力輸水運行的穩定性較高，且適應性較高，可以滿足各種地勢的輸水要求；另外一方面可以實現對水流和供水量的控制，有效節約了水資源，避免水資源產生浪費。其缺點是不僅施工成本較高，需要在市政給排水管網中合理進行加壓點位置的設置，而且對管網的管道質量要求較高，確保其可以在較高的壓力作用下工作。

1.3 重力及壓力綜合輸水方式：

很多城市在建設過程中，高層建筑越來越多，單純的考慮重力輸水或者壓力輸水，都會受到較大的阻礙。因此綜合性的輸水方式在市政給排水設計中的應用日漸廣泛。通常情況下，對于一些高層建筑，都會在其頂端設置儲水裝置，利用壓力的作用使得儲水裝置中蓄滿水資源，再利用重力的作用實現對建筑物內的用戶供水，這樣的設計不僅提升了供水的效率，而且降低了供水的成本。在現代城市中，綜合性輸入方式的應用日漸廣泛[1]。

2 市政輸水方式的切實選擇

通過對常見輸水方式的介紹，在市政給排水設計過程中，影響輸水方式選擇兩種因素就是地形條件和水源條件。通過公式：。在該公式當中Hp是泵站揚程，代表是城市供水的水源地，代表的是城市供水水廠的水池水位，而h則表明了在進行輸水過程中水頭的損失。這些因素都會影響輸水方式的選擇。

（1）如果選擇重力輸水，首先當地的地形地貌應當滿足重力輸水的基本要求，且高度差較大，輸水線路較短。如果重力輸水管線的地形高度差超過設計要去，則需要在管道合理的位置進行減壓閥或者跌水井的設置；

（2）如果選擇加壓輸水，則需要對整個給排水設計進行經濟和技術的對比，通過對輸水管的壓力分級，并對加壓泵站的位置進行科學的計算，選擇符合要求的加壓等級和增壓方式，確保滿足居民用水的需求[2]。

3 市政給排水設計中管網分區的優化

某市屬于我國典型的山水城市。整個城市靠山而建，地勢起伏較大。在對該城市進行給排水設計過程中，充分結合城市的地形地貌特點，采用了綜合性的輸水方式，并對管網進行分區優化。

3.1 管網設計規模

在管網設計過程中，首先結合本市的實際用水情況，對管網的規模進行了初步計算。同時，還對城市未來的發展規劃進行了統籌考慮，具體城市用水量預測如表1所示。

表1 城市用水量預測

3.2 管網分區的選擇

由于在進行城市給排水施工過程中，大部分成本應用到輸水管道方面，輸水管道的材料和使用量不同，對城市給排水項目的整體成本也影響巨大。結合本城鎮的網絡布局以及給排水管網的實際服務能力，采用了分區供水的方式：

（1）首先對因為河流分割的各個城市片區，進行統一計算，從中選取壓力水頭大于50米的節點；

（2）然后根據以上選取的節點的實際位置，對高壓管網區域和低壓管網區域的給水管道進行重新布置，并設定不同分區的控制點。

（3）最后對各區間給水管網的連接方式進行確定，如果它們的節點水頭相近，則采用高低壓區間串聯的方式。

3.3 管網分區前后對比

表2 管網分區前后成本對比

結合本城鎮的實際情況，對市政排水設計過程中管網分區的合理性進行了成本分析，通過表2可以看出，采用管網分區之后，雖然在管網的建設投資方面所花費的成本較多，但后期管網運行過程中動力費用減少較多。再結合管網分區之后，年費用折算要節省15.01萬元。

4 結束語

綜上所述，隨著城市發展腳步的加快，對城市基礎建設的要求也越來越高。尤其是市政給排水的設計，必須結合城市的地勢地貌特點，根據城市的未來發展規劃，合理進行輸水方式的選擇，并合理地進行管網分區。在保障居民生產生活用水需求的同時，提升水資源的利用效率，降低給排水設計的成本支出，實現經濟效益和社會效益的雙豐收。