市政給水設(shè)計中輸水方式及管網(wǎng)分區(qū)探討

孫 明

（淮北市供水有限責(zé)任公司，安徽 淮北 235000）

1 設(shè)計市政給排水輸水方式

1.1 關(guān)于輸水方式的介紹

壓力輸水、重力輸水以及壓力輸水與重力輸水相互結(jié)合的重壓輸水是最為常見的輸水方式。在設(shè)計輸水模式的過程中，應(yīng)當(dāng)與當(dāng)?shù)氐木唧w地理狀況相結(jié)合，對是否要使用重力輸水方式進(jìn)行確立。假如給排水管網(wǎng)所處的地勢比較平緩，重力也很難抵消管網(wǎng)對水源的滯留，或是用戶所處的位置比水源所處的位置要高，則使用壓力輸水方式比較合適。在這種狀況下，為使水資源可以順利的到達(dá)用戶位置得到充分的保障，應(yīng)當(dāng)與具體狀況相結(jié)合，把一些加壓泵安裝在中途輸水位置。如下圖所示為市政管網(wǎng)給水示意圖，如果當(dāng)?shù)赜兄浅?fù)雜的地形，那么，在設(shè)計的過程中應(yīng)當(dāng)對壓力和重力進(jìn)行靈活的運用，使用壓力和重力互相結(jié)合的方式[1]。

1.2 選取輸水方式

選取輸水方式的時候，可使用以下公式進(jìn)行計算：

在這個公式之中，輸水過程中的水頭損失值用h 表示，水廠水位用Z2代表，水源水位值用Z1表示。當(dāng)設(shè)計輸水方式的時候，上述參數(shù)都已確立。如果使用重力流輸水方式，那么，為讓重力因素可以在某些山區(qū)城市之中得到更加有效的發(fā)揮，應(yīng)當(dāng)盡可能縮短輸水路程，從而讓用戶與水源間有充分的高度差。在設(shè)計輸水管徑的時候，應(yīng)當(dāng)讓其與有可能產(chǎn)生的最大輸水量相適應(yīng)。如果重力輸水管線需要經(jīng)過高度差比較大的地方，應(yīng)當(dāng)把減壓閥安裝在恰當(dāng)?shù)奈恢茫蝗绻褂脡毫斔绞剑敲矗瑧?yīng)當(dāng)對其成本和技術(shù)可行性進(jìn)行綜合考慮，對壓力輸水管實施分級，并且把泵站安裝在恰當(dāng)?shù)奈恢茫c實際狀況相結(jié)合，對泵站等級與泵站位置進(jìn)行設(shè)定。

2 設(shè)計市政給排水分區(qū)方式

2.1 對階層數(shù)進(jìn)行設(shè)計

在設(shè)計階層數(shù)的過程中，應(yīng)當(dāng)把如何科學(xué)的分布管網(wǎng)作為第一階層分區(qū)系統(tǒng)的功能定位，把改壓、減漏以及空壓等目標(biāo)作為第二階層與第三階層的分區(qū)系統(tǒng)功能定位。如今，兩階層管網(wǎng)系統(tǒng)是中國大部分地區(qū)所使用的給排水系統(tǒng)類型，在對階層系統(tǒng)進(jìn)行分類的時候，通常會綜合考慮管網(wǎng)的建設(shè)成本和具體規(guī)模等因素。在設(shè)計的過程中，應(yīng)當(dāng)與當(dāng)?shù)氐膶嶋H狀況相結(jié)合，也可把其設(shè)計成不一樣的建設(shè)時期，分階段的執(zhí)行。

2.2 劃分區(qū)域規(guī)模

第一，對這個區(qū)域的地形標(biāo)高差進(jìn)行考慮；第二，對水頭損耗進(jìn)行考慮。第三，在考慮了以上兩點以后，對進(jìn)水點位置和人口密度等其它因素進(jìn)行綜合考慮。在劃分實際區(qū)域規(guī)模的時候，也應(yīng)當(dāng)對工程成本進(jìn)行認(rèn)真的考慮。劃分區(qū)域以后，應(yīng)當(dāng)對管道流量進(jìn)行認(rèn)真的、仔細(xì)的計算，對有可能產(chǎn)生的漏失量進(jìn)行認(rèn)真考慮。

2.3 關(guān)于位置區(qū)域邊界與位置的介紹

流量、水壓以及進(jìn)水點數(shù)等也是管網(wǎng)設(shè)計的重點所在。從穩(wěn)定性與安全性的角度出發(fā)，筆者的觀點是在滿足用戶用水需求的前提條件下，盡量減少進(jìn)水點數(shù)量。通常情況下，最為安全、成本最小的進(jìn)水方式是把管網(wǎng)進(jìn)水管的水壓控制點設(shè)定成單點進(jìn)水。如果所設(shè)計的區(qū)域經(jīng)常發(fā)生用水故障，那么，使用多點進(jìn)水方式更加的有效和安全[2]。

2.4 完善區(qū)域方案

遺傳算法優(yōu)化是筆者比較推崇的一種區(qū)域優(yōu)化方案。這是因為以遺傳算法為基礎(chǔ)的管網(wǎng)仿真系統(tǒng)無須構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，所以，非常適用于優(yōu)化與研究復(fù)雜程度較高的市政給排水管網(wǎng)。該算法所具備的優(yōu)點，使其在許多市政管線項目之中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，而且已經(jīng)逐漸演變?yōu)橐婚T獨立的學(xué)科。

2.5 研究重點問題

第一，與設(shè)計實踐相結(jié)合，如果道路比45m 低，則在布設(shè)管線的時候無須分成兩側(cè)。由此可以盡量減少排水管線的數(shù)量，而且能夠防止因為預(yù)留管減少而造成主管成本加大的狀況。由此可以看出，當(dāng)設(shè)計管網(wǎng)的時候，應(yīng)當(dāng)對管位的科學(xué)性進(jìn)行重點考慮；第二，應(yīng)當(dāng)充分考慮管線標(biāo)高，其和給排水工程成本有著緊密的聯(lián)系。在市區(qū)之中布設(shè)給排水管線，通常需要橫穿道路和對支線進(jìn)行布設(shè)，因此，必須科學(xué)的計算管線標(biāo)高，才可以防止影響到其余管線；第三，應(yīng)當(dāng)在專門的管溝中布設(shè)相同類型的管線。當(dāng)設(shè)計綜合管溝的時候，還應(yīng)當(dāng)考慮到該類型的管溝需要投入較多的成本，因此，在設(shè)計的過程中，必須規(guī)劃和協(xié)調(diào)好各種管線。如下圖所示為給水管網(wǎng)設(shè)計示意圖：

圖1 給水管網(wǎng)設(shè)計示意圖

3 結(jié)語

綜合上文所述，在設(shè)計與規(guī)劃給排水管網(wǎng)分區(qū)的過程中，第一，應(yīng)當(dāng)利用合理的模型預(yù)估管網(wǎng)性能指標(biāo)與管網(wǎng)成本；第二，應(yīng)當(dāng)比較不同方案的成本與技術(shù)性能；第三，與當(dāng)?shù)卦谑姓矫娴膶嶋H投資相結(jié)合，對最終設(shè)計方案進(jìn)行確立。