市政給水設計中輸水方式及管網分區探討

孫 明

（淮北市供水有限責任公司，安徽 淮北 235000）

1 設計市政給排水輸水方式

1.1 關于輸水方式的介紹

壓力輸水、重力輸水以及壓力輸水與重力輸水相互結合的重壓輸水是最為常見的輸水方式。在設計輸水模式的過程中，應當與當地的具體地理狀況相結合，對是否要使用重力輸水方式進行確立。假如給排水管網所處的地勢比較平緩，重力也很難抵消管網對水源的滯留，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用戶位置得到充分的保障，應當與具體狀況相結合，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給水示意圖，如果當地有著非常復雜的地形，那么，在設計的過程中應當對壓力和重力進行靈活的運用，使用壓力和重力互相結合的方式[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。當設計輸水方式的時候，上述參數都已確立。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城市之中得到更加有效的發揮，應當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。在設計輸水管徑的時候，應當讓其與有可能產生的最大輸水量相適應。如果重力輸水管線需要經過高度差比較大的地方，應當把減壓閥安裝在恰當的位置；如果使用壓力輸水方式，那么，應當對其成本和技術可行性進行綜合考慮，對壓力輸水管實施分級，并且把泵站安裝在恰當的位置，與實際狀況相結合，對泵站等級與泵站位置進行設定。

2 設計市政給排水分區方式

2.1 對階層數進行設計

在設計階層數的過程中，應當把如何科學的分布管網作為第一階層分區系統的功能定位，把改壓、減漏以及空壓等目標作為第二階層與第三階層的分區系統功能定位。如今，兩階層管網系統是中國大部分地區所使用的給排水系統類型，在對階層系統進行分類的時候，通常會綜合考慮管網的建設成本和具體規模等因素。在設計的過程中，應當與當地的實際狀況相結合，也可把其設計成不一樣的建設時期，分階段的執行。

2.2 劃分區域規模

第一，對這個區域的地形標高差進行考慮；第二，對水頭損耗進行考慮。第三，在考慮了以上兩點以后，對進水點位置和人口密度等其它因素進行綜合考慮。在劃分實際區域規模的時候，也應當對工程成本進行認真的考慮。劃分區域以后，應當對管道流量進行認真的、仔細的計算，對有可能產生的漏失量進行認真考慮。

2.3 關于位置區域邊界與位置的介紹

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

2.4 完善區域方案

遺傳算法優化是筆者比較推崇的一種區域優化方案。這是因為以遺傳算法為基礎的管網仿真系統無須構建數學模型，所以，非常適用于優化與研究復雜程度較高的市政給排水管網。該算法所具備的優點，使其在許多市政管線項目之中得到了越來越廣泛的應用，而且已經逐漸演變為一門獨立的學科。

2.5 研究重點問題

第一，與設計實踐相結合，如果道路比45m 低，則在布設管線的時候無須分成兩側。由此可以盡量減少排水管線的數量，而且能夠防止因為預留管減少而造成主管成本加大的狀況。由此可以看出，當設計管網的時候，應當對管位的科學性進行重點考慮；第二，應當充分考慮管線標高，其和給排水工程成本有著緊密的聯系。在市區之中布設給排水管線，通常需要橫穿道路和對支線進行布設，因此，必須科學的計算管線標高，才可以防止影響到其余管線；第三，應當在專門的管溝中布設相同類型的管線。當設計綜合管溝的時候，還應當考慮到該類型的管溝需要投入較多的成本，因此，在設計的過程中，必須規劃和協調好各種管線。如下圖所示為給水管網設計示意圖：

圖1 給水管網設計示意圖

3 結語

綜合上文所述，在設計與規劃給排水管網分區的過程中，第一，應當利用合理的模型預估管網性能指標與管網成本；第二，應當比較不同方案的成本與技術性能；第三，與當地在市政方面的實際投資相結合，對最終設計方案進行確立。