市政給排水設計中輸水方式的選擇及管網分區(qū)方案研究

趙時柱

摘 要：文章基于對市政給排水工程發(fā)展現狀和需求的介紹，針對此系統工程設計工作中輸水方式的選擇進行分析，重點介紹此系統設計中的管網分區(qū)方案的設計和優(yōu)化方式，以供參考。

關鍵詞：市政給排水設計;輸水方式;選擇;管網分區(qū)方案

1、引言

市政給排水系統是一個城市中重要的基礎設施工程，在目前城市化不斷推進的過程中，對此類工程建設的需求和要求在同步增加。作為城市水循環(huán)系統中的重要組成，在開展此系統設計過程中，重點做好輸水方式的選擇和管網分區(qū)設計工作，以保證此工程建設的順利開展以及給排水系統的穩(wěn)定運行。

2、對市政給排水工程的概述

市政給排水工程是給水工程和排水工程的簡稱，對于前者來說，需要經歷使用給水設備在水源地取水、水質處理以及使用輸水管網進行城市居民和工業(yè)供水等過程，在上述過程中需要保證供水正常并保證經過無害化處理之后的水質。對于后者來說，則主要經歷由市政排水管網來收集城市生活和生產廢水和雨水并向廢水綜合處理廠輸送，由其中的終端廢水處理系統對廢水進行凈化沉淀過濾等處理，在達到一定標準之后向水體和土地等場所中循環(huán)供應，實現對水資源的循環(huán)利用。

3、市政給排水系統工程設計中對輸水的方式選擇

3.1輸水方式的類型

一是重力流輸水方式。此種輸水方式是利用高度差在管網中形成一定的壓力，在重力影響下形成水流，將水廠或其他儲水位置的水資源向使用終端進行自動運輸的輸水方式。通過對地勢差的合理利用，可以實現輸水作業(yè)的持續(xù)開展，并且節(jié)省此過程中的能源消耗。但是由于不同地區(qū)的地勢高度存在較大的差異也會引發(fā)終端用戶水壓的不同，這也對此類輸水方式設計時的地形地勢要求較高，其應用范圍也比較有限。

二是壓力流輸水方式。此種輸水方式是在上述輸水方式的基礎上，針對無法利用地勢差來完成輸水需求的地區(qū)，則需要結合人工加壓的方式向用水終端進行水資源的輸送。在此類輸水方式設計中，需要合理設計加壓點和選擇加壓設備。通常采取分段加壓的方式來保證某段管網中的正常運行。根據各地的供水需求來設計加壓點的位置以及此位置的加壓功率，同時還要保證此壓力在管道實際承壓范圍之內，尤其是針對從地勢低的位置向地勢高位置輸水的情況，在進一步增壓時也對管網的耐壓能力提出更高的要求，這也是設計工作的重點和難點。

三是重力和壓力綜合輸水方式。此種綜合輸水方式是目前市政給排水系統中的常用方式，尤其是在目前城市建設速度加快的同時，也增加了高層建筑數量，不僅增加了供水需求，也對供水壓力提出較高要求。因此，可以從宏觀上采取壓力輸水的方式進行供水，然后針對具體的建筑，則可以在頂端設置儲水裝置利用重力進行供水，通過不同輸水方式的搭配，合理利用地形地勢實現輸水效率的提升和供水成本的降低。

3.2輸水方式的選擇

除了上述輸水方式的選擇依據，在設計過程中還要考慮多種細節(jié)方面的因素。比如針對水源地和輸水管網系統的地勢地形特點，可以在充分利用重力輸水方式基礎上來最大化提升輸水效率并降低輸水成本。如果某個城市其自身存在較大的地勢落差，則優(yōu)先應用重力輸水方式，將儲水裝置建造在地勢相對較高的位置。而在地勢比較平緩的城市則優(yōu)先應用壓力輸水方式來保證供水穩(wěn)定性，同時也便于進行故障排查和檢修工作的開展。

4、市政給水管網分區(qū)方案的確定

4.1確定供水管網系統的層級架構

針對給排水系統管網層次的劃分設計，通常分為一級分布管網以及由此主管線逐級遞減劃分的二級和三級管網系統，后者主要起到改壓、空壓以及減漏等作用。目前我國的城市主要分為兩個供水管網層級，而具體層級數的確定，主要是依據城市規(guī)模、供水需求以及管網建設成本預算來決定的。

4.2確定供水管網系統的邊界和取水點情況

在劃分市政給排水系統管網區(qū)域時，具體的邊界是依據具體的地形地貌特征、水源位置和用戶之間的地形地勢差異、供水量和用水量等因素，通過對上述因素的綜合考慮，盡量保證供水效率和質量的最大化，同時也盡量降低管網分布建設所消耗的成本。此外，針對取水點來說，原則上需要盡量減少取水點來保證水源供水的穩(wěn)定性，同時也減少不確定性因素。因此，通常在沒有特殊要求下盡量選擇單水源地取水，便于控制供水系統中的水壓和流量等。但是如果此地區(qū)中的不確定因素比較繁多，可以通過多取水點供水的方式來保證供水的可靠性。所以，在目前的城市建設中通常至少會選擇兩個取水點，而且一個作為主用，另一個作為備用，在降低供水成本、減少不確定因素、保證供水穩(wěn)定性的同時，也有利于應對意外事故，保證供水的可靠性。

4.3對管網分區(qū)供水管理方式進行優(yōu)化

在經過上述輸水方式的選擇和設計以及管網分區(qū)設計、形成初步分區(qū)建設方案之后，需要設計和決策人員合理應用計算機輔助設計等技術手段開展模擬仿真實驗，深入挖掘此方案中的問題，對此方案進行進一步的細化和優(yōu)化，重點做好對管道和閘斷設備設置等內容的優(yōu)化。在上述方案優(yōu)化中，還需要考慮建設成本的因素。在滿足用水需求和安全的基礎上，盡量節(jié)省鋪設管線的長度并控制管道口徑。在實際建設過程中還需要通過疊壓輸水和先進節(jié)水設備的應用來減少輸水過程中水資源的浪費，通過封閉內循環(huán)系統的應用來防止水資源的二次污染。

5、結語

針對目前規(guī)模不斷擴大以及人口不斷增多的城市，在城市建設與發(fā)展中需要提高對市政給排水工程設計和建設的重視。為了滿足城市用水需求，需要結合其地形地勢特點等合理選擇輸水方式設計和規(guī)劃，還要結合建設和運營成本進行管網分區(qū)設計方案的制定，提升市政給排水系統設計和建設的性價比，保證給排水系統的安全和可靠運行。

參考文獻

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