城市給水管網系統分類與規劃設計思考

戴安立 （江蘇工程職業技術學院，江蘇 南通 226156）

隨著改革開放的不斷深入，我國大部分中小城市快速發展與老舊的給水管網系統時常發生沖突，老舊給水管網系統暴露出給水水壓不足，管道漏水、損壞等問題，給水管網迫切需要改造重建。本文主要研究給水管網組成，城市給水管網系統的類型，城市給水管網設計規劃重點。

1 給水管網組成

①水源地：水的來源，通常水源地設置為江海，河流等。

②水廠：水源地的水不能滿足生活生產的要求，需要水廠進行處理。

③主給水管道：水廠處理后的水通過主給水管道分配到各支線管線。配水管線設置較長，下設多個支線給水管道。管徑多采用DN150mm以上。

④支線給水管道：連接主給水管道和各供水用戶。管徑多采用DN50-150mm。

⑤泵站：當用水用戶需要高水壓或配水管道水壓不足時，需要泵站加壓。在整個給水管網系統中，通常設置多個泵站，泵站內設多臺水泵。

⑥減壓站：降低水壓，減少大水壓對配水管道的破壞。

2 常見給水管網的類型

常見城市給水管網按水源地，水廠數量分為單水源給水管網系統、多水源給水管網系統。按水源動力可分為重力給水管網系統、水泵加壓給水管網系統、多動力給水管網系統等。在給水管網系統中按用途進一步細分，分為消防給水系統、生活給水系統、生產給水系統。

2.1 單水源給水管網系統

只有一個水源地，水源地抽取水經水廠處理后的水直接輸入配水管網分配給各用戶使用。常見于小城市，其優點是管理方便，管網系統簡單易維護。缺點是單水源輸水容易出現故障，并影響城市所有用戶。如圖1所示。

圖1

2.2 多水源給水管網系統

多水源給水系統常見于中小城市，根據城市規模或者生產需求設置，用戶的用水往往來自多個不同水廠、不同水源地。用戶給水的水壓、水質也隨之變化。此系統優點是當單一水廠出現故障時或當某一水源地被污染時不影響城市用水，安全可靠性高，缺點是后期檢修不易，維護程序繁瑣，改進重建困難。如圖2所示。

圖2

2.3 不同輸水方式管網系統

在實際應用中，必須依據城市所在地的實際情況，采取相應的輸水方式。實際規劃中常見的有兩種系統。

①重力給水管網系統

水源地處地勢較高處，城市位于地勢下方。水廠將處理后的水依靠自身重力輸入給水管道，當水壓過高時需設置減壓站，避免水對給水系統破壞。此系統十分經濟，節約成本。但是受地勢因素影響，在實際規劃設計中并不常見。

②水泵加壓給水管網系統

在水廠處理后的水由泵站加壓輸入高地勢的城市管網，有時需要設置多個泵站，多級分別加壓，此系統設計成本高昂，并帶有輸水損耗，在實際規劃設計中并不常見。

2.4 消防給水系統

消防給水系統是整個城市給水系統必不可少的一部分，它對城市安全尤為重要。消防給水系統對水質要求不高，但要確保有足夠的水量、水壓。它由以下部分組成：

①建筑室內消防管道；

②建筑室外消防管道；

③建筑室內自動滅火器；

④各區，各街道消防栓；

⑤加壓泵：主給水管道將水分配給各支線管線，再有支線管線分配給消防栓，各建筑物消防管道當水壓不足時需先由加壓泵將水加壓，確保消防栓水壓充足。

2.5 生活給水系統

生活給水系統與人民生活密不可分，必須保證人民生活供水系統安全可靠。生活給水系統常見于多水源給水管網系統。此系統特點是水量充足，水質要求較高。供水可靠，不能出現停水、漏水等問題。水源地取水，通過水廠多項工序處理后，滿足《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006）輸入特定給水管道。

2.6 生產給水系統

生產給水系統常供水工廠、大型生產企業。根據生產項目不同對水量、水壓、水質要求不定。當對水要求不同于生活給水系統時，獨立設置生產給水系統，并由不同的水源地、水廠給水。

我國的大型城市為了解決眾多人口生活，大規模生產的需要已組成多系統聯合供水的復雜給水系統。在實際規劃設計中，必須考慮實際情況，合理選擇給水系統。

3 城市給水管網系統的規劃設計

我國對城市給水管網規劃設計研究工作始于80年代，發展較慢，多采取西方先進經驗，但與我國國情不符合。因此在規劃設計中出現不少問題，例如給水系統設計使用年限太短，使用錯誤配水管道材質等。近幾年在國家大力支持下，我國建筑業快速發展，不少新技術應用在給水管網系統的規劃設計與實際施工中，如 BIM 建模（Building Information Modeling）、給排水管網模型等。

在規劃設計城市給水管網系統時主要考慮給水管網類型，城市對水量、水質、水壓等需求，是否滿足消防安全等因素。做好城市給水管網系統的規劃設計能有效節約成本，提高整個系統的安全可靠性。

3.1 設計原則

①明確城市給水需求，根據實地考察，城市實際情況，確定給水系統類別，城市需求水量、水壓、水質。

②通過城市最初的整體規劃，找準水源地，設計建立水廠、泵站（減壓站）等。設立給水管網的服務范圍，確保所有居民、用水企業，都能有合適的水量、水壓。

③主次有序。先確定輸水管網干線，再設計分支線路。

④協調與其他管網，電線等線路關系，避免沖突。

⑤保證所有供水線路的安全和可靠，保證其中一條線路出現故障，不會影響到其他線路，且線路方便檢修。

⑥必須符合消防等安全要求。

⑦保證施工，后期維護方便。

⑧充分考慮給水系統在設計使用年限內安全可靠，后期方便維護，并且考慮滿足城市未來發展對給水的需要。

3.2 城市給水管網設計規劃程序

①根據設計目的收集國家政策性文件，行業標準和城市設計圖紙。符合國家法律法規，主要有《中華人民共和國城市規劃法》、《中華人民共和國水法》、《城市供水條例》。經過城市給水排水項目部等有關部門許可，建立規劃設計任務。

②現場勘察。勘察前期需要提前收集好所在地形的相關資料，有關基礎資料。基礎資料主要有土地規劃資料、水源地水質勘察資料等等。

③城市用水量和排水量預測，調查城市常住人口，城市面積等。調查用水量大的單位合理確定城市用水量。

④結合以上資料，規劃方案，設計給水管網系統。規劃水廠、泵站等。編制施工文件。

⑤建立給水管網系統模型。城市給水管網系統復雜，規模大。為了解決實際施工，使用中存在的問題，可先建立模型，簡化整個系統。不斷去優化給水管網系統。

4 城市老舊給水管網系統優化思考

在實際規劃中，我國大部分城市原有老舊給排水系統往往都不滿足城市大規模快速發展，老舊給水管網系統暴露出給水水壓不足、管道漏水、管道損壞等問題，這就涉及原有給水管網系統改進優化。

4.1 城市老舊給水管網系統常見問題

①綜合供水能力不足，不能滿足主要用水企業生產和人民生活需要。

②單一供水廠已無法滿足城市用水需求。

③給水系統干線水壓不足或過大，整個給水系統缺少泵站（減壓站）。

④給水系統支線管道老舊失修，出現漏水問題。

⑤部分樓房室外消防管道欠缺，部分街道消防栓欠缺。

4.2 城市給水管網系統優化規劃設計重點

①注意城市所在地形，找準供水方便、供水水源足，供水水質滿足生活生產需要的水源地，建立水廠。

②根據城市與水源地地勢類型，與水廠距離，重新設置給水管網系統類型。

③根據水源地與水廠再到城市的距離、高差等，城市實際水壓需求，建立多個泵站（減壓站），必要時下設多個二級泵站（減壓站）。

④設計主給水管道路線，主給水管道的材質、內徑、使用年限。

⑤設計給水管道支線，支線遍布各個生產單位、用戶。確保檢修方便，供水水壓大，水量足，水質達標。

⑥結合設計規劃原則，城市概況，城市未來發展等，確立給水管網系統使用年限。

5 結語

本文主要研究了城市給水管網系統的類型，城市給水管網系統優化規劃設計重點。列舉了我國給水系統常見問題，并提供解決方案（優化規劃設計）。給水管網是一座城市開展生活生產的最基礎也是最核心的系統。為了給水系統能更好節省損耗，達到城市用水需求，就必須做好給水系統的研究與規劃，才能為未來給水管網系統的施工與后期維護夯實基礎。