試論市政給水設計中輸水方式的選擇及管網分區(qū)

仇植

安徽省城建設計研究總院股份有限公司 安徽 合肥 230041

引言

在城市經濟發(fā)展突飛猛進的今天，城市中不僅涌入了大量人口，而且各行各業(yè)也迎來了爆發(fā)式的增長。為了滿足各個行業(yè)以及城市居民的用水需求，市政給水工程成為了市政建設工作中的重要一環(huán)。對于市政給水設計工作而言，給水設計工作水平的高低，無疑與輸水方式選擇以及管網分區(qū)有著密切聯(lián)系。所以，為了提升市政給水設計工作質量，需要市政給水設計人員從輸水方式選擇與管網分區(qū)方面下功夫，選擇符合城市特點的輸水方式與管網分區(qū)方案，不斷提升市政給水設計質量，確保水資源可以在城市發(fā)展中得到高效利用。

1 科學選擇輸水方式與管網分區(qū)方案的重要性

眾所周知，作為市政給水工程工作中重要的一環(huán)，市政給水設計對于整個市政給水工程最終的運行質量有著決定性的影響。在市政給水設計工作中，輸水方式的選擇及管網分區(qū)是其中關鍵的組成部分，如果輸水方式與管網分區(qū)設計的不夠科學，不僅會影響水資源的利用效率，而且也會增加給水工程的造價成本，從而會直接影響給水企業(yè)的經濟效益。除此之外，隨著我國對于水資源保護工作的越加關注，節(jié)水、節(jié)能成為考察給水設計工作好壞的重要指標。因此，面對越來越繁雜的市政給水工作要求，市政給水設計人員應從環(huán)保角度入手，在保證市政給水系統(tǒng)可以穩(wěn)定運行的基礎上，最大限度降低市政給水工程的能耗，杜絕水資源浪費現(xiàn)象發(fā)生，不斷提升水資源的利用效率，確保市政給水工程可以高質量運行[1]。

2 市政給水設計中的輸水方式選擇

2.1 輸水方式的分類

在城市規(guī)模不斷擴大的今天，市政給水系統(tǒng)經過多年演變變得十分龐大且復雜。因此，選用科學、合理的輸水方式，給水系統(tǒng)才會得到更好的管理與維護。我國國土面積遼闊，不同城市的給水特點以及地理條件存在差異，所以在給水設計工作中，需要以城市用水需求為基礎，選用最合理的輸水方式，從而使整個城市的給水系統(tǒng)實現(xiàn)高效運轉。目前，常見的輸水方式有壓力輸水、重力輸水以及混合輸水三種方式。

2.1.1 壓力輸水。在絕大部分的市政給水系統(tǒng)中，壓力流輸水是市政給水系統(tǒng)中最常見的輸水方式。所謂壓力流輸水，指的是在一定壓力的作用下，水在給水管道中會流動至出水口，從而實現(xiàn)水資源在市政管道中的輸送任務。如要選用壓力流輸水方式，需要將加壓設施修建在水源附近區(qū)域，并要根據城市給水特點合理設定水壓大小，確保水資源可以源源不斷地得到輸送，提升給水系統(tǒng)的運行質量。與此同時，由于管道中存在一定壓力，在輸水過程中難免會對管道運行的可靠性產生影響，所以為了提升輸水過程的安全性與穩(wěn)定性，管道的選材以及規(guī)格的選取是給水設計中應予以重點考慮的事項。

2.1.2 重力輸水。在設計市政給水系統(tǒng)時，設計人員應對城市的地理條件進行充分考慮，如果水源地的地勢比較高，則可考慮利用重力實現(xiàn)輸水工作。重力流輸水的原理是將水資源的重力勢能轉換為動能，從而完成水資源的輸送工作。需注意的是，水源地必須處于高地勢環(huán)境下，才可選用重力流輸水方式。

2.1.3 混合輸水。混合流輸水方式同樣是市政給水設計中常見的輸水方式。所謂混合流輸水，指的是在重力以及壓力作用下，實現(xiàn)水源在管道中輸送的任務。在市政給水設計前，設計人員應對市政給水系統(tǒng)的特點進行深入了解，同時也要認真勘探水源區(qū)域的地勢特點，從而制定出合理的混合流輸水方案。

2.2 輸水方式的選擇

在選擇輸水方式過程中，相關人員不僅要對水源條件進行勘測，而且也要了解當地的地形、地質等條件，并要對供水距離以及供水需求進行分析，從而合理選擇輸水方式。對于山區(qū)城市而言，由于地勢比較高，所以為了降低輸水能耗，可采用重力流輸水方式進行給水，并且也可大幅度減少管道長度，有助于縮減給水工程的投資成本。在確定輸水管徑前，設計人員要計算出輸水的最大流量，在保證城市用水需求的基礎上，有針對性地對輸水管道規(guī)格進行優(yōu)化設計。另外，為了提升重力流輸水的穩(wěn)定性，如果地勢高低存在較大差異，可在減壓閥安放在給水管道的合適位置，降低重力對給水管道的沖擊。最后，經濟性是輸水方式選擇不可忽略的問題，綜合比較三種輸水方式的優(yōu)劣，從中選擇出最優(yōu)的輸水方式。

3 市政給水設計中管網分區(qū)

所謂管網分區(qū)，指的是按照相關原則科學、合理地對給水管網進行劃分，使每個區(qū)域可以相互獨立，降低給水管理工作的難度。總之，合理地進行管網分區(qū)，不僅可提升水資源的利用效率，而且也有助于提升給水企業(yè)的經濟效益[2]。

3.1 網管分區(qū)的原則

3.1.1 區(qū)域計量分區(qū)原則。區(qū)域計量分區(qū)指的是將閥門安裝在每個區(qū)域的給水管當中，在閥門的作用下實現(xiàn)對每個區(qū)域的水流量進行控制。如果區(qū)域內的給水管道出現(xiàn)滲水、漏水等問題，則可快速定位出現(xiàn)問題的區(qū)域，第一時間將閥門關閉，避免水資源浪費，方便相關人員對管道進行檢修與維護，提升整個給水管網運行的穩(wěn)定性。

3.1.2 壓力分區(qū)原則。在管網設計時，由于市政管網錯綜復雜，不同區(qū)域的水壓壓力存在差異，所以可以水壓壓力不同為原則，實現(xiàn)對給水管網的有針對性分區(qū)。在分區(qū)過程中，需要對給水管網的漏水率進行嚴格控制，確保水管中的壓力與漏水率之間的比值符合標準要求，確保管網的漏水率不因壓力下降而升高，保證給水管網分區(qū)的合理性。

3.1.3 管理分區(qū)原則。在管網分區(qū)工作中，上述兩種管網分區(qū)原則的應用十分普遍，并且也極大地提升了管網分區(qū)的合理性。但是，由于我國各個城市的給水需求存在差異，加之給水工程難度大、工作強度高，所以為了降低管網管理工作的實施難度，還可通過管理分區(qū)原則對管網實施分區(qū)。由于城市人口多，區(qū)域面積大，所以可以用區(qū)域為邊界線，簡化管網的分區(qū)條件，降低給水管網的管理難度[3]。

3.2 市政給水設計中管網分區(qū)方案的確定

3.2.1 選擇區(qū)域系統(tǒng)階層數。在設計市政給水方案時，為了保證給水系統(tǒng)可以穩(wěn)定工作，需要以城市給水需求為基礎，科學構建區(qū)域系統(tǒng)階層，確保給水設計方案符合城市用水要求。通常來說，設計人員可首先完成第一層系統(tǒng)的構建，隨后更改壓力條件或者通過減漏等方式，完成第二層、第三層系統(tǒng)的設計工作。研究表明，我國市政給水管網系統(tǒng)大多采用兩個層級的設計，所以應以城市發(fā)展規(guī)劃為參照，合理構建區(qū)域系統(tǒng)階層就顯得特別重要[4]。

3.2.2 確定區(qū)域規(guī)模。在給水管網工作過程中，水壓是否均衡是給水管網能否正常工作的關鍵要素。因此，在設計管網分區(qū)時，需要對分區(qū)水壓進行嚴格控制，最大限度地降低漏水量，確保水資源可以得到有效利用。在分區(qū)供給環(huán)節(jié)中，可通過控制管道水頭的壓力損失、確定進水點位置等方式，最大限度地優(yōu)化供水方式，降低漏水率，既實現(xiàn)了水資源的最大限度利用，而且也有助于降低給水能耗。另外，在給水設計工作時，為了降低給水成本，可以注重應用低壓供水方式，并記錄各個區(qū)域的管道流量，分析流量數據，加大對管網的維護頻率，合理控制區(qū)域規(guī)模，提升給水系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

3.2.3 確定進水點數量與位置。在市政給水設計工作中，為了保證給水系統(tǒng)可以安全運行，進水點數量、水壓以及管道中液體的流量需要科學計算，最大限度降低安全事故發(fā)生概率。在管網分區(qū)時，為了使水壓可以有效控制，進水點數量可以適當減少；反之，如果增加進水點，當有意外事故發(fā)生時，進水點數量越多，則整個給水系統(tǒng)會更加安全，加快意外事故處理實際，并且可以高質量地給管理管網分區(qū)供水，為給水系統(tǒng)安全運行提供重要保障[5]。

3.2.4 確定管網區(qū)域邊界。在管網分區(qū)工作中，可以按照壓力大小或者給水距離等參數為條件，對管網區(qū)域邊界進行劃分。此外，針對不同區(qū)域地理條件存在的差異，地勢高度以及地形等，同樣可以此為基礎對管網區(qū)域邊界進行劃分，使管網區(qū)域邊界劃分更有針對性，加快管網運行過程中出現(xiàn)問題后的處理效率[6]。

3.2.5 優(yōu)化調整區(qū)域方案。在確定管網分區(qū)方案后，市政部門應組織專業(yè)人員對管網分區(qū)方案進行科學論證，如有問題應及時進行更改。此外，采用模擬演示的方式對管網分區(qū)方案的運行效果進行檢驗，并不斷地優(yōu)化方案中存在問題的地方。在優(yōu)化方案過程中，注意考慮死水對整個管網水質的影響，適當調整管網水壓大小，加快末端水源的流動頻率，同時做好排水設備的安放工作。

3.2.6 分析造價方案。在確定管網分區(qū)方案前，后期給水工程建設成本同樣是需要考慮的重要事項。因此，在方案確定前，除了要保證管網分區(qū)方案的合理性外，還需要對整個管網工程的造價進行精確計算，提升資金的使用效率，防止出現(xiàn)資金浪費情況[7]。

3.2.7 注重應用節(jié)水技術。在設計市政給水工程時，設計人員應將節(jié)水理念融入設計工作當中，注重采用先進的節(jié)水技術來提升水資源的利用效率，將可持續(xù)發(fā)展理念切切實實地落實到具體工作之中。在設計給水管網時，加大節(jié)水材料、節(jié)水設備在給水網絡中的應用規(guī)模，同時對傳統(tǒng)蓄水池進行升級改造，避免出現(xiàn)水污染現(xiàn)象，加大可再生能源在給水系統(tǒng)中的利用程度，不僅有助于提升水資源的利用效率，而且也有助于降低給水能耗，使管網分區(qū)更加合理、科學[8]。

3.2.8 優(yōu)化施工技術。市政給水系統(tǒng)的建設期間，不可過于追求施工進度，一般市政給水工程都屬于一個大項目，必須在保證施工質量基礎之上追求施工進度。工程項目進展期間，相關人員必須采取有效措施降低工程風險、避免水資源浪費問題，為了達到這兩大目標，相關人員必須提高其施工技術。原因在于施工技術對整個項目的施工質量具有直接影響，技術水平偏低極易引發(fā)工程缺陷，嚴重時還會造成某工程項目成為高危工程。首先，門檻要求便是相關人員要具有資格證，其技術資格必須滿足崗位需求，方可確保項目施工質量。此外，還要加強管理人員工作方面的管理。管理方作業(yè)人員必須根據計劃要求進行施工項目的檢查，關注施工效果，并不斷進行修改和解決。充分考慮施工使用設備的影響，提高關注度，確保人員安全、設備使用安全等，避免設備老化、設備損壞等引發(fā)事故問題。人工挖掘期間，相關人員必須進行施工流程的研究，一旦施工期間出現(xiàn)各類問題，相關人員都要保證高效解決，降低各類影響因素對工程項目的負面影響，從而提高給水效率，增大實際供水能力。

4 結束語

由此可見，作為市政系統(tǒng)中重要的組成部分，市政給水系統(tǒng)不僅關系到民生，而且也與各行各業(yè)發(fā)展有著緊密聯(lián)系。通常來說，輸水方式的選擇以及管網分區(qū)是否合理，直接影響給水系統(tǒng)的工作質量。因此，為了提升市政給水系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性，有必要對輸水方式的選擇及管網分區(qū)進行深入研究，提升水資源利用效率，避免水資源浪費，對全面提升我國市政給水設計質量具有十分重要的意義。