市政給水管網設計要點分析

燕子揚

（淄博天潤供水有限公司，山東 淄博 255400）

市政給水管網優化設計的目標不僅要和城市規劃相適應，還要最大程度地保障供水系統可靠安全、管網布置經濟合理、確保水量水壓需求等方面。在城市管網建設中科學合理地布置給水管網，在設計中合理制定給水增壓泵站，并通過合理的增壓方法，加強供水系統的可靠性和安全性，減少給水管網的運行成本。強化水廠之間的溝通和聯系，建立大區域的環狀供水管網，實現大規模全覆蓋，使得不一樣的供水區域能夠達到應急備用的效果，一旦發生緊急用水情況時能夠從其他供水區域獲得水資源，使得供水更加安全。另外，將給水管徑進行合理確認，在最佳管網布置的基礎上進行優化設計管徑，利用管網水力計算使得每個管段都能夠滿足分配的供水任務，對于近遠期水量、水壓要求、工程投資等方面進行綜合考慮，進而最終確定最佳給水管網設計方案。在設計中應該充分發揮現代科學技術，利用大數據進一步分析現有管網，發現管網的薄弱環節和實際問題，進而制定改造方案，充分發揮管網的實際作用，并將老化管道及時進行更新，通過最小成本實現最佳的管網系統優化，有效減少給水管網的漏損，加強給水管網的供水能力，降低能源損耗，有效解決供水管網的問題[1]。

1 市政給水管網的開發價值

1.1 加強水資源的保護

在我國的發展過程中水資源是緊缺的，在城市建設中優化給水管網設計，加強水資源的保護是非常有價值的，目前，城市基礎設施的建設還不夠完善，存在生活污水、工業廢水隨意排放的問題，造成地下水的水體受到非常嚴重的污染，進而降低了可利用的水資源數量。在經濟可持續化發展中保護水資源成為各項工作中重要的一部分，對市政給水管網進行科學集中輸送水廠出水，可以保證根據實際用水需求進行合理分配，達到節約用水的效果，還能夠科學的改善水質，有效提升水資源的利用率。構建科學合理的給水管網可以將日常生活中的污水進行收集和集中處理，使得污水經過處理后達到排放標準，進而集中進行污水排放，降低污水對水質造成的影響，還可以防止胡亂排放污水，實現環保。另外，對污水進行處理后，針對可以循環利用的水進行合理回收使用，提高水資源的利用率，節省大量水資源，進而更好地保護水資源。

1.2 提高水資源的利用率

城市建設中對于水資源的利用率是非常低的，直接影響著城市居民的生活、生產，使得社會的發展受到一定的限制。隨著時代的不斷發展，不僅沒有有效改善水資源利用率低的問題，還增加了環境污染，在市政給水管網設計中，設計人員更加傾向于雨水管網系統，不注重整體水循環系統，在給水管網中其他相關配套設施也存在一定的缺陷，造成給水管網系統承受高負荷壓力，嚴重的還會出現內澇問題，進而降低了水資源的利用率，加重了城市環境污染，使得現代社會水資源問題更加嚴峻，不能滿足社會水資源的利用率和用水需求，使得社會經濟發展受到很大影響。因此，對市政給水管網進行合理開發設計，可以有效提高水資源的利用率，使得水資源滿足現代社會發展和用水需求，為城市居民提供充足的用水量。

2 市政給水管網設計中存在的問題

目前，根據多個地區的市政給水管網的實際情況發現設計不合理、用水量的估算不科學等現象，在規劃市政給水管網時缺乏長遠性的考慮，對于發展比較快的城市給水管網設計的供水規模比較小，導致實際運轉時間比較短，使得市政給水管網的建設在短期內需要重建，增加了建設成本。有的設計人員在設計過程中沒有充分結合具體情況，直接使用環狀管網，造成給水管網產生連通過度的問題，并且在設計中對于控制閥門的應用比較少，當某一段的給水管網發生故障后，會出現大范圍的停水情況，使得供水管網管理維修的難度增加，使得居民的生活受到影響。另外，對于市政給水管網設計的重視程度需要提高，其設計環節的重視程度直接關系著給水管網運行質量，加強重視程度能夠有效提高運行質量。市政給水管網設計和其他項目存在很多交叉區域，在設計過程中會產生讓道的問題，進而影響給水管網的整體設計效果。在市政給水管網設計中管材選擇對于設計質量有著很大的影響，現在對于管材選擇的科學性比較差，主要是在給水管網設計中沒有明確的管材選擇標準，在選擇管材時存在很大的隨意性，進而影響著市政給水管網設計質量。因此，在市政給水管網設計中進行要點分析是非常有必要的，能夠有效加強設計質量，提高運行效果[2]。

3 市政給水管網設計的要點

3.1 合理選擇管材

在市政給水管網建設中管材性能直接關系著供水穩定性、可靠性、經濟性等方面，在設計過程中應該充分分析管材的地質情況和使用功能，合理地選擇管材，保障管道在后期使用中滿足供水使用需求，管道應該具備高度的封閉性和承壓能力，達到持續供水的標準，有效解決供水過程中的漏項問題。還需要具備高度的水利輸送能力，保障管網內壁是光滑的，減少水頭的損失。另外，在設計中還應該對管材的經濟性、耐久性進行考慮，在達到供水條件的基礎上，盡可能地選擇實用性管材，有效節省經濟成本。對管材質量進行評價時應該結合靜音效果評價標準，一般情況下，柔性鑄鐵管道的隔音效果比較強，當連接不同管道是會采用柔性橡膠密封圈隔離噪聲的傳遞。所以，在市政給水管網設計中可以選擇柔性鑄鐵管道，有效避免噪聲傳遞，達到隔音靜音的效果。目前，常見的管材種類有塑料管、鑄鐵管、復合管、混凝土管等，設計人員應該根據項目實際需求科學合理地選擇管材，最大程度地保障管材的可靠性、合理性，提高管材供水的穩定性，進而滿足供水需求。另外，根據管材的冰凍情況、抗浮要求、材料性能等合理設計管道深埋，給水管線和其他管線不斷進行交叉，使得管線變得復雜，導致管道的起伏，產生安全隱患，管道深埋應該從全局角度進行考慮，按照多順直少曲折、多平緩少陡峭的原則，有效降低水頭損失。

3.2 合理確定管徑

市政給水管網設計中管徑是非常重要的一方面，合理的管徑能夠保證后期供水正常運行，有效降低能耗，在確認管徑時應該從多個角度綜合分析水管的系統化輸水量，一般情況下，公共類用水、工業用水、管道漏水以及未預見用水等類型的用水對于管徑的確認存在一定的影響。首先是公共類用水，在城市居民的日常生活當中，公共建筑用水是整體生活用水中非常重要的一部分，在給水管網設計過程中設計人員綜合分析當地的整體生活用水量、用水變化系數等指標，進而最終確認合理的管徑。其次是工業用水，在給水管網設計時應該考慮工廠的生產用水和人員的日常用水，并綜合分析工廠的性質和工藝要求等方面，確保管徑的合理。最后是管道漏水和未預見用水，設計人員應該以當地居民日常用水的最高用量為基礎，分析和計算管道漏水量和未預見水量，并根據建設工程要求的標準和規范進一步估算用水量，針對撒路用水、綠化用水等方面應該結合當地的多方因素進行考慮，如：土壤、綠化、天氣等，進而更好地確定撒路和綠化的用水量，確保管徑設計更加合理，不僅能夠達到水壓標準，還可以降低能源損耗，節省資金支出[3]。

3.3 管網抗震性設計

一般情況下，市政給水管網是鋪設在地下，當發生地震災害時會嚴重破壞給水管網，造成城市居民不能正常用水，使得工業廢水不能正常排出，如果給水管網不能在短期內進行維修，則會嚴重影響城市生活的運轉。因此，在市政給水管網設計過程中，設計人員需要進行抗震性設計工作，根據以往工程的經驗，結合地震災害導致的破壞程度對于市政給水管網的整體布局進行綜合性的設計，同時進一步加強管線的抗滲措施。設計人員需要對當地的地質情況和地震后果進行綜合計算，利用先進技術合理地判斷、劃分有利地段和不利地段，優先選擇在有利地段施工，當不能規避不利地段時應該進行加強抗震建設。同時，確保管網結構滿足實際連接高度，并滿足相關政策規定的標準，使得給水管網設計達到最優化，想要確保給水管道的正常運行，還應該使得管材質量達到相關標準，滿足抗震總體設計的要求，降低地震災害造成的破壞程度。

3.4 管道接口設計

在給水管網設計時應該綜合考慮管道接口的耐腐蝕性、實用性、強度等方面，其直接決定著管道質量。接口設計是非常重要的一部分，是保障給水管網可以順利運行的基礎。一般管道接口可以分為剛性接口和柔性接口，在承插式管道中通常使用剛性接口，并且利用粘合力強的材料對接口進行密封處理，如：水泥石棉，但剛性接口的不足之處就是抗彎性能比較差，在受到外力作用下非常容易出現裂縫，進而發生漏水問題。所以，在管道接口中選擇柔性接口，將器型橡膠圈放在管道接口處進行密封處理，并且柔性接口具有一定的抗震性，能夠有效提高工程質量。在市政給水管網設計中不管采用哪種接口設計，設計人員都應該根據實際情況進行綜合分析，保障接口設計可以滿足當地建設需求，達到最佳的密封程度[4]。

3.5 管線的布置

設計人員在設計給水管道的管線時應該對城市自然環境、路面結構、其他管線敷設等方面進行綜合考慮，不僅能夠防止給水管線和其他管線出現交叉，還可以避免對路面、附屬建筑的破壞。在設計中應該盡可能地縮短管線路程，將管線敷設在道路外側，有效提高工程造價的經濟性，并且盡量沿著現有道路或者規劃路進行施工作業，方便日后對線路進行維護和維修。針對容易引發地質災害的位置要盡可能地避開，合理利用水位高差現象，對于重力運輸水可以優先考慮，并有效將分期實施和近遠實施進行結合。在布置給水管時一般是采用兩根，并科學合理地布置連通管和閥門，在布置給水管網時應該采用環球狀分布，使得供水區域被全面覆蓋，并且保障管網到主要用水區域的距離最短。在道路中布置干管，并在配水干管之間合理設計連接管，配水支管應該利用15cm～20cm 的管徑，承擔超過15cm 的消防任務，使得水資源順利到達用戶和消火栓[5]。

3.6 水力計算

首先，在計算給水管網時應該結合最高用水消防、最高用水的數據，在設計生活用水管網水壓時應該考慮建筑樓層數量合理制定水壓，項目管網節點30 順其控制點，建筑物樓層是7 層，進而給水管網的水壓為30m。根據現場實際情況對最不利管段的消防和事故進行全面的校核，針對消防應該選擇低壓消防系統，確保控制點合理控制于9m，能夠同時對三個火災地方進行供水。事故內容包含實際水壓符合設計要求，下水流量占設計比例的75%，便于進一步確認管徑和水頭的損失，進而選擇合理的二級泵站。其次，利用公式qs=(Q-Σq）/ΣL 計算比流量，qs 表示的是比流量，Q表示網管整體流量，Σq 表示大規模用戶集中用水量，ΣL 表示干管整體長度。

3.7 管網平差計算

先將管段管徑進行確定，日常最大供水時間應該合理控制在7-9 小時，將用水量比設計為2100.10L/s，分析節點流量并初期分配流量，明確給水管網的管徑。然后進行電算平差，初步分配流量之后，按照巴普洛夫斯公式計算每個管段的水頭損失，得出管段水頭損失存在一定的閉合差，通過電算平差的計算可以有效縮小或消除閉合差，且在計算時應該以最大用水條件下的水頭損失為基礎，進而合理確定二泵站的揚程。

綜上所述，在城市建設中市政給水管網建設是非常重要的基礎設施，直接關系著城市居民的生活、生產，隨著現代化建設的不斷發展，應該加強市政給水管網的建設，保障城市的正常運行。在市政給水管網設計的要點中應該注重合理選擇管材，合理確認管徑，加強給水管網的抗震性設計，充分考慮管道接口設計和管線布置，并合理計算給水管網的水力和平差，有效確保給水管網設計滿足城市用水需求，為城市居民體提供充足的水資源。