市政工程給排水輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)

徐月 冷栢雙

摘 要：隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，市政工程技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)的市政工程建設(shè)過(guò)程中對(duì)于城市給排水設(shè)計(jì)的管理質(zhì)量也不斷提高。文章中筆者將對(duì)市政給排水設(shè)計(jì)中的輸水方式的選擇問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)分析，并對(duì)管網(wǎng)分區(qū)進(jìn)行研究，因?yàn)槿绻荒苡行У膶?shí)現(xiàn)輸水管理，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)用水和居民用水的有效供應(yīng)，也就無(wú)法滿足城市發(fā)展的需要。

關(guān)鍵詞：市政工程給排水；輸水方式；管網(wǎng)分區(qū)

市政建設(shè)和管理部門，作為城市發(fā)展管理的重要組織單位，對(duì)于城市中的各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有著直接的責(zé)任，因此，在城市的基礎(chǔ)設(shè)施的管理和建設(shè)過(guò)程中，也應(yīng)該充分的考慮居民的實(shí)際需要，對(duì)城市的用水網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)和分析，以更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)城市用水的管理，不斷提高居民的生活質(zhì)量。在城市給排水設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還應(yīng)該重視對(duì)城市的輸水進(jìn)行重點(diǎn)的管網(wǎng)設(shè)計(jì)，因?yàn)楣┧馁|(zhì)量直接影響到居民的用水需要的滿足，所以有關(guān)部門應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)管網(wǎng)中的輸水設(shè)計(jì)的改進(jìn)。這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市居民用水質(zhì)量的提高，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水資源的有效節(jié)約，避免管道距離過(guò)長(zhǎng)，或者管道的重復(fù)導(dǎo)致的城市資源浪費(fèi)。

1 選擇合適的輸水方式

1.1 現(xiàn)有的城市輸水方式的分類

要想實(shí)現(xiàn)對(duì)城市的給排水網(wǎng)絡(luò)的有效管理，就必須要實(shí)現(xiàn)對(duì)城市的輸水方式的有效選擇，即根據(jù)城市的水資源的分布特點(diǎn)，對(duì)城市用水進(jìn)行全面的分析，然后根據(jù)實(shí)際情況選擇更加科學(xué)合理的輸水方式。目前來(lái)看，我國(guó)的城市輸水方式主要有壓力流輸水、重力流輸水以及混合輸水方式。首先，壓力輸水指的是在現(xiàn)代城市的輸水過(guò)程中，通過(guò)對(duì)水源的加壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的位置的改變和提高，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水源的輸送。因此，在水源的周圍應(yīng)該設(shè)置一定的加壓設(shè)備和系統(tǒng)，并且根據(jù)輸水的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)好水壓的具體數(shù)值和數(shù)據(jù)，另外，還應(yīng)該選擇合適的管道材料，以能夠承受水壓造成的壓力，保證輸水的安全。其次，重力輸水就是指在對(duì)居民和工業(yè)輸水的過(guò)程中，根據(jù)地形特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，對(duì)水源的重力進(jìn)行合理利用，以更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)水流的處理，但是采用這種方式進(jìn)行輸水的過(guò)程中必須要滿足一定的輸水條件，也就是說(shuō)要具備特殊的重力要求，才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水源的重力動(dòng)能的轉(zhuǎn)化。再次，混合式輸水方式就是指在輸水的過(guò)程中，將重力輸水和壓力輸水有效的結(jié)合起來(lái)，也就是說(shuō)要根據(jù)整個(gè)管道和線路的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市的輸水線路中的各個(gè)區(qū)域的水源的運(yùn)送方式的轉(zhuǎn)化，這樣也就容易實(shí)現(xiàn)在輸水過(guò)程中可以根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)情況的不同，做好相關(guān)的具體方案的選擇，可以更加靈活的運(yùn)用不同的輸水方式。

1.2 對(duì)輸水方式的具體選擇

要想實(shí)現(xiàn)對(duì)上述三種輸水方式的合理使用，保證每一種輸水方式的功能充分的發(fā)揮，就必須要對(duì)現(xiàn)有的輸水區(qū)域的地形條件進(jìn)行分析，以更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)水源的輸水。

一般來(lái)說(shuō)，坡度和距離是影響輸水方式選擇的最重要的因素，也就是說(shuō)在輸水的過(guò)程中，應(yīng)該重視對(duì)輸水的水源直線距離的計(jì)算，并對(duì)其中可能產(chǎn)生的各種坡度的重力變化問(wèn)題進(jìn)行全面的分析，才能更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)輸水方式的合理選擇，最大化的發(fā)揮輸水方式的優(yōu)勢(shì)。

1.3 對(duì)具體的輸水過(guò)河方式的選擇

在輸水過(guò)河的過(guò)程中，還涉及到對(duì)相關(guān)的管道材質(zhì)和管道的型號(hào)的選擇，也就是說(shuō)還應(yīng)該充分的考慮各種相關(guān)設(shè)備的使用情況，因此，有關(guān)部門應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)管道的管線的有效設(shè)備檢查和管理，根據(jù)實(shí)際的壓力和重力情況，選擇性能符合要求的管道材料和型號(hào)。

1.3.1 管道的架空過(guò)河

在輸水過(guò)程中，還涉及到各種特殊地形的跨越，過(guò)河就是一種較為常見(jiàn)的形式，這種情況下，為了實(shí)現(xiàn)管道的合理架設(shè)，就必須要實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的綜合分析，然后根據(jù)橋梁的建筑特點(diǎn)，選擇合適的管道方式。

1.3.2 河底埋設(shè)

所謂河底埋設(shè)管道，就是在輸水的過(guò)程中，應(yīng)該選擇合適的河床位置對(duì)現(xiàn)有的管道進(jìn)行布設(shè)，這個(gè)過(guò)程中最重要的問(wèn)題是選擇防腐蝕的材料，因?yàn)楹铀械某煞珠L(zhǎng)期對(duì)管道的浸泡必然會(huì)導(dǎo)致管道的損耗和腐蝕，這就會(huì)嚴(yán)重影響輸水水質(zhì)。

1.3.3 排氣閥的選擇

排氣閥是輸水管道的呼吸器，當(dāng)管道排水放空時(shí)，它大量吸氣，避免管道內(nèi)形成負(fù)壓而損壞；當(dāng)管道灌水時(shí)，它大量排氣，讓管道內(nèi)快速灌滿水；在管道輸水過(guò)程中，水里釋放出的少量氣體亦應(yīng)就近排掉。因而排氣閥應(yīng)是復(fù)式的排氣閥，既有快排、快吸的功能，要求快排時(shí)，排氣口的風(fēng)速超過(guò)100m/s時(shí)也不封堵，又要有小孔釋放少量積氣的功能。

1.4 山區(qū)輸水方式的選擇

山區(qū)城市地形高差大，有適宜重力流輸水的條件，充分利用水高位差，選擇最短的路線，若重力輸水管線地形高差較大時(shí)，應(yīng)在適當(dāng)位置設(shè)置跌水井或減壓閥；如需要加壓輸水時(shí)，當(dāng)水源和給水區(qū)高差很大時(shí)，可將壓力輸水管分成幾級(jí)，末級(jí)有單獨(dú)的泵站，組成多級(jí)輸水系統(tǒng)，至于加壓泵站的位置、增壓方式和增壓級(jí)數(shù)，應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。

1.5 長(zhǎng)距離輸水方式選擇

我國(guó)水資源貧乏，且在時(shí)間與空間的分布上極不均勻，加之水源污染現(xiàn)象嚴(yán)重，一些城市的河流已經(jīng)不能作為飲用水水源，而不得不考慮跨流域、跨地區(qū)地進(jìn)行長(zhǎng)距離引水。到目前為止，我國(guó)已經(jīng)成功實(shí)施了許多長(zhǎng)距離引水工程，其中最為著名的輸水工程即南水北調(diào)工程。長(zhǎng)距離輸水工程投資巨大，對(duì)安全性要求很高，而管線中不可避免地存在著大量空氣，空氣的存在不僅會(huì)降低輸水效率，甚至?xí)＜肮┧踩＝鉀Q這一問(wèn)題最常見(jiàn)也是最有效的方法就是在管線的適當(dāng)位置安裝恰當(dāng)?shù)目諝忾y。

2 管網(wǎng)的分區(qū)

管網(wǎng)的分區(qū)最優(yōu)方案應(yīng)該是技術(shù)上合理、在一定年限內(nèi)建造費(fèi)用和管理費(fèi)用之和最小的方案。管網(wǎng)的建造費(fèi)用主要是管道費(fèi)用，它取決于管道的管材、直徑和管材長(zhǎng)度等因素；管理費(fèi)用主要是泵站的運(yùn)行費(fèi)用，它取決于水泵的流量和揚(yáng)程。目前管網(wǎng)工程在經(jīng)濟(jì)上的評(píng)價(jià)方法主要用年折算費(fèi)用法，即將各方案的建設(shè)投資費(fèi)用分?jǐn)偟交鶞?zhǔn)投資回收期的各年，再與各年的經(jīng)營(yíng)成本相加，以年折算費(fèi)用最小的方案為最優(yōu)秀的方案。

2.1 管道造價(jià)年費(fèi)用

管道的造價(jià)年費(fèi)用包括管道造價(jià)、挖溝、填埋、接頭、管網(wǎng)附件以及附屬構(gòu)筑物、試壓、消毒、路面恢復(fù)等施工費(fèi)用及折舊、大修費(fèi)。管道的造價(jià)可表示成管徑的函數(shù)，而管網(wǎng)的大修費(fèi)用一般按照造價(jià)的一定比例考慮。

2.2 管網(wǎng)年平均動(dòng)力費(fèi)用

給水管網(wǎng)中，供水所耗電能一方面用于提高水的位能，另一方面用于克服管段摩阻，二者綜合反映在管網(wǎng)泵站的揚(yáng)程上。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)的市政給排水設(shè)計(jì)中的輸水設(shè)計(jì)不僅關(guān)系到城市居民的用水質(zhì)量，還關(guān)系到城市的管道規(guī)劃，所以在對(duì)城市的輸水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該全面的分析城市用水狀況和地質(zhì)情況，選擇合適的工藝和技術(shù)。在對(duì)分區(qū)進(jìn)行考慮時(shí)，首先必須根據(jù)管網(wǎng)的年費(fèi)用模型對(duì)管網(wǎng)的年費(fèi)用進(jìn)行估算，并對(duì)管網(wǎng)分布方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的對(duì)比，從而決定管網(wǎng)的分區(qū)形式。

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