市政給排水設(shè)計中輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)

劉秀

摘要：隨著社會的不斷向前發(fā)展，城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，城市的供水以及排水需求不斷增加。在城市建設(shè)規(guī)劃中，合理的對城市給排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計對滿足城市居民的給排水需求有著重要意義。在對市政給排水設(shè)計中設(shè)計管網(wǎng)分布時，合理的進(jìn)行管網(wǎng)分布，能有效的節(jié)約能源資源，尤其是在選擇輸水方式的時候，在地里條件允許的情況下，選擇重力輸水方式，因地制宜的應(yīng)用地勢的落差進(jìn)行輸水從而節(jié)約能源、資源。在對城市的給水排水的管網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計時，應(yīng)該綜合城市的地理條件，進(jìn)行合理的設(shè)計。本文通過對市政給排水輸水方式的詳細(xì)介紹，并對市政給排水設(shè)計方案進(jìn)行了仔細(xì)推敲，希望能夠拋磚引玉，從而達(dá)到共同提高的效果，并對我國以后的城市建設(shè)中給排水設(shè)計提供理論性的參考。

中國論文網(wǎng) http：//www.xzbu.com/8/view-3964347.htm

關(guān)鍵詞：市政給排水 輸水方式 管網(wǎng)分布

在城市的建設(shè)發(fā)展過程中，城市的給排水系統(tǒng)對保證城市居民正常生產(chǎn)生活提供的基礎(chǔ)保障。在整個城市供水系統(tǒng)中，給水管網(wǎng)占據(jù)了很重要的地位，并且對管網(wǎng)的投資業(yè)相當(dāng)巨大，大約占了總投資的80%左右。在供水系統(tǒng)中，輸水管網(wǎng)的主要作用是將水保質(zhì)保量的送到千家萬戶，進(jìn)而滿足城市居民的生活及生產(chǎn)用水。城市供水系統(tǒng)耗能中，克服管網(wǎng)的水頭損失和滿足最小服務(wù)水頭以及多余水頭的耗能占了很大的比例，占據(jù)了絕大部分的供水投資成本，因此只要進(jìn)行良好的設(shè)計，這部分就具有很大的節(jié)能空間。本文就給水管網(wǎng)的合理分布進(jìn)行了深入分析，希望能夠降低對整個供水系統(tǒng)的投資成本和節(jié)約社會資源。

一、輸水方式的選擇

1 輸水方式的分類

輸水方式分為壓力流輸水方式、重力流輸水方式以及壓力與重力相結(jié)合的輸水方式、壓力流輸水方式是當(dāng)水廠水池位高于水源水位時，依靠水泵加壓輸水。采用加壓輸水時，輸水管要根據(jù)地形高差、管線長度、管材的承受能力、地質(zhì)狀況及設(shè)備動力等情況，設(shè)置一級加壓泵站或中途加壓泵站，壓力流輸送至水廠。當(dāng)水源水位高于水廠水池水位，且兩處的地勢高差足以克服輸水管線的水頭損失時，可根據(jù)地形地質(zhì)條件，采用重力流輸水，不能自流的地段，采用壓力流輸水，這種輸水方式投資和運行費用低，是理想的輸水方式；由于地形的復(fù)雜性，水在輸送的過程中，要結(jié)合地形加以確定，宜用壓力輸水的地段采用壓力輸水，在壓力輸水段需要設(shè)置加壓泵站提升水壓。這種既有壓力輸水又有重力輸水的方式成為壓力與重力結(jié)合輸水方式。

2 輸水方式的選擇

輸水方式的選擇往往受水源條件、地形地質(zhì)條件的限制。選擇輸水方式，首先要確定供水的水源、供水的距離I和力量Q，之后根據(jù)水源水位Z1和水廠水池水位Z2之差來確定采用何種輸水方式。

如果Z1

HP=Z1-Z2+h

式中：Hp為加壓泵站水泵揚程，m；h為輸水過程中的水頭損失，m。

如果Z1>Z2，原則上可以考慮采用重力輸水，這時重力l輸水管水力坡度if和平均地形坡度i0有如下關(guān)系：

if<=i0，其中i0=（Z1-Z2）/l

重力輸水需要有一定的水力坡度，達(dá)到重力輸水的要求，因而管徑會增大，管線長度會延長，建造費用隨之增加，如果有：

F1>F2+F4

式中：F1為重力輸水管道的建造費用；F2為壓力輸水管的建造費用；F3為泵站建造費用；F4為管理運行費用。

這時仍采用加壓輸水。如果：

F1

選用重力輸水，輸水管徑要滿足在最大流量時水力坡度小于或者等于地形坡度。

3、輸水過河方式的選擇

輸水管 （ 渠 ） 、配水管道的通氣設(shè)施是管道安全運行的重要措施。通氣設(shè)施一般采用空氣閥，其設(shè)置 （ 位置、數(shù)量、型式、口徑 ） 可根據(jù)管線縱向布置等分析研究確定，一般在管道的隆起點上必須設(shè)置空氣閥，在管道的平緩段，根據(jù)管道安全運行的要求，一般也宜間隔 1000m 左右設(shè)一處空氣閥。

3.1、架空過河

架空過河優(yōu)先考慮利用過河的橋梁，但因管徑較大，如輸水壓力較高時對橋梁的結(jié)構(gòu)有影響，需得到原設(shè)計部門的許可及橋梁管理部門的同意。

3.2、河底埋設(shè)

埋在河底采用倒虹吸過河的話需采用兩根管，事故時單根過水能力不小于設(shè)計過水能力的70%；采用倒虹吸過河需設(shè)置檢修井，埋設(shè)深度應(yīng)考慮現(xiàn)有挖沙對管道的影響，最好沿河床的底部巖石層敷設(shè)，便于設(shè)置管道支墩；單對架空敷設(shè)的費用遠(yuǎn)高于倒虹吸費用倒虹吸應(yīng)采用內(nèi)外均有較好防腐性能的管道，且連接可靠不形成泄漏架空敷設(shè)建議采用螺旋焊接管，內(nèi)噴涂混凝土砂漿防腐避免管道出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。

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，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，它大量排氣，讓管道內(nèi)快速灌滿水；在管道輸水過程中，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，排氣口的風(fēng)速超過100m/s時也不封堵，又要有小孔釋放少量積氣的功能。

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，贏在適當(dāng)位置跌水井或減壓閥；如需要加壓輸水時，當(dāng)水源和給水區(qū)高差很大時，可將壓力輸水管分成幾級，沒機(jī)有單獨的泵站，組成多級輸水系統(tǒng)，至于加壓泵站的位置、增壓方式和增壓級數(shù)，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。

5、長距離輸水方式選擇

我國水資源貧乏，且在時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)行長距離引水。到目前為止，我國已經(jīng)成功實施了許多長距離引水工程，其中最為著名的輸水工程即南水北調(diào)工程。長距離輸水工程投資巨大，對安全性要求很高，而管線中不可避免地存在著大量空氣，空氣的存在不僅會降低輸水效率，甚至?xí)＜肮┧踩?。解決這一問題最常見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。

二、管網(wǎng)的分布

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)建筑費用和管理費用之和最小的方案。管網(wǎng)的建造費用主要是管道費用，它取決于管道的管材、直徑和管材長度等因素；管理費用主要是泵站的運行費用，它取決于水泵的流量和揚程。目前管網(wǎng)工程在經(jīng)濟(jì)上的評價方法主要用年折算費用法，急將個方案的建設(shè)投資費用分?jǐn)偟交鶞?zhǔn)投資回收期的各年，再與各年的經(jīng)營成本相加，以年折算費用最小的方案為最優(yōu)秀的方案。

三、結(jié)束語

隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，人們在日常生活及生產(chǎn)中對水資源的需求量越來越大，為了保障人們在城市中的正常生活生產(chǎn)，就必須對城市的供水系統(tǒng)進(jìn)一步改良。對城市的給排水系統(tǒng)中管網(wǎng)的合理分布，以及正確的輸水方式都與城市居民能否安全放心的用水息息相關(guān)，本文通過對城市給排水的輸水方式進(jìn)行詳細(xì)的介紹，并對市政給排水的設(shè)計方案深入研究，總結(jié)出：在城市的供水問題中，如果地理條件允許的情況下首先應(yīng)該考慮到運用重力輸水，能有效的節(jié)約能源、資源，在如果重力條件不允許，進(jìn)而選擇其他輸水方式時應(yīng)該綜合的進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，從而選出經(jīng)濟(jì)合理的輸水方案。在對分區(qū)進(jìn)行考慮時，首先必須根據(jù)管網(wǎng)的年費用模型對管網(wǎng)的年費用進(jìn)行估算，并對管網(wǎng)分布方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的對比，從而決定管網(wǎng)的分區(qū)形式。