市政給排水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)方案的確定

李敏芬

[摘 要]在現(xiàn)代城市的建設(shè)中，給排水工程作為城市供水系統(tǒng)的重要組成部分，是維持城市水資源的利用與循環(huán)的重要工程。在市政給排水工程的設(shè)計(jì)中，輸水方式的選擇與管網(wǎng)分區(qū)方案的確定是非常重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)，能直接影響城市供水系統(tǒng)的安全運(yùn)行，因此，本文將對(duì)這兩項(xiàng)工作進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的解決方案，選擇合理的輸水方式，制定科學(xué)的管網(wǎng)分區(qū)方案，以促進(jìn)市政給排水工程設(shè)計(jì)的發(fā)展，保證城市供水系統(tǒng)的順利運(yùn)行，提高城市居民的生活質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]給排水設(shè)計(jì)；輸水方式；選擇；管網(wǎng)分區(qū)；方案；確定

中圖分類號(hào)：D322 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）25-0040-01

前言：隨著城市建設(shè)的發(fā)展，我國(guó)城市的生產(chǎn)與生活的用水需求不斷增大，對(duì)市政供水系統(tǒng)的要求也越來越高。因此，為了適應(yīng)城市發(fā)展對(duì)供水服務(wù)帶來的影響，滿足現(xiàn)代化城市的用水需求，市政供水系統(tǒng)應(yīng)重視城市供水服務(wù)的質(zhì)量。給排水輸水方式的選擇與管網(wǎng)分區(qū)是城市供水系統(tǒng)建設(shè)中的重要工作，是維持供水系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保障，因此，城市供水系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)重視市政給排水設(shè)計(jì)工作，選擇適合當(dāng)?shù)氐妮斔绞脚c管網(wǎng)分區(qū)方案，加強(qiáng)城市供水服務(wù)的質(zhì)量，以適應(yīng)城市的發(fā)展需求。

1 市政給排水工程

市政給排水工程被分為給水工程與排水工程，它的主要作用是維持城市用水的供應(yīng)；將城市生產(chǎn)與生活產(chǎn)生的廢水進(jìn)行排放；對(duì)廢水的水質(zhì)進(jìn)行改善并實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，是城市供水系統(tǒng)建設(shè)的重要工程。[1]

1.1 給水工程

給水工程由給水水源、取水設(shè)備、輸水管網(wǎng)與給水處理廠等構(gòu)成，其給水過程主要是從給水水源中取集水資源，并將其進(jìn)行處理，再將處理后的水資源由輸水管網(wǎng)輸送到用戶終端。給水工程的建設(shè)是為城市的生產(chǎn)發(fā)展與居民的生活提供用水服務(wù)，從而維持城市生產(chǎn)與生活的運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.2 排水工程

排水工程由排水管網(wǎng)、廢水處理廠及最終處理設(shè)施構(gòu)成，是排放并處理廢水與多余的地面水的工程。其排水過程主要是將廢水（包括多余的地面水）由排水管道輸送到廢水處理場(chǎng)中，并對(duì)其進(jìn)行凈化處理，待廢水的水質(zhì)改善后，將其排放至水體或土地中。排水工程的作用主要是對(duì)城市生產(chǎn)與生活中產(chǎn)生的廢水進(jìn)行排放、處理與再利用，從而實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，減少水資源的消耗。

2 市政給排水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇

2.1 輸水方式的類型

按照輸水動(dòng)力的類型劃分，可將市政給排水設(shè)計(jì)中的輸水方式分為以下三大類：

（1）重力流輸水方式。重力流輸水方式的原理是在地勢(shì)差存在的前提下，使水源中的水在重力的作用下產(chǎn)生水流，從而實(shí)現(xiàn)水資源的運(yùn)輸。其通常用于水源地勢(shì)高于用戶且存在一定高度差的地區(qū)。重力流輸水方式對(duì)地理環(huán)境的要求較高，依賴于輸水管網(wǎng)所在地的地勢(shì)特征，因此其運(yùn)用率有限，無(wú)法適用于所有的城市供水運(yùn)輸。

（2）壓力流輸水方式。壓力流輸水方式是相對(duì)于重力流輸水方式提出的，通常用于地勢(shì)較為平緩或水源地勢(shì)低于用戶的地區(qū)。其原理在于：由于地勢(shì)差的原因，水源中的水無(wú)法將其受到的重力轉(zhuǎn)化為水流的動(dòng)力，因此，要實(shí)現(xiàn)水資源的順利運(yùn)輸，就要對(duì)水流進(jìn)行加壓處理，為管網(wǎng)中的水流提供動(dòng)力[2]。壓力流輸水方式對(duì)管道承受能力、地形特點(diǎn)與動(dòng)力設(shè)備的要求較高，因此其適用性也比較有限。

（3）重力與壓力綜合輸水方式。在地理特征較為復(fù)雜的地區(qū)，通常無(wú)法單獨(dú)使用重力流輸水方式或壓力流輸水方式，在這種情況下，為了減少輸水成本，可以將這兩種輸水方式綜合起來進(jìn)行使用，并結(jié)合實(shí)際的地理情況將其靈活運(yùn)用。

2.2 輸水方式的選擇

市政給排水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇通常以水源與輸水管網(wǎng)所在地的地勢(shì)特點(diǎn)為依據(jù)，以成本的最小化為原則，因地制宜。一般情況下，所在地為山區(qū)的市政給排水系統(tǒng)常采用的是重力流輸水方式，這種輸水方式可以充分利用山區(qū)的地勢(shì)特征將重力作用發(fā)揮出來，從而減少輸水動(dòng)力的成本投入。而在地勢(shì)較為平緩的地區(qū)，其給排水的輸水方式通常采用壓力流輸水方式或綜合輸水方式，從而在實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，節(jié)省水流輸送的成本。

3 市政給排水設(shè)計(jì)中管網(wǎng)分區(qū)方案的確定

目前我國(guó)不少地區(qū)的給排水管網(wǎng)分區(qū)方案存在一些問題，導(dǎo)致該地區(qū)供水的質(zhì)量下降，對(duì)城市的建設(shè)造成了一定的困難。因此，相關(guān)人員需要對(duì)管網(wǎng)分區(qū)方案進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，要按照相關(guān)的行業(yè)規(guī)定與原則，順應(yīng)所在地區(qū)的發(fā)展規(guī)律，對(duì)現(xiàn)有的管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行合理的分區(qū)管理，實(shí)現(xiàn)分區(qū)供水與管網(wǎng)的獨(dú)立管理。管網(wǎng)分區(qū)能有效控制管網(wǎng)的水壓與供水的質(zhì)量，有利于城市用水的安全。其方案的確定應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

3.1 確定管網(wǎng)系統(tǒng)的階層數(shù)

市政給排水管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)將第一階層管網(wǎng)系統(tǒng)的功能定為合理分布管網(wǎng)，第二和第三階層系統(tǒng)的功能應(yīng)為實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的空壓、改壓和減漏[3]。目前，我國(guó)大部分城市的給排水管網(wǎng)系統(tǒng)的階層數(shù)均是兩個(gè)，其階層數(shù)確定的依據(jù)通常是當(dāng)?shù)毓芫W(wǎng)的建設(shè)成本與建設(shè)規(guī)模等。

3.2 確定管網(wǎng)區(qū)域的邊界與進(jìn)水點(diǎn)的數(shù)量

劃分市政市政給排水管網(wǎng)區(qū)域的邊界通常需要考慮多種因素，如當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛蔡卣?、水源與用戶之間的地勢(shì)差與供水參數(shù)等[4]。在具體分析以上因素后，選擇合適的管網(wǎng)區(qū)域邊界，并在保證供水質(zhì)量的前提下盡量節(jié)省管網(wǎng)建設(shè)的成本。

進(jìn)水點(diǎn)數(shù)量的確定是給排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，在保證供水穩(wěn)定的前提下，管網(wǎng)區(qū)域的進(jìn)水點(diǎn)應(yīng)少量化，一般來說，普通區(qū)域的管網(wǎng)最好采用單點(diǎn)進(jìn)水，便于控制供水的水壓與流量，而在情況較為復(fù)雜的事故多發(fā)區(qū)，則可以采用多點(diǎn)進(jìn)水維持供水的安全。因此，若是管網(wǎng)的規(guī)模較小，則可將進(jìn)水點(diǎn)的數(shù)目定為兩個(gè)，從而在控制水壓與供水量的同時(shí)兼顧事故的補(bǔ)救。

3.3 改善分區(qū)方案

當(dāng)初始的管網(wǎng)分區(qū)方案被提出后，相關(guān)人員應(yīng)對(duì)其進(jìn)行分析與研究，通過科學(xué)的模擬實(shí)驗(yàn)探討其合理性與完備性，并對(duì)提出的分區(qū)方案進(jìn)行優(yōu)化，其優(yōu)化對(duì)象不僅要包括輸水管道的設(shè)計(jì)，還要包括管道及閘斷的設(shè)施設(shè)置方案。

相關(guān)人員對(duì)管網(wǎng)分區(qū)方案的優(yōu)化不僅要實(shí)現(xiàn)技術(shù)的優(yōu)化，還要加強(qiáng)對(duì)管網(wǎng)的成本控制。管網(wǎng)的建設(shè)會(huì)產(chǎn)生一定的成本消耗，其大部分來自于輸水管道的建設(shè)，而管道的成本與其材料、長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān)，因此，對(duì)分區(qū)方案的優(yōu)化需要考慮輸水管道的造價(jià)問題。此外，管理分區(qū)后的管網(wǎng)也會(huì)造成一定的費(fèi)用消耗，其主要來源于泵站的運(yùn)行，并視水泵的流量與揚(yáng)程而定，因此，分區(qū)方案的優(yōu)化也要考慮輸水所需動(dòng)力消耗的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。

在可持續(xù)發(fā)展理念的指導(dǎo)下，當(dāng)前的管網(wǎng)分區(qū)方案優(yōu)化應(yīng)考慮水資源的節(jié)約問題，提高給排水系統(tǒng)的輸水性能，加大水資源的利用率。在具體的實(shí)施過程中，可以通過疊壓輸水的運(yùn)用與節(jié)水設(shè)備的使用減少水資源的損耗，如在給排水工程中多使用節(jié)水設(shè)備與節(jié)水材料，減少輸水過程中水資源的損耗；將水廠與用戶的供水龍頭構(gòu)成嚴(yán)密的系統(tǒng)，摒棄原有的蓄水池結(jié)構(gòu)，防止水資源的二次污染等。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，市政給排水工程建設(shè)對(duì)城市建設(shè)至關(guān)重要，其設(shè)計(jì)中的輸水方式的選擇與管網(wǎng)分區(qū)方案的確定對(duì)城市供水質(zhì)量的影響較為深遠(yuǎn)。給排水輸水方式的選擇依賴于管網(wǎng)所處地區(qū)的地理特征，要按照實(shí)際情況進(jìn)行具體分析，并考慮技術(shù)與經(jīng)濟(jì)兩方面存在的限制，在保證輸水安全的前提下，選擇合適的輸水方式。而管網(wǎng)方案的確定首先要考慮方案的設(shè)計(jì)，要對(duì)管網(wǎng)區(qū)域、進(jìn)水點(diǎn)數(shù)目、管網(wǎng)階層等關(guān)鍵因素進(jìn)行初步的確定，然后對(duì)提出的方案進(jìn)行模擬研究，并對(duì)其進(jìn)行改善，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)建設(shè)技術(shù)與成本的優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 任正元，余武，鄭爽.市政給排水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)方案的確定[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，18：90-91.

[2] 徐月，冷栢雙.市政工程給排水輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，07：119.

[3] 張方紅.市政給排水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)方案的確定分析[J]. 江西建材，2014，19：46+48.

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