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

楊孟

中煤科工集團(tuán)北京華宇工程有限公司西安分公司 陜西西安 710075

以合格的水質(zhì)為前提，保證輸水管線(xiàn)的正常供壓，使得給水系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，同時(shí)合理的輸水分區(qū)能夠保證排水管網(wǎng)的正常工作，因此在市政給排水設(shè)計(jì)中，輸水方式的選擇是由需求水量和當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件等綜合性因素決定的。然而造價(jià)成本是管網(wǎng)分區(qū)需要首先考慮的重要問(wèn)題，以合理設(shè)計(jì)給排水管網(wǎng)分區(qū)的規(guī)模和設(shè)計(jì)中的施工技術(shù)，能夠適合管網(wǎng)分區(qū)的合理布局，在保證盡量低的成本造價(jià)的基礎(chǔ)上確定有效的管網(wǎng)分區(qū)方案[1]。

1 市政給排水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇

1.1 輸水方式的分類(lèi)

（1）壓力流輸水方式。選擇此種輸水模式首先要綜合考慮各項(xiàng)因素確定獲取水源的詳細(xì)位置，然后利用加壓儀器等打壓輸水，由于這是一個(gè)持續(xù)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，對(duì)輸水器具以及加壓器材都要嚴(yán)格挑選，定期檢查維修。因此在水源位置周邊要安裝加壓器，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)水壓以更正輸水量，輸水管道的質(zhì)量要得以保證，真正達(dá)到科學(xué)給排水設(shè)計(jì)的目的。（2）重力型輸水方式。重力型的輸水方式充分利用了自然環(huán)境的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以在很大程度上節(jié)省人力和財(cái)力資源，但受限于自然條件，一般應(yīng)用于水庫(kù)建設(shè)。這就需要工作人員對(duì)城市的地形地質(zhì)進(jìn)行具體勘察，選取地勢(shì)高度差較大且地質(zhì)穩(wěn)定的區(qū)域。（3）融合型輸水方式。此種輸水模式一方面要對(duì)城市的地形地質(zhì)進(jìn)行具體勘察；另一方面要保證加壓器和輸水管道的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，融合了壓力流和重力型輸水方式的優(yōu)點(diǎn)，具有一定的創(chuàng)新性?？傮w來(lái)講，市政給排水設(shè)計(jì)要堅(jiān)持具體問(wèn)題具體分析的原則，通過(guò)精確地測(cè)量和計(jì)算選擇科學(xué)可行的輸水模式，從整體上實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)的目標(biāo)[2]。

1.2 輸水方式的選擇

供水水源、供水距離和水流量是有效的確定利用哪種輸水方式的重要因素，為合理有效的分析三種因素結(jié)合對(duì)于選擇輸水方式的影響，分別用大寫(xiě)字母I、Q分別表示供水距離和水流量。在確定好供水水源、供水距離（I）和水流量（Q）的基礎(chǔ)上，需要根據(jù)實(shí)際的水源水位（Z1）和給水廠蓄水池水位（Z2）表示，綜合判斷各影響因素之間的關(guān)系，進(jìn)而確立合理的輸水方式。具體的輸水方式的比選流程如下：

當(dāng)Z1＞Z2 時(shí)，理論上可以選用重力式輸水方式，但是按照水源地和給水廠的地形特點(diǎn)，應(yīng)明確輸水管線(xiàn)的水力坡度和平均的地形坡度，當(dāng)if≤io時(shí)，為了有效的實(shí)現(xiàn)重力輸水的要求，需要結(jié)合加長(zhǎng)輸水管線(xiàn)的方式，設(shè)置一定數(shù)值的水力坡度，其中在以上公式中，i0=（Z1-Z2）/I；在以上條件都具備的基礎(chǔ)上，如果有F1＞F2+F3+F4，其中F1—重力輸水管線(xiàn)的預(yù)算成本；F2—壓力輸水方式管線(xiàn)的成本預(yù)算；F3—泵站建造費(fèi)用；F4—管理費(fèi)用，則不能夠選擇使用重力式輸水方式，應(yīng)選擇使用加壓輸水。當(dāng)F1＜F2+F3+F4 時(shí)，此時(shí)需要使用重力式輸水法。

另外，當(dāng)Z1＜Z2 時(shí)，當(dāng)在采用重力式輸水過(guò)程中，水量無(wú)法送達(dá)時(shí)，應(yīng)采用加壓水泵完成輸水，這時(shí)應(yīng)明確兩個(gè)重要的參數(shù)，分別是水泵揚(yáng)程和水頭損失，公式如下：HP=Z1-Z2+h，其中HP—水泵揚(yáng)程；h—水頭損失。

在選擇使用重力式輸水還是加壓輸水時(shí)，需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件等因素綜合考慮，同時(shí)要做好相應(yīng)的預(yù)案，以確保輸水作業(yè)的順利開(kāi)展。按經(jīng)驗(yàn)分析，一般山區(qū)的城市應(yīng)運(yùn)用重力式輸水的方式較多，由于山區(qū)城市地形高度差大，因此可以借助此優(yōu)勢(shì)，有效的縮短相應(yīng)的管線(xiàn)長(zhǎng)度，確保經(jīng)濟(jì)成本的合理利用。同時(shí)應(yīng)對(duì)輸水管線(xiàn)進(jìn)行合理的分級(jí)處理，泵站位置進(jìn)行準(zhǔn)確確定，按照相應(yīng)規(guī)范確定增壓級(jí)別及級(jí)數(shù)。

2 市政給排水設(shè)計(jì)中管網(wǎng)分區(qū)的具體措施

2.1 合理設(shè)計(jì)給排水管網(wǎng)分區(qū)的具體布局

一是排水設(shè)計(jì)作為一個(gè)系統(tǒng)，離不開(kāi)所在的城市環(huán)境，而且在不同的環(huán)境下，市政給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)形式也不盡相同，給排水設(shè)計(jì)是否有效，很大程度上取決于市政府對(duì)其的重視力度以及是否能夠充分有效地契合城市設(shè)定的發(fā)展規(guī)劃；二是由于大部分城市都擁有一套舊的管網(wǎng)分區(qū)，如何將新的管網(wǎng)分區(qū)與之結(jié)合也是給排水設(shè)計(jì)當(dāng)中的重中之重；三是供水安全也要納入到排水設(shè)計(jì)當(dāng)中，通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)每個(gè)部分的主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，真正做到防患于未然，及早將風(fēng)險(xiǎn)消滅在萌芽狀態(tài)。

2.2 合理設(shè)計(jì)市政給排水管網(wǎng)分區(qū)的規(guī)模

同時(shí)，管網(wǎng)分區(qū)規(guī)模對(duì)于科學(xué)給排水也發(fā)揮著十分重要的作用。在多種條件的限制下，工作人員要事先勘察施工地區(qū)的地形地質(zhì)條件，在符合設(shè)計(jì)要求之后充分考慮人力、物力以及財(cái)力資源的投入，有針對(duì)性地制定出實(shí)用的管網(wǎng)分區(qū)規(guī)模。

2.3 水壓平衡

水壓的平衡是市政給排水管網(wǎng)分區(qū)設(shè)計(jì)的切入點(diǎn)。平衡水壓的目標(biāo)是在滿(mǎn)足城市居民用水需求的同時(shí)，把給排水系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)降低到可接受的最低水平。因此，給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該從節(jié)水因素出發(fā)，采用低壓形式避免水資源的浪費(fèi)[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

由于市政給排水的輸水方式和管網(wǎng)分區(qū)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的復(fù)雜工程，涉及的領(lǐng)域極其廣泛，需要綜合考慮方方面面的因素。特別是近年來(lái)，越來(lái)越多的城市都在探索更加高效的市政給排水模式，根據(jù)施工情況的變化以及檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性的有效調(diào)整，及時(shí)彌補(bǔ)缺陷，加強(qiáng)管理，規(guī)避意外風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)的給排水系統(tǒng)運(yùn)行的不確定性。