市政給排水設(shè)計中輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)方案研究

趙時柱

摘 要：文章基于對市政給排水工程發(fā)展現(xiàn)狀和需求的介紹，針對此系統(tǒng)工程設(shè)計工作中輸水方式的選擇進行分析，重點介紹此系統(tǒng)設(shè)計中的管網(wǎng)分區(qū)方案的設(shè)計和優(yōu)化方式，以供參考。

關(guān)鍵詞：市政給排水設(shè)計;輸水方式;選擇;管網(wǎng)分區(qū)方案

1、引言

市政給排水系統(tǒng)是一個城市中重要的基礎(chǔ)設(shè)施工程，在目前城市化不斷推進的過程中，對此類工程建設(shè)的需求和要求在同步增加。作為城市水循環(huán)系統(tǒng)中的重要組成，在開展此系統(tǒng)設(shè)計過程中，重點做好輸水方式的選擇和管網(wǎng)分區(qū)設(shè)計工作，以保證此工程建設(shè)的順利開展以及給排水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

2、對市政給排水工程的概述

市政給排水工程是給水工程和排水工程的簡稱，對于前者來說，需要經(jīng)歷使用給水設(shè)備在水源地取水、水質(zhì)處理以及使用輸水管網(wǎng)進行城市居民和工業(yè)供水等過程，在上述過程中需要保證供水正常并保證經(jīng)過無害化處理之后的水質(zhì)。對于后者來說，則主要經(jīng)歷由市政排水管網(wǎng)來收集城市生活和生產(chǎn)廢水和雨水并向廢水綜合處理廠輸送，由其中的終端廢水處理系統(tǒng)對廢水進行凈化沉淀過濾等處理，在達到一定標準之后向水體和土地等場所中循環(huán)供應(yīng)，實現(xiàn)對水資源的循環(huán)利用。

3、市政給排水系統(tǒng)工程設(shè)計中對輸水的方式選擇

3.1輸水方式的類型

一是重力流輸水方式。此種輸水方式是利用高度差在管網(wǎng)中形成一定的壓力，在重力影響下形成水流，將水廠或其他儲水位置的水資源向使用終端進行自動運輸?shù)妮斔绞健Ｍㄟ^對地勢差的合理利用，可以實現(xiàn)輸水作業(yè)的持續(xù)開展，并且節(jié)省此過程中的能源消耗。但是由于不同地區(qū)的地勢高度存在較大的差異也會引發(fā)終端用戶水壓的不同，這也對此類輸水方式設(shè)計時的地形地勢要求較高，其應(yīng)用范圍也比較有限。

二是壓力流輸水方式。此種輸水方式是在上述輸水方式的基礎(chǔ)上，針對無法利用地勢差來完成輸水需求的地區(qū)，則需要結(jié)合人工加壓的方式向用水終端進行水資源的輸送。在此類輸水方式設(shè)計中，需要合理設(shè)計加壓點和選擇加壓設(shè)備。通常采取分段加壓的方式來保證某段管網(wǎng)中的正常運行。根據(jù)各地的供水需求來設(shè)計加壓點的位置以及此位置的加壓功率，同時還要保證此壓力在管道實際承壓范圍之內(nèi)，尤其是針對從地勢低的位置向地勢高位置輸水的情況，在進一步增壓時也對管網(wǎng)的耐壓能力提出更高的要求，這也是設(shè)計工作的重點和難點。

三是重力和壓力綜合輸水方式。此種綜合輸水方式是目前市政給排水系統(tǒng)中的常用方式，尤其是在目前城市建設(shè)速度加快的同時，也增加了高層建筑數(shù)量，不僅增加了供水需求，也對供水壓力提出較高要求。因此，可以從宏觀上采取壓力輸水的方式進行供水，然后針對具體的建筑，則可以在頂端設(shè)置儲水裝置利用重力進行供水，通過不同輸水方式的搭配，合理利用地形地勢實現(xiàn)輸水效率的提升和供水成本的降低。

3.2輸水方式的選擇

除了上述輸水方式的選擇依據(jù)，在設(shè)計過程中還要考慮多種細節(jié)方面的因素。比如針對水源地和輸水管網(wǎng)系統(tǒng)的地勢地形特點，可以在充分利用重力輸水方式基礎(chǔ)上來最大化提升輸水效率并降低輸水成本。如果某個城市其自身存在較大的地勢落差，則優(yōu)先應(yīng)用重力輸水方式，將儲水裝置建造在地勢相對較高的位置。而在地勢比較平緩的城市則優(yōu)先應(yīng)用壓力輸水方式來保證供水穩(wěn)定性，同時也便于進行故障排查和檢修工作的開展。

4、市政給水管網(wǎng)分區(qū)方案的確定

4.1確定供水管網(wǎng)系統(tǒng)的層級架構(gòu)

針對給排水系統(tǒng)管網(wǎng)層次的劃分設(shè)計，通常分為一級分布管網(wǎng)以及由此主管線逐級遞減劃分的二級和三級管網(wǎng)系統(tǒng)，后者主要起到改壓、空壓以及減漏等作用。目前我國的城市主要分為兩個供水管網(wǎng)層級，而具體層級數(shù)的確定，主要是依據(jù)城市規(guī)模、供水需求以及管網(wǎng)建設(shè)成本預(yù)算來決定的。

4.2確定供水管網(wǎng)系統(tǒng)的邊界和取水點情況

在劃分市政給排水系統(tǒng)管網(wǎng)區(qū)域時，具體的邊界是依據(jù)具體的地形地貌特征、水源位置和用戶之間的地形地勢差異、供水量和用水量等因素，通過對上述因素的綜合考慮，盡量保證供水效率和質(zhì)量的最大化，同時也盡量降低管網(wǎng)分布建設(shè)所消耗的成本。此外，針對取水點來說，原則上需要盡量減少取水點來保證水源供水的穩(wěn)定性，同時也減少不確定性因素。因此，通常在沒有特殊要求下盡量選擇單水源地取水，便于控制供水系統(tǒng)中的水壓和流量等。但是如果此地區(qū)中的不確定因素比較繁多，可以通過多取水點供水的方式來保證供水的可靠性。所以，在目前的城市建設(shè)中通常至少會選擇兩個取水點，而且一個作為主用，另一個作為備用，在降低供水成本、減少不確定因素、保證供水穩(wěn)定性的同時，也有利于應(yīng)對意外事故，保證供水的可靠性。

4.3對管網(wǎng)分區(qū)供水管理方式進行優(yōu)化

在經(jīng)過上述輸水方式的選擇和設(shè)計以及管網(wǎng)分區(qū)設(shè)計、形成初步分區(qū)建設(shè)方案之后，需要設(shè)計和決策人員合理應(yīng)用計算機輔助設(shè)計等技術(shù)手段開展模擬仿真實驗，深入挖掘此方案中的問題，對此方案進行進一步的細化和優(yōu)化，重點做好對管道和閘斷設(shè)備設(shè)置等內(nèi)容的優(yōu)化。在上述方案優(yōu)化中，還需要考慮建設(shè)成本的因素。在滿足用水需求和安全的基礎(chǔ)上，盡量節(jié)省鋪設(shè)管線的長度并控制管道口徑。在實際建設(shè)過程中還需要通過疊壓輸水和先進節(jié)水設(shè)備的應(yīng)用來減少輸水過程中水資源的浪費，通過封閉內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的應(yīng)用來防止水資源的二次污染。

5、結(jié)語

針對目前規(guī)模不斷擴大以及人口不斷增多的城市，在城市建設(shè)與發(fā)展中需要提高對市政給排水工程設(shè)計和建設(shè)的重視。為了滿足城市用水需求，需要結(jié)合其地形地勢特點等合理選擇輸水方式設(shè)計和規(guī)劃，還要結(jié)合建設(shè)和運營成本進行管網(wǎng)分區(qū)設(shè)計方案的制定，提升市政給排水系統(tǒng)設(shè)計和建設(shè)的性價比，保證給排水系統(tǒng)的安全和可靠運行。

參考文獻

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