城市給水管網(wǎng)系統(tǒng)分類與規(guī)劃設(shè)計(jì)思考

戴安立 （江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南通 226156）

隨著改革開(kāi)放的不斷深入，我國(guó)大部分中小城市快速發(fā)展與老舊的給水管網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)常發(fā)生沖突，老舊給水管網(wǎng)系統(tǒng)暴露出給水水壓不足，管道漏水、損壞等問(wèn)題，給水管網(wǎng)迫切需要改造重建。本文主要研究給水管網(wǎng)組成，城市給水管網(wǎng)系統(tǒng)的類型，城市給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)劃重點(diǎn)。

1 給水管網(wǎng)組成

①水源地：水的來(lái)源，通常水源地設(shè)置為江海，河流等。

②水廠：水源地的水不能滿足生活生產(chǎn)的要求，需要水廠進(jìn)行處理。

③主給水管道：水廠處理后的水通過(guò)主給水管道分配到各支線管線。配水管線設(shè)置較長(zhǎng)，下設(shè)多個(gè)支線給水管道。管徑多采用DN150mm以上。

④支線給水管道：連接主給水管道和各供水用戶。管徑多采用DN50-150mm。

⑤泵站：當(dāng)用水用戶需要高水壓或配水管道水壓不足時(shí)，需要泵站加壓。在整個(gè)給水管網(wǎng)系統(tǒng)中，通常設(shè)置多個(gè)泵站，泵站內(nèi)設(shè)多臺(tái)水泵。

⑥減壓站：降低水壓，減少大水壓對(duì)配水管道的破壞。

2 常見(jiàn)給水管網(wǎng)的類型

常見(jiàn)城市給水管網(wǎng)按水源地，水廠數(shù)量分為單水源給水管網(wǎng)系統(tǒng)、多水源給水管網(wǎng)系統(tǒng)。按水源動(dòng)力可分為重力給水管網(wǎng)系統(tǒng)、水泵加壓給水管網(wǎng)系統(tǒng)、多動(dòng)力給水管網(wǎng)系統(tǒng)等。在給水管網(wǎng)系統(tǒng)中按用途進(jìn)一步細(xì)分，分為消防給水系統(tǒng)、生活給水系統(tǒng)、生產(chǎn)給水系統(tǒng)。

2.1 單水源給水管網(wǎng)系統(tǒng)

只有一個(gè)水源地，水源地抽取水經(jīng)水廠處理后的水直接輸入配水管網(wǎng)分配給各用戶使用。常見(jiàn)于小城市，其優(yōu)點(diǎn)是管理方便，管網(wǎng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單易維護(hù)。缺點(diǎn)是單水源輸水容易出現(xiàn)故障，并影響城市所有用戶。如圖1所示。

圖1

2.2 多水源給水管網(wǎng)系統(tǒng)

多水源給水系統(tǒng)常見(jiàn)于中小城市，根據(jù)城市規(guī)模或者生產(chǎn)需求設(shè)置，用戶的用水往往來(lái)自多個(gè)不同水廠、不同水源地。用戶給水的水壓、水質(zhì)也隨之變化。此系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)單一水廠出現(xiàn)故障時(shí)或當(dāng)某一水源地被污染時(shí)不影響城市用水，安全可靠性高，缺點(diǎn)是后期檢修不易，維護(hù)程序繁瑣，改進(jìn)重建困難。如圖2所示。

圖2

2.3 不同輸水方式管網(wǎng)系統(tǒng)

在實(shí)際應(yīng)用中，必須依據(jù)城市所在地的實(shí)際情況，采取相應(yīng)的輸水方式。實(shí)際規(guī)劃中常見(jiàn)的有兩種系統(tǒng)。

①重力給水管網(wǎng)系統(tǒng)

水源地處地勢(shì)較高處，城市位于地勢(shì)下方。水廠將處理后的水依靠自身重力輸入給水管道，當(dāng)水壓過(guò)高時(shí)需設(shè)置減壓站，避免水對(duì)給水系統(tǒng)破壞。此系統(tǒng)十分經(jīng)濟(jì)，節(jié)約成本。但是受地勢(shì)因素影響，在實(shí)際規(guī)劃設(shè)計(jì)中并不常見(jiàn)。

②水泵加壓給水管網(wǎng)系統(tǒng)

在水廠處理后的水由泵站加壓輸入高地勢(shì)的城市管網(wǎng)，有時(shí)需要設(shè)置多個(gè)泵站，多級(jí)分別加壓，此系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本高昂，并帶有輸水損耗，在實(shí)際規(guī)劃設(shè)計(jì)中并不常見(jiàn)。

2.4 消防給水系統(tǒng)

消防給水系統(tǒng)是整個(gè)城市給水系統(tǒng)必不可少的一部分，它對(duì)城市安全尤為重要。消防給水系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)要求不高，但要確保有足夠的水量、水壓。它由以下部分組成：

①建筑室內(nèi)消防管道；

②建筑室外消防管道；

③建筑室內(nèi)自動(dòng)滅火器；

④各區(qū)，各街道消防栓；

⑤加壓泵：主給水管道將水分配給各支線管線，再有支線管線分配給消防栓，各建筑物消防管道當(dāng)水壓不足時(shí)需先由加壓泵將水加壓，確保消防栓水壓充足。

2.5 生活給水系統(tǒng)

生活給水系統(tǒng)與人民生活密不可分，必須保證人民生活供水系統(tǒng)安全可靠。生活給水系統(tǒng)常見(jiàn)于多水源給水管網(wǎng)系統(tǒng)。此系統(tǒng)特點(diǎn)是水量充足，水質(zhì)要求較高。供水可靠，不能出現(xiàn)停水、漏水等問(wèn)題。水源地取水，通過(guò)水廠多項(xiàng)工序處理后，滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）輸入特定給水管道。

2.6 生產(chǎn)給水系統(tǒng)

生產(chǎn)給水系統(tǒng)常供水工廠、大型生產(chǎn)企業(yè)。根據(jù)生產(chǎn)項(xiàng)目不同對(duì)水量、水壓、水質(zhì)要求不定。當(dāng)對(duì)水要求不同于生活給水系統(tǒng)時(shí)，獨(dú)立設(shè)置生產(chǎn)給水系統(tǒng)，并由不同的水源地、水廠給水。

我國(guó)的大型城市為了解決眾多人口生活，大規(guī)模生產(chǎn)的需要已組成多系統(tǒng)聯(lián)合供水的復(fù)雜給水系統(tǒng)。在實(shí)際規(guī)劃設(shè)計(jì)中，必須考慮實(shí)際情況，合理選擇給水系統(tǒng)。

3 城市給水管網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)

我國(guó)對(duì)城市給水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究工作始于80年代，發(fā)展較慢，多采取西方先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，但與我國(guó)國(guó)情不符合。因此在規(guī)劃設(shè)計(jì)中出現(xiàn)不少問(wèn)題，例如給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用年限太短，使用錯(cuò)誤配水管道材質(zhì)等。近幾年在國(guó)家大力支持下，我國(guó)建筑業(yè)快速發(fā)展，不少新技術(shù)應(yīng)用在給水管網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與實(shí)際施工中，如 BIM 建模（Building Information Modeling）、給排水管網(wǎng)模型等。

在規(guī)劃設(shè)計(jì)城市給水管網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)主要考慮給水管網(wǎng)類型，城市對(duì)水量、水質(zhì)、水壓等需求，是否滿足消防安全等因素。做好城市給水管網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)能有效節(jié)約成本，提高整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠性。

3.1 設(shè)計(jì)原則

①明確城市給水需求，根據(jù)實(shí)地考察，城市實(shí)際情況，確定給水系統(tǒng)類別，城市需求水量、水壓、水質(zhì)。

②通過(guò)城市最初的整體規(guī)劃，找準(zhǔn)水源地，設(shè)計(jì)建立水廠、泵站（減壓站）等。設(shè)立給水管網(wǎng)的服務(wù)范圍，確保所有居民、用水企業(yè)，都能有合適的水量、水壓。

③主次有序。先確定輸水管網(wǎng)干線，再設(shè)計(jì)分支線路。

④協(xié)調(diào)與其他管網(wǎng)，電線等線路關(guān)系，避免沖突。

⑤保證所有供水線路的安全和可靠，保證其中一條線路出現(xiàn)故障，不會(huì)影響到其他線路，且線路方便檢修。

⑥必須符合消防等安全要求。

⑦保證施工，后期維護(hù)方便。

⑧充分考慮給水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)安全可靠，后期方便維護(hù)，并且考慮滿足城市未來(lái)發(fā)展對(duì)給水的需要。

3.2 城市給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)劃程序

①根據(jù)設(shè)計(jì)目的收集國(guó)家政策性文件，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和城市設(shè)計(jì)圖紙。符合國(guó)家法律法規(guī)，主要有《中華人民共和國(guó)城市規(guī)劃法》、《中華人民共和國(guó)水法》、《城市供水條例》。經(jīng)過(guò)城市給水排水項(xiàng)目部等有關(guān)部門(mén)許可，建立規(guī)劃設(shè)計(jì)任務(wù)。

②現(xiàn)場(chǎng)勘察?？辈烨捌谛枰崆笆占盟诘匦蔚南嚓P(guān)資料，有關(guān)基礎(chǔ)資料?；A(chǔ)資料主要有土地規(guī)劃資料、水源地水質(zhì)勘察資料等等。

③城市用水量和排水量預(yù)測(cè)，調(diào)查城市常住人口，城市面積等。調(diào)查用水量大的單位合理確定城市用水量。

④結(jié)合以上資料，規(guī)劃方案，設(shè)計(jì)給水管網(wǎng)系統(tǒng)。規(guī)劃水廠、泵站等。編制施工文件。

⑤建立給水管網(wǎng)系統(tǒng)模型。城市給水管網(wǎng)系統(tǒng)復(fù)雜，規(guī)模大。為了解決實(shí)際施工，使用中存在的問(wèn)題，可先建立模型，簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng)。不斷去優(yōu)化給水管網(wǎng)系統(tǒng)。

4 城市老舊給水管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化思考

在實(shí)際規(guī)劃中，我國(guó)大部分城市原有老舊給排水系統(tǒng)往往都不滿足城市大規(guī)模快速發(fā)展，老舊給水管網(wǎng)系統(tǒng)暴露出給水水壓不足、管道漏水、管道損壞等問(wèn)題，這就涉及原有給水管網(wǎng)系統(tǒng)改進(jìn)優(yōu)化。

4.1 城市老舊給水管網(wǎng)系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題

①綜合供水能力不足，不能滿足主要用水企業(yè)生產(chǎn)和人民生活需要。

②單一供水廠已無(wú)法滿足城市用水需求。

③給水系統(tǒng)干線水壓不足或過(guò)大，整個(gè)給水系統(tǒng)缺少泵站（減壓站）。

④給水系統(tǒng)支線管道老舊失修，出現(xiàn)漏水問(wèn)題。

⑤部分樓房室外消防管道欠缺，部分街道消防栓欠缺。

4.2 城市給水管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)重點(diǎn)

①注意城市所在地形，找準(zhǔn)供水方便、供水水源足，供水水質(zhì)滿足生活生產(chǎn)需要的水源地，建立水廠。

②根據(jù)城市與水源地地勢(shì)類型，與水廠距離，重新設(shè)置給水管網(wǎng)系統(tǒng)類型。

③根據(jù)水源地與水廠再到城市的距離、高差等，城市實(shí)際水壓需求，建立多個(gè)泵站（減壓站），必要時(shí)下設(shè)多個(gè)二級(jí)泵站（減壓站）。

④設(shè)計(jì)主給水管道路線，主給水管道的材質(zhì)、內(nèi)徑、使用年限。

⑤設(shè)計(jì)給水管道支線，支線遍布各個(gè)生產(chǎn)單位、用戶。確保檢修方便，供水水壓大，水量足，水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

⑥結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)劃原則，城市概況，城市未來(lái)發(fā)展等，確立給水管網(wǎng)系統(tǒng)使用年限。

5 結(jié)語(yǔ)

本文主要研究了城市給水管網(wǎng)系統(tǒng)的類型，城市給水管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)重點(diǎn)。列舉了我國(guó)給水系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題，并提供解決方案（優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)）。給水管網(wǎng)是一座城市開(kāi)展生活生產(chǎn)的最基礎(chǔ)也是最核心的系統(tǒng)。為了給水系統(tǒng)能更好節(jié)省損耗，達(dá)到城市用水需求，就必須做好給水系統(tǒng)的研究與規(guī)劃，才能為未來(lái)給水管網(wǎng)系統(tǒng)的施工與后期維護(hù)夯實(shí)基礎(chǔ)。