給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)及平差計(jì)算中應(yīng)注意的問(wèn)題

尹鴻宇

摘要： 針對(duì)市政給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)及平差計(jì)算進(jìn)行探討，通過(guò)具體分析了解給水管網(wǎng)規(guī)劃過(guò)程中的設(shè)計(jì) 原則及計(jì)算理論，為進(jìn)一步完善市政給水部分的設(shè)計(jì)提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞： 規(guī)劃;給水管網(wǎng);平差計(jì)算

【中圖分類號(hào)】TU991.11【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1674-3733（2020）15-0276-01

引言：隨著這幾年城市建設(shè)范圍的擴(kuò)大、建設(shè)速度的加快，給水工程等基礎(chǔ)設(shè)施的配套，是影 響城市可持續(xù)發(fā)展、增強(qiáng)城市活力和吸引力的重要因素。規(guī)劃統(tǒng)領(lǐng)全局，為提高城區(qū)供水的 可靠性，保證供水水質(zhì)安全，合理利用水資源，優(yōu)化布置供水設(shè)施，城市建設(shè)需要一個(gè)合理 科學(xué)、指導(dǎo)供水發(fā)展的設(shè)計(jì)及規(guī)劃

1給水系統(tǒng)規(guī)劃

新時(shí)期，由于城市規(guī)模的擴(kuò)大，人口的增多，水資源需求量 在增加。而城市要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，給水管網(wǎng)要向著綠色、節(jié) 能、環(huán)保的方向發(fā)展。城市給水管網(wǎng)規(guī)劃管理要從宏觀保證規(guī) 劃的科學(xué)合理，以確保水資源的高效利用。城市給水管網(wǎng)規(guī)劃 管理具有一定的復(fù)雜性，需要以科學(xué)理論為指導(dǎo)，構(gòu)建出合理 的水系統(tǒng)的框架，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)規(guī)劃的優(yōu)化，規(guī)劃應(yīng)包含以下內(nèi)容：（1）確定用水量標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)測(cè)城市用水量，對(duì)水資源與城市用水量供需平衡進(jìn)行分 析;（2）選定城市給水水源和取水位置;（3）確定供水水質(zhì) 目標(biāo)，選定水廠位置和水處理基本工藝流程;（4）確定集中 供水、分區(qū)供水方式，確定加壓泵站、高位水池（水塔）位 置、標(biāo)高、容量;（5）確定輸配水管道走向、管徑，按照最 高流量、事故流量等進(jìn)行計(jì)算校核;（6）確定輸配水管道管 材、提出跨越河道和障礙物方法;（7）對(duì)規(guī)劃涉及內(nèi)容進(jìn)行 工程投資匡算，預(yù)測(cè)工程效益;（8）提出水資源保護(hù)以及開(kāi) 源節(jié)流的要求和措施;（9）對(duì)總體規(guī)劃或?qū)I(yè)規(guī)劃作出評(píng)價(jià)，提出詳細(xì)規(guī)劃修改理由。

2給水管網(wǎng)布置

城市給水管網(wǎng)的布置應(yīng)遵循以下原則：（1）按照城市規(guī)劃平面布置管網(wǎng)，充分考慮給水系統(tǒng)分期建設(shè)的可能，并留有發(fā)展余地;（2） 管網(wǎng)布置必須保證供水安全可靠，當(dāng)局部管網(wǎng)發(fā)生事故時(shí)，斷水影響范圍應(yīng)減少到最小;（3）管線應(yīng)遍布在整個(gè)給水區(qū) 內(nèi)，保證用戶有足夠的水量和水壓;（4）力求以最短的距離 敷設(shè)管線，以降低管網(wǎng)造價(jià)和供水運(yùn)行費(fèi)用。

3管網(wǎng)計(jì)算方法及原理

城市給水管網(wǎng)按照最高日最高時(shí)供水量計(jì)算，據(jù)此求出 所有管段的直徑、水頭損失、水泵揚(yáng)程和水塔高度（當(dāng)設(shè)置 水塔或高位水池時(shí)），并分別按下列 3 種工況和要求進(jìn)行校 核：（1）發(fā)生消防時(shí)的流量和消防水壓的要求;（2）最大轉(zhuǎn) 輸時(shí)的流量和水壓要求;（3）最不利管段發(fā)生故障時(shí)的事故，。針對(duì)控制性詳細(xì)規(guī)劃中市政給水規(guī) 劃的要求，我們重點(diǎn)分析給水管網(wǎng)中的水力計(jì)算幾種工況校核

3.1管網(wǎng)校核，到底是校核什么？

由于我們?cè)O(shè)計(jì)管網(wǎng)的時(shí)候是以“高日高時(shí)工況”下的管網(wǎng)用水情況去設(shè)計(jì)、計(jì)算的管網(wǎng)。但是管網(wǎng)并不一直是在“高日高時(shí)工況”下工作。誠(chéng)然，對(duì)于用戶正常用水，“高日高時(shí)工況”確實(shí)是一個(gè)“最不利工況”，滿足了此最不利工況，其他更有利的管網(wǎng)用水工況，輸配水系統(tǒng)必然能夠勝任。但是，有一些特殊工況（比如非用戶正常用水、為非用戶的節(jié)點(diǎn)供水）確實(shí)存在，因此，我們需要校核輸配水系統(tǒng)在這些特殊工況下是否依然能夠在滿足人們提出的要求下工作！

3.1.1消防時(shí)的特殊工況

此工況的要求（特點(diǎn)）：管網(wǎng)中各用水節(jié)點(diǎn)在能達(dá)到高日高時(shí)工況時(shí)的節(jié)點(diǎn)流量，除此之外，發(fā)生火災(zāi)的節(jié)點(diǎn)處，還需額外疊加一個(gè)消防流量;管網(wǎng)中各用水節(jié)點(diǎn)的服務(wù)水頭都須≥10m（換句話說(shuō)，在消防這種工況下的管網(wǎng)控制點(diǎn)的服務(wù)水頭為10m）。顯然，火災(zāi)發(fā)生的地點(diǎn)具有隨意性。我們必須保證在管網(wǎng)任意節(jié)點(diǎn)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，均能滿足前述要求。于是，又運(yùn)用“最不利情形”原則，將火災(zāi)設(shè)在管網(wǎng)中較不利的節(jié)點(diǎn)處。在這些節(jié)點(diǎn)發(fā)生火災(zāi)時(shí)能滿足前述要求的話，其他節(jié)點(diǎn)顯然更能滿足要求。

3.1.2最大轉(zhuǎn)輸時(shí)的特殊工況

說(shuō)明：此校核僅針對(duì)管網(wǎng)中設(shè)置（網(wǎng)中、網(wǎng)后）水塔或高位水池時(shí)，否則，不存在此項(xiàng)校核。分析：只要泵站供水量大于管網(wǎng)用水量，多余的流量即會(huì)通過(guò)管網(wǎng)轉(zhuǎn)數(shù)至水塔。我們需要校核所設(shè)計(jì)輸配系統(tǒng)能否在轉(zhuǎn)輸工況時(shí)將水打入水塔;或者說(shuō)，假定水能夠打入水塔，校核水泵能否滿足此工況下的揚(yáng)程。轉(zhuǎn)輸流量有大有小，我們要校核轉(zhuǎn)輸，按“最不利情形”原則，校核“最大轉(zhuǎn)輸工況”即可。

此工況的要求（特點(diǎn)）：管網(wǎng)中各用水節(jié)點(diǎn)并不是高日高時(shí)工況下的節(jié)點(diǎn)流量，為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，各節(jié)點(diǎn)的流量進(jìn)行等比例縮?。ū壤禂?shù)為此時(shí)管網(wǎng)總用水量占高日高時(shí)工況下管網(wǎng)總用水量的比例）。水壓要求為，保證水能打入水塔（不管用戶節(jié)點(diǎn)，也不需要管用戶節(jié)點(diǎn)，因其必然滿足）。設(shè)泵站運(yùn)行時(shí)一天24個(gè)小時(shí)供水量分別為P1、P2、…、P24;管網(wǎng)一天24個(gè)用水量分別為Q1、Q2、……、Q24。計(jì)算“Pi-Qi”中最大值，該時(shí)即為最大轉(zhuǎn)輸時(shí)。

3.1.3事故校核

說(shuō)明：所謂管網(wǎng)的事故工況即為管網(wǎng)中某管段斷水的工況。此工況的要求（特點(diǎn)）：管網(wǎng)此時(shí)的總用水量能滿足高日高時(shí)管網(wǎng)總用水量的70%即可，也即是管網(wǎng)中所有節(jié)點(diǎn)滿足高日高時(shí)工況下其節(jié)點(diǎn)流量的70%;對(duì)于節(jié)點(diǎn)的水壓要求，要保證正常用水時(shí)的水壓，也即此時(shí)控制點(diǎn)的服務(wù)水頭就是之前設(shè)計(jì)管網(wǎng)時(shí)的服務(wù)水頭。分析：顯然，管網(wǎng)中任意管段均有可能事故折斷，發(fā)生所有這些事故時(shí)，輸配系統(tǒng)均要滿足前述要求。按“最不利情形”原則，我們就假定對(duì)管網(wǎng)影響最大的那個(gè)管段折斷，此時(shí)若能滿足事故要求，那么其他不重要的管段折斷時(shí)，更能滿足事故要求。一般有，管網(wǎng)起端的管段的流量較大，因此其管徑更大，若這樣的管段折斷，顯然對(duì)管網(wǎng)的影響更大。

4至此整個(gè)給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)平差核心工作已完成。

總結(jié)：給水工程是城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，因此，給水工程的設(shè)計(jì)關(guān)系著城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的可靠性及完善性，與 人民的生活和發(fā)展息息相關(guān)。對(duì)城鎮(zhèn)的建設(shè) 起指導(dǎo)作用，完善并設(shè)計(jì)好市政給水管網(wǎng)規(guī)劃是做好設(shè)計(jì)的必要條件。本文對(duì)給水管網(wǎng)規(guī)劃及計(jì)算進(jìn)行了探討，分析管網(wǎng)計(jì)算中平差原理，給以后市政給水 管網(wǎng)的設(shè)計(jì)提供參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]嚴(yán)煦世，范瑾初，許保久.給水工程[M].4版.中國(guó)建筑 工業(yè)出版社，2009：124.

楊煜祥 控規(guī)中給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)及平差計(jì)算的應(yīng)用.城鄉(xiāng)規(guī)劃 2016（6）：55.