市政給排水設計中的輸水方式研究及管網(wǎng)分區(qū)優(yōu)化探討

彭紹宜

摘要：給排水工程是城市基礎工程，關系到人們的日常生活用水。城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，城市居民人數(shù)大規(guī)模上漲，增加了市政給排水工程的運行負荷，導致市政給排水工程供水不足、水資源分配不均等問題，嚴重影響到居民正常的生活、生產(chǎn)。因此，需要對市政給排水工程管網(wǎng)進行優(yōu)化，提高市政給排水工程管網(wǎng)運行效率，滿足居民用水需求。本文分析了壓力流輸水方式、重力型輸水方式、融合型輸水方式三種常見的輸水方式，以及市政給排水工程的管網(wǎng)分區(qū)優(yōu)化方案，希望可以提高市政給排水工程管網(wǎng)運行水平。

關鍵詞：市政給排水工程;輸水方式;管網(wǎng)分區(qū)優(yōu)化

輸水方式和管網(wǎng)分區(qū)是市政給排水工程設計的重要內容，影響到市政給排水工程造價和運行穩(wěn)定性。在實踐過程中，一些設計單位在設計過程中，沒有綜合考慮城市人口增長速度和城市建設發(fā)展，導致市政給排水工程無法滿足城市居民用水、排水需求，導致城市供水緊張或者城市排水不當，導致城市內澇現(xiàn)象，城市給排水工程已經(jīng)成為城市發(fā)展的瓶頸。因此，市政給排水工程設計單位在設計的時候，需要綜合考慮到各個方面的因素，確保給排水管網(wǎng)分布的科學性和合理性，減少市政給排水工程的能耗，提高市政給排水工程的經(jīng)濟效益和社會效益。

1 市政給排水設計中的輸水方式

市政給排水中的輸水方式需要根據(jù)水資源的分布規(guī)律以及城市用水特點進行考慮。常見的輸水方式有壓力流輸水方式、重力型輸水方式、融合型輸水方式，這些輸水方式往往根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況確定。

1.1 壓力流輸水方式

壓力流輸水方式是在輸水過程中對水源進行加壓，將水資源輸送到指定位置。因此，這種輸水方式需要在水資源附近增加加壓設備，并根據(jù)區(qū)域用水量確定實際輸水量、增加壓力。在輸水過程中，還要綜合考慮管材，以及當?shù)氐匦苇h(huán)境對管材的影響，確保管材可以滿足水壓荷載和環(huán)境影響[1]。

1.2 重力型輸水方式

重力型輸水方式是根據(jù)水力重力流動的原理進行輸水。重力型輸水方式可以分為無壓流輸水方式和承壓流輸水方式兩種，無壓流輸水方式是輸送水的過程中不產(chǎn)生水壓，是利用自然環(huán)境進行輸送，輸水過程中的流速取決于地勢的陡峭、地形的坡度。無水壓輸水方式供水目的地主要是水庫或者蓄水池;承壓流輸水方式在供水過程中需要流經(jīng)暗管，并在管道內形成壓力，壓力大小根據(jù)輸送管道的長短確定，這種輸水方式輸送過程中產(chǎn)生的水壓比較大，一般直接用于城市供水管網(wǎng)或者高層建筑供水。重力型輸水方式充分利用地勢、成本低、操作簡單，是最佳的輸水方式，但是受到地勢影響比較大，只能在地勢高差比較大的地方供水，具有一定的局限性[2]。

1.3 融合型輸水方式

融合型輸水方式指在供水過程中將壓力流輸水方式和重力型輸水方式結合起來，在一些地形比較復雜的水源附近，單純的一種輸水方式無法滿足供水要求的時候，需要將兩種供水方式結合起來，根據(jù)實際地形地貌選擇合適的輸水方式，提高輸水效率。

在選擇市政給排水工程的輸水方式時，需要考慮到輸水的地形地貌和水源條件，在確定輸水方式之前，需要確定水源的位置、供水距離和位置、供水的流量和水位等信息。如果確定供水區(qū)域在山區(qū)，則可以充分利用當?shù)氐牡貏荩捎弥亓π洼斔绞?，降低輸水成本。輸水管道管徑需要結合輸水量進行選擇，如果重力型輸水方式存在的高差比較大，則需要設置減壓閥或者跌水井，以免高差比較大，增加了管道的壓差。在設計輸水方式的時候，還有對比各種輸水方式的經(jīng)濟參數(shù)指標和技術參數(shù)指標，確保給排水工程的經(jīng)濟性和技術性[3]。

2 市政給排水工程的管網(wǎng)分區(qū)優(yōu)化

管網(wǎng)分區(qū)是市政給排水工程設計的重點和難點，通過管網(wǎng)分區(qū)，可以實現(xiàn)城市供水分區(qū)、區(qū)域化供水管理，提高給排水工程運行效率。市政給排水工程管網(wǎng)分區(qū)步驟如下：

2.1 確定階層數(shù)

市政給排水工程管網(wǎng)分區(qū)的首要工作是確定給排水工程的階層數(shù)，明確階層數(shù)才能提高給排水工程的運行效率。目前我國市政給排水工程管網(wǎng)分區(qū)大部分采用兩層系統(tǒng)，第一層階層主要是為了保證各個供水區(qū)域劃分的合理性，滿足各個區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展所需水資源和排水量;第二階層主要對劃分各個區(qū)域存在的問題進行調整，增加區(qū)域供水壓力、減少各分區(qū)漏水量等措施，提升整個給排水工程的運行效率[4]。

2.2 合理劃分各區(qū)域的供水規(guī)模

城市各個區(qū)域的經(jīng)濟總量、人口數(shù)量、行政面積各不相同，對用水需求也有一定的差異。城市中心區(qū)域的人口數(shù)量多、建筑密集，需水量遠遠大于城市郊區(qū)，因此在設計的時候，需要合理劃分各個區(qū)域的供水規(guī)模，確保水源地到各個接入網(wǎng)點的水壓平衡，減少輸水過程中意外事故的發(fā)生。市政給排水工程管網(wǎng)分區(qū)劃分的基本原則是滿足各個區(qū)域人民的需水量，并合理控制各個區(qū)域的水壓，確保供水地到目的地的水壓達到居民用水的要求，以免造成水壓不足，高層建筑的住戶水壓不足，居民無法正常用水。市政管網(wǎng)的給水管網(wǎng)壓力一般在0.2—0.4MPa之間，通過分區(qū)供水，可以減少二次加壓能耗，降低輸水過程中的損耗。劃分各管網(wǎng)分區(qū)的供水規(guī)模需要綜合考慮到人口密度、水頭損失、水質條件以及進水地點等要素，確保供水系統(tǒng)可以滿足城市各個區(qū)域的用水量[5]。

2.3 確定進水點數(shù)量和位置

市政給排水工程管網(wǎng)分區(qū)設計過程中，還要重點考慮進水點數(shù)量和位置，確保各區(qū)域用水需求。一般情況下，進水管的水壓控制點和位置為單點進水時最佳，但是考慮到用水安全性，需要設置多點進水位置，以免造成一處進水點出現(xiàn)事故，影響到正常的供水。區(qū)域范圍比較小的進水點數(shù)量設置為2個，一個正常使用，另外一個備用，一旦發(fā)生突發(fā)事故，可以啟動備用進水點。進水點位置需要根據(jù)區(qū)域居民用水情況，選擇合適的位置，滿足區(qū)域范圍的用水需求。在設計過程中，可以利用計算機仿真軟件，綜合區(qū)域范圍內的人口數(shù)量、建筑密度進行模擬，得到相對真實的數(shù)據(jù)，確保管網(wǎng)分區(qū)的進水點數(shù)量和位置滿足區(qū)域居民用水需求。

2.4 優(yōu)化管網(wǎng)分區(qū)方案

確定管網(wǎng)分區(qū)的階層數(shù)、區(qū)域供水規(guī)模，進水點數(shù)量和位置后，還需要對管網(wǎng)分區(qū)方案進一步優(yōu)化，檢查管網(wǎng)分區(qū)方案是否合理，市政給排水工程的水壓、水位、管徑大小等是否符合要求。管網(wǎng)分區(qū)方案設計過程中，可以利用計算機仿真技術模擬真實的市政給排水工程運行情況，從而及時發(fā)現(xiàn)市政給排水管網(wǎng)分區(qū)方案存在水壓不足、水耗比較大等問題，并進一步進行優(yōu)化，確保管網(wǎng)分區(qū)方案可以符合實際市政給排水系統(tǒng)的運行要求，降低市政給排水系統(tǒng)運行故障。

3 結語

市政給排水工程作為城市基礎工程，關系到城市居民正常的生活生產(chǎn)。輸水方式的選擇必須結合市政給排水工程施工區(qū)域的地形地貌、水源、水位等因素，選擇合適的輸水方式。同時根據(jù)當?shù)氐慕?jīng)濟水平、人口數(shù)量對市政給排水管網(wǎng)進行分區(qū)，滿足各個區(qū)域居民用水需求。

參考文獻：

[1]陶丹.市政給排水設計中輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)探討[J].商品與質量，2019，（19）：240-241.

[2]鄭燁.市政給排水設計環(huán)節(jié)輸水方式與管網(wǎng)分區(qū)的研究[J].建材發(fā)展導向（上），2018，16（11）：396-396.

[3]王丹.市政給排水設計中輸水方式的選擇及管網(wǎng)分析[J].智能城市，2019，5（6）：22-23.

[4]劉海波.優(yōu)化市政給排水設計中輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)[J].建筑工程技術與設計，2018，（27）：1700-1700.

[5]秦玥寧.市政給排水設計中輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)研究[J].建筑與裝飾，2019，（17）：115-116.