試論市政給水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)

仇植

安徽省城建設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司 安徽 合肥 230041

引言

在城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展突飛猛進(jìn)的今天，城市中不僅涌入了大量人口，而且各行各業(yè)也迎來(lái)了爆發(fā)式的增長(zhǎng)。為了滿足各個(gè)行業(yè)以及城市居民的用水需求，市政給水工程成為了市政建設(shè)工作中的重要一環(huán)。對(duì)于市政給水設(shè)計(jì)工作而言，給水設(shè)計(jì)工作水平的高低，無(wú)疑與輸水方式選擇以及管網(wǎng)分區(qū)有著密切聯(lián)系。所以，為了提升市政給水設(shè)計(jì)工作質(zhì)量，需要市政給水設(shè)計(jì)人員從輸水方式選擇與管網(wǎng)分區(qū)方面下功夫，選擇符合城市特點(diǎn)的輸水方式與管網(wǎng)分區(qū)方案，不斷提升市政給水設(shè)計(jì)質(zhì)量，確保水資源可以在城市發(fā)展中得到高效利用。

1 科學(xué)選擇輸水方式與管網(wǎng)分區(qū)方案的重要性

眾所周知，作為市政給水工程工作中重要的一環(huán)，市政給水設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)市政給水工程最終的運(yùn)行質(zhì)量有著決定性的影響。在市政給水設(shè)計(jì)工作中，輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)是其中關(guān)鍵的組成部分，如果輸水方式與管網(wǎng)分區(qū)設(shè)計(jì)的不夠科學(xué)，不僅會(huì)影響水資源的利用效率，而且也會(huì)增加給水工程的造價(jià)成本，從而會(huì)直接影響給水企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。除此之外，隨著我國(guó)對(duì)于水資源保護(hù)工作的越加關(guān)注，節(jié)水、節(jié)能成為考察給水設(shè)計(jì)工作好壞的重要指標(biāo)。因此，面對(duì)越來(lái)越繁雜的市政給水工作要求，市政給水設(shè)計(jì)人員應(yīng)從環(huán)保角度入手，在保證市政給水系統(tǒng)可以穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，最大限度降低市政給水工程的能耗，杜絕水資源浪費(fèi)現(xiàn)象發(fā)生，不斷提升水資源的利用效率，確保市政給水工程可以高質(zhì)量運(yùn)行[1]。

2 市政給水設(shè)計(jì)中的輸水方式選擇

2.1 輸水方式的分類

在城市規(guī)模不斷擴(kuò)大的今天，市政給水系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年演變變得十分龐大且復(fù)雜。因此，選用科學(xué)、合理的輸水方式，給水系統(tǒng)才會(huì)得到更好的管理與維護(hù)。我國(guó)國(guó)土面積遼闊，不同城市的給水特點(diǎn)以及地理?xiàng)l件存在差異，所以在給水設(shè)計(jì)工作中，需要以城市用水需求為基礎(chǔ)，選用最合理的輸水方式，從而使整個(gè)城市的給水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。目前，常見(jiàn)的輸水方式有壓力輸水、重力輸水以及混合輸水三種方式。

2.1.1 壓力輸水。在絕大部分的市政給水系統(tǒng)中，壓力流輸水是市政給水系統(tǒng)中最常見(jiàn)的輸水方式。所謂壓力流輸水，指的是在一定壓力的作用下，水在給水管道中會(huì)流動(dòng)至出水口，從而實(shí)現(xiàn)水資源在市政管道中的輸送任務(wù)。如要選用壓力流輸水方式，需要將加壓設(shè)施修建在水源附近區(qū)域，并要根據(jù)城市給水特點(diǎn)合理設(shè)定水壓大小，確保水資源可以源源不斷地得到輸送，提升給水系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。與此同時(shí)，由于管道中存在一定壓力，在輸水過(guò)程中難免會(huì)對(duì)管道運(yùn)行的可靠性產(chǎn)生影響，所以為了提升輸水過(guò)程的安全性與穩(wěn)定性，管道的選材以及規(guī)格的選取是給水設(shè)計(jì)中應(yīng)予以重點(diǎn)考慮的事項(xiàng)。

2.1.2 重力輸水。在設(shè)計(jì)市政給水系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)城市的地理?xiàng)l件進(jìn)行充分考慮，如果水源地的地勢(shì)比較高，則可考慮利用重力實(shí)現(xiàn)輸水工作。重力流輸水的原理是將水資源的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，從而完成水資源的輸送工作。需注意的是，水源地必須處于高地勢(shì)環(huán)境下，才可選用重力流輸水方式。

2.1.3 混合輸水?；旌狭鬏斔绞酵瑯邮鞘姓o水設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的輸水方式。所謂混合流輸水，指的是在重力以及壓力作用下，實(shí)現(xiàn)水源在管道中輸送的任務(wù)。在市政給水設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)市政給水系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行深入了解，同時(shí)也要認(rèn)真勘探水源區(qū)域的地勢(shì)特點(diǎn)，從而制定出合理的混合流輸水方案。

2.2 輸水方式的選擇

在選擇輸水方式過(guò)程中，相關(guān)人員不僅要對(duì)水源條件進(jìn)行勘測(cè)，而且也要了解當(dāng)?shù)氐牡匦?、地質(zhì)等條件，并要對(duì)供水距離以及供水需求進(jìn)行分析，從而合理選擇輸水方式。對(duì)于山區(qū)城市而言，由于地勢(shì)比較高，所以為了降低輸水能耗，可采用重力流輸水方式進(jìn)行給水，并且也可大幅度減少管道長(zhǎng)度，有助于縮減給水工程的投資成本。在確定輸水管徑前，設(shè)計(jì)人員要計(jì)算出輸水的最大流量，在保證城市用水需求的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地對(duì)輸水管道規(guī)格進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。另外，為了提升重力流輸水的穩(wěn)定性，如果地勢(shì)高低存在較大差異，可在減壓閥安放在給水管道的合適位置，降低重力對(duì)給水管道的沖擊。最后，經(jīng)濟(jì)性是輸水方式選擇不可忽略的問(wèn)題，綜合比較三種輸水方式的優(yōu)劣，從中選擇出最優(yōu)的輸水方式。

3 市政給水設(shè)計(jì)中管網(wǎng)分區(qū)

所謂管網(wǎng)分區(qū)，指的是按照相關(guān)原則科學(xué)、合理地對(duì)給水管網(wǎng)進(jìn)行劃分，使每個(gè)區(qū)域可以相互獨(dú)立，降低給水管理工作的難度?？傊侠淼剡M(jìn)行管網(wǎng)分區(qū)，不僅可提升水資源的利用效率，而且也有助于提升給水企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[2]。

3.1 網(wǎng)管分區(qū)的原則

3.1.1 區(qū)域計(jì)量分區(qū)原則。區(qū)域計(jì)量分區(qū)指的是將閥門(mén)安裝在每個(gè)區(qū)域的給水管當(dāng)中，在閥門(mén)的作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)區(qū)域的水流量進(jìn)行控制。如果區(qū)域內(nèi)的給水管道出現(xiàn)滲水、漏水等問(wèn)題，則可快速定位出現(xiàn)問(wèn)題的區(qū)域，第一時(shí)間將閥門(mén)關(guān)閉，避免水資源浪費(fèi)，方便相關(guān)人員對(duì)管道進(jìn)行檢修與維護(hù)，提升整個(gè)給水管網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.1.2 壓力分區(qū)原則。在管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，由于市政管網(wǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜，不同區(qū)域的水壓壓力存在差異，所以可以水壓壓力不同為原則，實(shí)現(xiàn)對(duì)給水管網(wǎng)的有針對(duì)性分區(qū)。在分區(qū)過(guò)程中，需要對(duì)給水管網(wǎng)的漏水率進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保水管中的壓力與漏水率之間的比值符合標(biāo)準(zhǔn)要求，確保管網(wǎng)的漏水率不因壓力下降而升高，保證給水管網(wǎng)分區(qū)的合理性。

3.1.3 管理分區(qū)原則。在管網(wǎng)分區(qū)工作中，上述兩種管網(wǎng)分區(qū)原則的應(yīng)用十分普遍，并且也極大地提升了管網(wǎng)分區(qū)的合理性。但是，由于我國(guó)各個(gè)城市的給水需求存在差異，加之給水工程難度大、工作強(qiáng)度高，所以為了降低管網(wǎng)管理工作的實(shí)施難度，還可通過(guò)管理分區(qū)原則對(duì)管網(wǎng)實(shí)施分區(qū)。由于城市人口多，區(qū)域面積大，所以可以用區(qū)域?yàn)檫吔缇€，簡(jiǎn)化管網(wǎng)的分區(qū)條件，降低給水管網(wǎng)的管理難度[3]。

3.2 市政給水設(shè)計(jì)中管網(wǎng)分區(qū)方案的確定

3.2.1 選擇區(qū)域系統(tǒng)階層數(shù)。在設(shè)計(jì)市政給水方案時(shí)，為了保證給水系統(tǒng)可以穩(wěn)定工作，需要以城市給水需求為基礎(chǔ)，科學(xué)構(gòu)建區(qū)域系統(tǒng)階層，確保給水設(shè)計(jì)方案符合城市用水要求。通常來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)人員可首先完成第一層系統(tǒng)的構(gòu)建，隨后更改壓力條件或者通過(guò)減漏等方式，完成第二層、第三層系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。研究表明，我國(guó)市政給水管網(wǎng)系統(tǒng)大多采用兩個(gè)層級(jí)的設(shè)計(jì)，所以應(yīng)以城市發(fā)展規(guī)劃為參照，合理構(gòu)建區(qū)域系統(tǒng)階層就顯得特別重要[4]。

3.2.2 確定區(qū)域規(guī)模。在給水管網(wǎng)工作過(guò)程中，水壓是否均衡是給水管網(wǎng)能否正常工作的關(guān)鍵要素。因此，在設(shè)計(jì)管網(wǎng)分區(qū)時(shí)，需要對(duì)分區(qū)水壓進(jìn)行嚴(yán)格控制，最大限度地降低漏水量，確保水資源可以得到有效利用。在分區(qū)供給環(huán)節(jié)中，可通過(guò)控制管道水頭的壓力損失、確定進(jìn)水點(diǎn)位置等方式，最大限度地優(yōu)化供水方式，降低漏水率，既實(shí)現(xiàn)了水資源的最大限度利用，而且也有助于降低給水能耗。另外，在給水設(shè)計(jì)工作時(shí)，為了降低給水成本，可以注重應(yīng)用低壓供水方式，并記錄各個(gè)區(qū)域的管道流量，分析流量數(shù)據(jù)，加大對(duì)管網(wǎng)的維護(hù)頻率，合理控制區(qū)域規(guī)模，提升給水系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.2.3 確定進(jìn)水點(diǎn)數(shù)量與位置。在市政給水設(shè)計(jì)工作中，為了保證給水系統(tǒng)可以安全運(yùn)行，進(jìn)水點(diǎn)數(shù)量、水壓以及管道中液體的流量需要科學(xué)計(jì)算，最大限度降低安全事故發(fā)生概率。在管網(wǎng)分區(qū)時(shí)，為了使水壓可以有效控制，進(jìn)水點(diǎn)數(shù)量可以適當(dāng)減少；反之，如果增加進(jìn)水點(diǎn)，當(dāng)有意外事故發(fā)生時(shí)，進(jìn)水點(diǎn)數(shù)量越多，則整個(gè)給水系統(tǒng)會(huì)更加安全，加快意外事故處理實(shí)際，并且可以高質(zhì)量地給管理管網(wǎng)分區(qū)供水，為給水系統(tǒng)安全運(yùn)行提供重要保障[5]。

3.2.4 確定管網(wǎng)區(qū)域邊界。在管網(wǎng)分區(qū)工作中，可以按照壓力大小或者給水距離等參數(shù)為條件，對(duì)管網(wǎng)區(qū)域邊界進(jìn)行劃分。此外，針對(duì)不同區(qū)域地理?xiàng)l件存在的差異，地勢(shì)高度以及地形等，同樣可以此為基礎(chǔ)對(duì)管網(wǎng)區(qū)域邊界進(jìn)行劃分，使管網(wǎng)區(qū)域邊界劃分更有針對(duì)性，加快管網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題后的處理效率[6]。

3.2.5 優(yōu)化調(diào)整區(qū)域方案。在確定管網(wǎng)分區(qū)方案后，市政部門(mén)應(yīng)組織專業(yè)人員對(duì)管網(wǎng)分區(qū)方案進(jìn)行科學(xué)論證，如有問(wèn)題應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更改。此外，采用模擬演示的方式對(duì)管網(wǎng)分區(qū)方案的運(yùn)行效果進(jìn)行檢驗(yàn)，并不斷地優(yōu)化方案中存在問(wèn)題的地方。在優(yōu)化方案過(guò)程中，注意考慮死水對(duì)整個(gè)管網(wǎng)水質(zhì)的影響，適當(dāng)調(diào)整管網(wǎng)水壓大小，加快末端水源的流動(dòng)頻率，同時(shí)做好排水設(shè)備的安放工作。

3.2.6 分析造價(jià)方案。在確定管網(wǎng)分區(qū)方案前，后期給水工程建設(shè)成本同樣是需要考慮的重要事項(xiàng)。因此，在方案確定前，除了要保證管網(wǎng)分區(qū)方案的合理性外，還需要對(duì)整個(gè)管網(wǎng)工程的造價(jià)進(jìn)行精確計(jì)算，提升資金的使用效率，防止出現(xiàn)資金浪費(fèi)情況[7]。

3.2.7 注重應(yīng)用節(jié)水技術(shù)。在設(shè)計(jì)市政給水工程時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)將節(jié)水理念融入設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，注重采用先進(jìn)的節(jié)水技術(shù)來(lái)提升水資源的利用效率，將可持續(xù)發(fā)展理念切切實(shí)實(shí)地落實(shí)到具體工作之中。在設(shè)計(jì)給水管網(wǎng)時(shí)，加大節(jié)水材料、節(jié)水設(shè)備在給水網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用規(guī)模，同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)蓄水池進(jìn)行升級(jí)改造，避免出現(xiàn)水污染現(xiàn)象，加大可再生能源在給水系統(tǒng)中的利用程度，不僅有助于提升水資源的利用效率，而且也有助于降低給水能耗，使管網(wǎng)分區(qū)更加合理、科學(xué)[8]。

3.2.8 優(yōu)化施工技術(shù)。市政給水系統(tǒng)的建設(shè)期間，不可過(guò)于追求施工進(jìn)度，一般市政給水工程都屬于一個(gè)大項(xiàng)目，必須在保證施工質(zhì)量基礎(chǔ)之上追求施工進(jìn)度。工程項(xiàng)目進(jìn)展期間，相關(guān)人員必須采取有效措施降低工程風(fēng)險(xiǎn)、避免水資源浪費(fèi)問(wèn)題，為了達(dá)到這兩大目標(biāo)，相關(guān)人員必須提高其施工技術(shù)。原因在于施工技術(shù)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的施工質(zhì)量具有直接影響，技術(shù)水平偏低極易引發(fā)工程缺陷，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成某工程項(xiàng)目成為高危工程。首先，門(mén)檻要求便是相關(guān)人員要具有資格證，其技術(shù)資格必須滿足崗位需求，方可確保項(xiàng)目施工質(zhì)量。此外，還要加強(qiáng)管理人員工作方面的管理。管理方作業(yè)人員必須根據(jù)計(jì)劃要求進(jìn)行施工項(xiàng)目的檢查，關(guān)注施工效果，并不斷進(jìn)行修改和解決。充分考慮施工使用設(shè)備的影響，提高關(guān)注度，確保人員安全、設(shè)備使用安全等，避免設(shè)備老化、設(shè)備損壞等引發(fā)事故問(wèn)題。人工挖掘期間，相關(guān)人員必須進(jìn)行施工流程的研究，一旦施工期間出現(xiàn)各類問(wèn)題，相關(guān)人員都要保證高效解決，降低各類影響因素對(duì)工程項(xiàng)目的負(fù)面影響，從而提高給水效率，增大實(shí)際供水能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

由此可見(jiàn)，作為市政系統(tǒng)中重要的組成部分，市政給水系統(tǒng)不僅關(guān)系到民生，而且也與各行各業(yè)發(fā)展有著緊密聯(lián)系。通常來(lái)說(shuō)，輸水方式的選擇以及管網(wǎng)分區(qū)是否合理，直接影響給水系統(tǒng)的工作質(zhì)量。因此，為了提升市政給水系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，有必要對(duì)輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)進(jìn)行深入研究，提升水資源利用效率，避免水資源浪費(fèi)，對(duì)全面提升我國(guó)市政給水設(shè)計(jì)質(zhì)量具有十分重要的意義。