市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)分析

劉 丹，李晶婧，李 薇，李長(zhǎng)寬，張靖怡

（1.水發(fā)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司沈陽(yáng)分公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000；2.中國(guó)華西工程設(shè)計(jì)建設(shè)有限公司遼寧北方分公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000；3.山西眾志誠(chéng)工程設(shè)計(jì)有限公司，山西 太原 030000）

1 市政給水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)

給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是為了保證供水安全、符合城市發(fā)展需求。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。首先，通過(guò)對(duì)給水管網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)布置，對(duì)增壓泵進(jìn)行科學(xué)選配，減少運(yùn)行費(fèi)用，提高供水系統(tǒng)的安全、可靠程度。其次，要強(qiáng)化各地區(qū)管網(wǎng)的連接，建設(shè)大面積的供水網(wǎng)，以滿足不同地區(qū)的應(yīng)急備用需求，以提升城市給水的安全、可靠程度。再次，對(duì)給水管道的管徑進(jìn)行合理的選擇。以城市給水管網(wǎng)為研究對(duì)象，研究城市給水管網(wǎng)的水力特性，提出給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)方案，并結(jié)合城市給水工程的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。最后，加強(qiáng)管網(wǎng)薄弱支出的建設(shè)，充分發(fā)揮管網(wǎng)潛能。運(yùn)用科技手段，通過(guò)對(duì)已有管網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，找到系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，提出針對(duì)性的改造方案，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速更新，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)優(yōu)化，達(dá)到降低漏損水量，提升管網(wǎng)的供水量，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的節(jié)能降耗。

2 管網(wǎng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 管材選擇

在城市建設(shè)的進(jìn)程中，管材性能直接關(guān)系到供水經(jīng)濟(jì)性、可靠性和穩(wěn)定性。因此，在選擇材料時(shí)，必須對(duì)材料的用途及地質(zhì)情況進(jìn)行全面的分析。不論選用何種形式的管材，均應(yīng)在保證滿足供水要求的前提下，提高承壓性、密封性，使其能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)供水，達(dá)到最大限度地減小漏水量、保障輸水能力、減小水頭損失。另外，還要對(duì)管材的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行全面的分析，以達(dá)到在保證供水條件下最大限度地降低經(jīng)濟(jì)投資。在特定的選擇管材過(guò)程中也必須確定管材耐用性[1]。此外，靜音效果亦為評(píng)價(jià)管材的重要依據(jù)。柔性鑄鐵管道一般都有較好的靜音效果，為了有效地防止噪聲傳遞，柔性鑄鐵管道在不同管道間應(yīng)用柔性橡膠密封件。在這種情況下，對(duì)柔性鑄鐵管道進(jìn)行科學(xué)的使用，能有效地實(shí)現(xiàn)靜音效果。目前，我國(guó)最常用的給水管材類型有：復(fù)合管、塑料管、鑄鐵管等。有關(guān)部門(mén)在進(jìn)行具體工作時(shí)，在制定工作方案時(shí)，要結(jié)合自身的實(shí)際，科學(xué)地選取工作方案，保證工作方案的合理性、可靠性。

2.2 管徑確定

在確定管徑時(shí)，既要使管材壓力滿足水壓規(guī)范，又要使能量消耗減少，節(jié)約投資，提高投資效益。另外，在選擇管徑時(shí)，還應(yīng)綜合考慮輸送水量。通常來(lái)說(shuō)，管徑的確定主要有四個(gè)方面：一是公用供水。居住區(qū)用水是城市居民日常生活用水的重要組成部分，所以，全面分析城市居民的生活用水和每日最大變化是十分必要的；二是未預(yù)見(jiàn)水和管道漏水。通常，有關(guān)部門(mén)應(yīng)按每天用水量的最大百分比，進(jìn)行水管泄漏預(yù)測(cè)值的計(jì)算，并按照工程設(shè)計(jì)的需要，進(jìn)行合理的估算與決策[2]；三是用于綠化和道路的噴灑?？傮w而言，城市綠化與道路的耗水量要綜合考慮各種因素，如土地、植被、氣候等；四是工業(yè)用水。在現(xiàn)代城市里，工業(yè)用水以工人們的生活、生產(chǎn)用水為主。因此，要對(duì)這一地區(qū)的用水量進(jìn)行全面的分析，并對(duì)其產(chǎn)業(yè)特征進(jìn)行分析。

2.3 抗震性設(shè)計(jì)

由于給水管網(wǎng)通常鋪設(shè)于地下，因此在地震時(shí)會(huì)對(duì)給水管網(wǎng)產(chǎn)生較大的破壞，從而影響到城市居民的生活用水及工業(yè)污水的排放。如果得不到及時(shí)的維修，就會(huì)造成城市生活無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。為此，設(shè)計(jì)者必須進(jìn)行給水管網(wǎng)的抗震設(shè)計(jì)，根據(jù)已有的工程實(shí)踐，對(duì)市政給水管網(wǎng)進(jìn)行整體規(guī)劃，并根據(jù)震害情況，加強(qiáng)給水管網(wǎng)的抗?jié)B措施。首先，設(shè)計(jì)者必須對(duì)該地區(qū)的真實(shí)地質(zhì)情況及地震效應(yīng)進(jìn)行全面的分析，運(yùn)用現(xiàn)代的工程判別方法對(duì)該地區(qū)的優(yōu)劣地段進(jìn)行合理的劃分。在可能的情況下，應(yīng)該選擇合適的地點(diǎn)進(jìn)行施工。若最后認(rèn)定地震震害是不可避免的，就必須以管道設(shè)計(jì)為依據(jù)，采取合理的抗震建設(shè)。另外，在滿足有關(guān)規(guī)范要求的前提下，盡量使管網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最優(yōu)，以保證管網(wǎng)的建設(shè)與實(shí)際連通高度一致。因此，保證管材的質(zhì)量是保證給水管道工作順利進(jìn)行的前提。在保證管材質(zhì)量的前提下，應(yīng)達(dá)到總體抗震設(shè)計(jì)的要求。

2.4 管線布置

在對(duì)管線進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)的時(shí)候，有關(guān)人員要對(duì)城市道路結(jié)構(gòu)、自然環(huán)境以及其他管線的布置有充分的認(rèn)識(shí)，以防止給水管線與其他管線發(fā)生交叉，也要避免對(duì)路面和附屬設(shè)施造成破壞。在建設(shè)過(guò)程中，建設(shè)單位要盡量減少施工路程，盡量避免穿越建筑，盡量在道路外側(cè)鋪設(shè)管線，以保證工程投資的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，為了保證今后對(duì)受損管線的合理、有效的維修，必須結(jié)合既有道路、既有規(guī)劃，科學(xué)地規(guī)劃、設(shè)計(jì)管線。在工程實(shí)踐中，還應(yīng)注意避免發(fā)生震害的地點(diǎn)，充分發(fā)揮水位高低差異，采用大負(fù)荷的運(yùn)輸方式，同時(shí)采取近期和分期建設(shè)的方式。在進(jìn)行給水管網(wǎng)的精細(xì)布置時(shí)，要保證給水管網(wǎng)的總體設(shè)計(jì)，同時(shí)要保證給水管網(wǎng)的布置位置與用水量都是最佳的[3]。公路中干管的合理布置，要求管網(wǎng)與管道的合理銜接。最后，當(dāng)在消防栓與用戶之間進(jìn)行用水合理分配時(shí)，配水管的直徑應(yīng)該設(shè)定在15cm～20cm 之間。

2.5 接口設(shè)計(jì)

在給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，管道接口的易用性、耐腐蝕性能以及連接件的強(qiáng)度，都是決定給水管網(wǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。在具體的給水管網(wǎng)施工中，如何合理地進(jìn)行接口設(shè)計(jì)，對(duì)保證給水管網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)起著至關(guān)重要的作用。一般情況下，管道接口有兩種：柔性和剛性。承插式管道通常為剛性接口，并需以水泥或石棉等粘性較強(qiáng)的材料作密封。但在此過(guò)程中，剛性接觸面受彎性能一般不佳，受外力作用時(shí)極易產(chǎn)生開(kāi)裂，造成滲漏。這就要求施工人員對(duì)柔性接口的科學(xué)運(yùn)用，一般采用器型橡膠圈來(lái)實(shí)現(xiàn)接口的密封。柔性接口的抗震性能較為科學(xué)，可進(jìn)一步加快施工速度。不論采用何種密封工藝，有關(guān)人員均應(yīng)對(duì)工程中的具體情況進(jìn)行充分的分析，以保證接口設(shè)計(jì)符合工程實(shí)際。

3 市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

3.1 缺少合理的設(shè)計(jì)方案

在城市給水管網(wǎng)的建設(shè)中，以設(shè)計(jì)圖為指導(dǎo)，要保證設(shè)計(jì)成果的精確性。反之，就會(huì)因其結(jié)構(gòu)的不合理而產(chǎn)生的施工問(wèn)題，將直接影響到給水管網(wǎng)的建設(shè)質(zhì)量。究其原因，一是由于設(shè)計(jì)者沒(méi)有充分了解該地區(qū)的地質(zhì)情況，不了解該地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施；二是設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)之初未充分考慮到環(huán)境因素，設(shè)計(jì)方案的可操作性不高，從而造成了工程不能順利實(shí)施，也就造成了工程中極易發(fā)生滲漏等問(wèn)題。目前市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題有一部分是因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員的職業(yè)操守和技術(shù)水平不高，造成了供水管網(wǎng)設(shè)計(jì)不科學(xué)。

3.2 水資源規(guī)劃不到位

若沒(méi)有妥善的規(guī)劃計(jì)劃，地下水的開(kāi)發(fā)開(kāi)采就是困難的。這不但影響了整個(gè)采掘工作的效率，也阻礙了給水管網(wǎng)的正常運(yùn)作，市政給水管網(wǎng)的建設(shè)，不僅使給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜，也使給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)工作面臨著很大的壓力與挑戰(zhàn)[4]。

3.3 供水能力欠缺

在我國(guó)，以自來(lái)水為主體的生活用水是改善人民生活質(zhì)量的先決條件。但是，城市給水管網(wǎng)中，由于給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)得不合理，常常會(huì)造成供水量的短缺，給人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)很大的不便，同時(shí)也嚴(yán)重地影響了城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。不但沒(méi)有自來(lái)水，還缺乏水資源。在居民家里，水管連接到給水系統(tǒng)上，但是，因?yàn)椴糠謽菍犹呋蛘呔嚯x太遠(yuǎn)，所以不能終日供應(yīng)水，一旦到了午后或傍晚，水供應(yīng)不足，供水管線也就形同虛設(shè)，很難保證居民日常生活的需要。究其原因，主要在于給水管網(wǎng)在設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)了一些問(wèn)題。

4 提升市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)質(zhì)量的策略

4.1 加強(qiáng)科學(xué)設(shè)計(jì)理念的推廣

給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)是城市規(guī)劃中的一個(gè)重要組成部分，從目前我國(guó)城市建設(shè)的情況來(lái)看，給水管網(wǎng)在設(shè)計(jì)上都有一定的問(wèn)題，這種問(wèn)題不僅會(huì)對(duì)城市的正常運(yùn)營(yíng)造成很大的隱患，還會(huì)對(duì)市政的整體規(guī)劃與建設(shè)造成很大的影響。近40 年來(lái)，中國(guó)城市化發(fā)展速度較快，效率較高，這多虧了國(guó)家的大力扶持。但是，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，市政給水管網(wǎng)已無(wú)法與之相適應(yīng)，造成當(dāng)前市政給水管網(wǎng)被迫進(jìn)行維護(hù)和改造。在市政給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該吸取國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)其進(jìn)行取長(zhǎng)補(bǔ)短，并進(jìn)行歸納、推廣，使之更符合現(xiàn)實(shí)需要。隨著科技的不斷進(jìn)步，管材的種類越來(lái)越多，其性能、用途也越來(lái)越廣泛。因此，在市政給水管網(wǎng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)中，需要對(duì)其性能、安裝工藝、承壓能力、環(huán)剛度等方面進(jìn)行全面的研究，選擇合適的地點(diǎn)，選擇合適的材料，從而保證給水管網(wǎng)的質(zhì)量與使用壽命。另外，伴隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，許多高科技技術(shù)的應(yīng)用也在不斷地被運(yùn)用。在給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)上，應(yīng)該進(jìn)行持續(xù)的創(chuàng)新，引進(jìn)智能水務(wù)和智能污水處理平臺(tái)，為智慧城市的建設(shè)做出貢獻(xiàn)[5]。

4.2 充分運(yùn)用輔助設(shè)計(jì)手段

城市給水管網(wǎng)是一套完整的、獨(dú)立的體系，它在城市規(guī)劃中所占有的比重較大，與道路建設(shè)、管線布置等許多方面都有很大關(guān)系。所以，在給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中需要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的分析，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，最后得到精確的設(shè)計(jì)圖紙。以往，設(shè)計(jì)圖都是手工繪制出來(lái)的，一般都是根據(jù)設(shè)計(jì)好的道路來(lái)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。同時(shí)，道路的變化還將對(duì)市政給水管網(wǎng)的施工產(chǎn)生一定的影響。當(dāng)前的設(shè)計(jì)方法是在市政給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)中引入了現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)，使得市政給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)者可以實(shí)時(shí)地獲得全部的數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行修改，這樣就可以節(jié)約很多的人力和物力。

4.3 從源頭解決給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題

在市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，規(guī)劃是給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的最終環(huán)節(jié)，規(guī)劃成果對(duì)給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)起到了很好的指導(dǎo)作用。所以，為了使設(shè)計(jì)方案更加準(zhǔn)確，更好地為設(shè)計(jì)方案提供更多的參考依據(jù)是非常必要的。另外，在進(jìn)行市政給水管網(wǎng)的規(guī)劃時(shí)，還應(yīng)將當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、城市的縱向布局、功能分區(qū)、人口與規(guī)劃、工業(yè)發(fā)展程度、城市的發(fā)展程度等因素加以考慮。對(duì)市政給水管網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)布置，有機(jī)結(jié)合，反復(fù)校核，使市政給水管網(wǎng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量減少問(wèn)題與不足。

4.4 準(zhǔn)確評(píng)估用水量

為更好地為人民群眾服務(wù)，在供水管網(wǎng)設(shè)計(jì)之初，設(shè)計(jì)人員就應(yīng)該做好充分的調(diào)研工作，對(duì)各個(gè)區(qū)域的常住人口進(jìn)行詳細(xì)的登記，對(duì)他們的使用習(xí)慣進(jìn)行分析，并對(duì)與之對(duì)應(yīng)的建筑布局進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，為評(píng)估城市居民生活用水情況提供了重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。另外，根據(jù)城市用水評(píng)價(jià)結(jié)果，根據(jù)國(guó)家有關(guān)政策和當(dāng)?shù)赜盟笜?biāo)，對(duì)給水管網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)，以保證城市中的每一個(gè)家庭和商業(yè)單位都能有足夠的供水，保證他們的日常生活需要[6]。而且，它還能極大地改變?nèi)藗冊(cè)诘叵峦诰牧?xí)慣，使地下水資源得到合理利用，從而推動(dòng)城市的和諧、有序發(fā)展。

4.5 加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員培訓(xùn)

通過(guò)對(duì)市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)者進(jìn)行定期的培訓(xùn)，能夠有效地提升市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)者的專業(yè)技術(shù)水平，從而使市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)者的整體素質(zhì)得到全面提升。在對(duì)設(shè)計(jì)者進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)時(shí)，不應(yīng)只關(guān)注理論性知識(shí)的傳授，還應(yīng)使每一位設(shè)計(jì)者都認(rèn)識(shí)到自己工作的重要性，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)采取獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰、改進(jìn)工作流程等方法來(lái)激發(fā)設(shè)計(jì)者的工作熱情[7]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在目前城市化進(jìn)程加快的今天，城市供水系統(tǒng)是市政基礎(chǔ)設(shè)施中的一個(gè)重要部分。優(yōu)質(zhì)的給水管網(wǎng)是保證城市給水質(zhì)量的重要保證。因此，對(duì)市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行探討與研究，對(duì)于今后城市規(guī)劃與城市化建設(shè)都具有重要的意義。所以，各地都要加強(qiáng)對(duì)市政給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)，把給水管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與城市生活用水、工業(yè)用水、城市規(guī)劃、城市發(fā)展等有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，并嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)范來(lái)進(jìn)行，保證給水管網(wǎng)的科學(xué)化、合理化，使城市給水管網(wǎng)能夠更好地發(fā)揮出其應(yīng)有的價(jià)值和效益。