給排水中的管網(wǎng)分區(qū)與資源優(yōu)化管理

陳龍

浙江桃花源環(huán)保科技有限公司 浙江 杭州 310000

在進(jìn)行市政工程建設(shè)的過程中，給排水施工是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的內(nèi)容通常情況下，市政給排水工程會(huì)直接影響到居民生活用水、地下管道通暢、城市防洪等問題，因此必須要高度重視給排水設(shè)計(jì)工作。隨著城市化發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，人們生活用水的需求也在持續(xù)上漲，為了能夠充分滿足居民的用水需求，需要對(duì)當(dāng)前城市的給排水設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化與改善。為了能夠提升給排水工程的質(zhì)量，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以運(yùn)用管網(wǎng)分區(qū)的管理方式，并不斷加強(qiáng)資源優(yōu)化管理工作，這樣才能夠提升給排水設(shè)施的管理效率。市政給排水輸水方式及管網(wǎng)分區(qū)的注意事項(xiàng)及基本原則，為管網(wǎng)分區(qū)工作搭建了基本的框架[1-2]。重點(diǎn)對(duì)市政給水設(shè)計(jì)工作中的官網(wǎng)分區(qū)與輸水方式之間的關(guān)系進(jìn)行了進(jìn)一步研究，闡述了分區(qū)會(huì)影響輸水方式及輸水效率的觀點(diǎn)[3]。針對(duì)具體的工程項(xiàng)目進(jìn)行了管網(wǎng)分區(qū)方案設(shè)計(jì)，并對(duì)不同輸水方式的優(yōu)劣性進(jìn)行了比較分析[4]。詳細(xì)的進(jìn)行管網(wǎng)分區(qū)方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)的探討，以具體工程為例，詳細(xì)的闡述了分區(qū)方案制定的細(xì)則及各個(gè)流程注意事項(xiàng)[5]。在上述基礎(chǔ)上，筆者結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)和工程實(shí)踐，分析如下。

1 對(duì)于給排水工程管網(wǎng)分區(qū)以及資源優(yōu)化的重要性

在實(shí)際開展城市給排水施工的時(shí)候，管網(wǎng)分區(qū)是一項(xiàng)非常重要的工作，而且會(huì)對(duì)工程建設(shè)的質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，所以，技術(shù)人員必須要高度重視官網(wǎng)分區(qū)與資源優(yōu)化工作，提升給排水工程的建設(shè)質(zhì)量。最近這些年以來，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，城市化建設(shè)也在持續(xù)進(jìn)行，而給排水建設(shè)在市政工程建設(shè)中具有重要地位，因此也受到了社會(huì)各界的高度關(guān)注。然而，現(xiàn)階段我國在城市管網(wǎng)分區(qū)以及資源優(yōu)化等方面依然存在著比較突出的問題，這也會(huì)直接影響到給排水建設(shè)的質(zhì)量[6]。所以，為了能夠提升給排水工程的質(zhì)量，必須要注重對(duì)管網(wǎng)分區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，只有這樣才能夠保障給排水工程的穩(wěn)定運(yùn)行。此外，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在管網(wǎng)分區(qū)建設(shè)中也得到了廣泛應(yīng)用，這些高新技術(shù)的應(yīng)用為給排水工程施工帶來了新契機(jī)，使得資源優(yōu)化變得更加科學(xué)，能夠顯著提升給排水工程的質(zhì)量。

2 工程概況

本工程為水韻湖城南太湖新區(qū)（兩河兩漾）數(shù)字化生態(tài)修復(fù)工程，同時(shí)也是針對(duì)市政給排水工程官網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)及數(shù)字化建設(shè)的重要項(xiàng)目。本項(xiàng)目主要對(duì)南太湖新區(qū)西南工業(yè)集聚區(qū)進(jìn)行雨水管網(wǎng)數(shù)字化平臺(tái)建設(shè)，對(duì)康山街道內(nèi)的河道進(jìn)行水生態(tài)治理及沿線環(huán)境整治，包含奚家莊河、黑板橋河以及奚家莊河上三伯母漾和分統(tǒng)漾，范圍還包括陸港河、陸家兜河部分河段，以及南村河。治理總長度7.93km，總水域面積約23.4hm2。雨水管網(wǎng)數(shù)字化部分主要工程內(nèi)容：智慧排口水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)（管網(wǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備）100套、戶外小型水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2套、水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)岸邊站2套、智慧河長監(jiān)控系統(tǒng)（視頻監(jiān)控）81套、雨量計(jì)1套、55寸液晶顯示屏1套、臺(tái)式電腦2套、服務(wù)器1套，并基于以上感知端設(shè)備或硬件支持設(shè)備，針對(duì)本項(xiàng)目特征開發(fā)1套智慧河道管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)河道及雨水管網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和監(jiān)督管理。

3 給排水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇

3.1 輸水方式的分類

對(duì)于市政給排水工程來說，在對(duì)此類項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，通常情況下都會(huì)選用多樣化的輸水方式，主要包括以下幾種：壓力流輸水方式、重力流輸水方式以及重力和壓力聯(lián)合輸水的方式。

壓力流輸水方式一般情況下都是在水位相對(duì)來說比較低的地區(qū)使用，在進(jìn)行輸水的過程中需要使用加壓泵輸水。對(duì)于那些水位非常低，且水廠地形高差非常大的情況下，如果使用一次加壓，會(huì)嚴(yán)重影響加壓泵的正常運(yùn)行，而且管道也會(huì)長時(shí)間處于高壓狀態(tài)下，會(huì)威脅到輸水的安全。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)使用分級(jí)加壓輸水的方法，這樣不但能夠降低加壓泵的揚(yáng)程，同時(shí)還可以降低壓力的大小。針對(duì)這種情況，在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的過程中，需要對(duì)這些情況進(jìn)行綜合分析，并科學(xué)設(shè)置加壓輸水的分級(jí)數(shù)[7]。

重力流輸水方式通常是在水源水位比較高的地區(qū)使用，如果當(dāng)水源地和水廠兩地之間的水位高差比較大的情況下，該方式能夠克服水壓差實(shí)現(xiàn)輸水。當(dāng)水源地所處位置比較高的情況下，和水廠之間的地形高差非常大，此時(shí)為了能夠確保正常輸水，還需要在高點(diǎn)位置增加減壓閥，只有這樣才能夠保障管道的穩(wěn)定運(yùn)行。與此同時(shí)，我們可以采取減小輸水管徑的方法，降低輸水損耗，從而使管道內(nèi)的水壓減小。

重力與壓力相結(jié)合的輸水方式，這種方式更加適合在水源水位低、水廠水位高的情況下使用。這種輸水方式的應(yīng)用也非常廣泛，如果輸水管線沿線中途存在地形高點(diǎn)，在這種情況下，需要使用加壓泵進(jìn)行加壓處理，然后再自流輸水至水廠水池。

3.2 合理選擇輸水方式

在進(jìn)行給排水工程設(shè)計(jì)的過程中，可供選擇的輸水方式有很多種，我們必須要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況選用科學(xué)的輸水方式，并考慮以下幾種因素：水源情況、供水水量大小、水壓大小等，必須要保障輸水方式滿足當(dāng)?shù)氐妮斔芾硪螅挥羞@樣才能夠確保給排水設(shè)施的穩(wěn)定運(yùn)行。

在選擇輸水方式的過程中，必須要嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)方案的要求，分別用I、Q、Z1以及Z2代表供水距離、流量大小、水源水位的大小以及水廠水位的大小，如果Z1小于Z2的情況下，可以采用水泵加壓輸水方式，另外還需要對(duì)輸水壓力進(jìn)行數(shù)據(jù)技術(shù)與分析，經(jīng)過計(jì)算來確定水泵流量以及揚(yáng)程等參數(shù)[8]。如果Z1大于Z2的情況下，且能夠完全克服輸水管路中損耗的情況下，需要采用重力流輸水方式，這樣也可以節(jié)省輸水過程中的能耗，為了確保輸水過程的安全性，當(dāng)需要對(duì)管線水力坡度以及地形等因素進(jìn)行分析，保證輸水方式能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)化。當(dāng)水源地與水廠兩者間地形高差非常大的情況下，還需要在管道適當(dāng)?shù)奈恢貌荚O(shè)減壓裝置，通過這種方式來對(duì)內(nèi)部壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。

在進(jìn)行輸水方式選擇的時(shí)候，還應(yīng)當(dāng)綜合考慮工程建設(shè)的實(shí)際情況，并對(duì)地形條件、管線材料以及長度等因素進(jìn)行分析，再對(duì)水力等數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并挑選出最科學(xué)的輸水方式。

4 市政給排水設(shè)計(jì)中管網(wǎng)分區(qū)方案的確定

4.1 對(duì)具體階層數(shù)進(jìn)行科學(xué)選擇

在實(shí)際進(jìn)行市政給排水設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)于那些規(guī)模相對(duì)來說較大的城市，必須要對(duì)管網(wǎng)分區(qū)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，分析當(dāng)?shù)氐膶?shí)際供水需求，在此基礎(chǔ)上制定出更加科學(xué)的措施，來解決供水能耗高、管網(wǎng)壓力大的問題。在開展管網(wǎng)分區(qū)設(shè)計(jì)的過程中，必須要優(yōu)先考慮階層數(shù)等方面的問題，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先要將第一層設(shè)置為配水層，其次是控壓減漏層，然而在對(duì)這些方案進(jìn)行確定的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)按照具體的情況對(duì)系統(tǒng)階層數(shù)進(jìn)行科學(xué)分配。在確定好實(shí)際階層數(shù)后，還要對(duì)分區(qū)的規(guī)模進(jìn)行設(shè)置，在這種情況下，就需要考慮少壓大小、供水水量等因素[9]。

4.2 對(duì)節(jié)能供水技術(shù)進(jìn)行科學(xué)選擇

就目前來看，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國居民越來越重視節(jié)能與環(huán)保問題，因此，我們?cè)陂_展市政給排水設(shè)計(jì)的時(shí)候，也必須要高度關(guān)注管網(wǎng)分區(qū)方案的節(jié)能技術(shù)。

首先，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，為了能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能輸水的目的，需要對(duì)給排水工程的管網(wǎng)分區(qū)進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)合實(shí)際情況選用科學(xué)的供水方式，一般情況下都是采用疊壓供水方式，這種供水方式可以實(shí)現(xiàn)上游管網(wǎng)余壓的高效利用，另外，在必要的時(shí)候可以通過進(jìn)行變頻調(diào)速，確保管網(wǎng)一直處于平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)，而且還可以達(dá)到節(jié)能的目的。

其次，為了能夠進(jìn)一步提升輸水效率，技術(shù)人員需要對(duì)當(dāng)?shù)氐墓┧闆r進(jìn)行綜合分析，并加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的優(yōu)化，積極運(yùn)用環(huán)保理念，提升給排水工程的節(jié)水性能。在對(duì)材料和設(shè)備進(jìn)行選型的過程中，需要盡可能選用那些性能好的材料，只有這樣才能夠確保給排水工程的整體質(zhì)量。

通過以上分析不難看出，在確定管網(wǎng)分區(qū)方案的過程中，通過采用更加合理的節(jié)水方案，能夠顯著減低供水能耗，而且還可以大幅減輕供水成本。

4.3 對(duì)造價(jià)方案進(jìn)行選擇

對(duì)于管網(wǎng)分區(qū)方案的設(shè)計(jì)工作來說，還應(yīng)當(dāng)綜合考慮經(jīng)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)項(xiàng)目的總造價(jià)來制定合理的管網(wǎng)分區(qū)方案，在保障工程質(zhì)量的前提下，盡可能降低工程施工的成本。通過對(duì)造價(jià)方案進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，可以幫助施工單位節(jié)省大量的成本，創(chuàng)造更高的社會(huì)效益。在對(duì)造價(jià)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要綜合考慮泵站的總造價(jià)、維護(hù)與保養(yǎng)費(fèi)用以及年平均動(dòng)力費(fèi)用等，在此基礎(chǔ)上確定出最為科學(xué)的造價(jià)方案，提升管網(wǎng)分區(qū)的應(yīng)用效果[10]。

5 對(duì)于給排水對(duì)管網(wǎng)分區(qū)以及資源配置進(jìn)行優(yōu)化

5.1 市政給排水建設(shè)

市政給排水系統(tǒng)的建設(shè)對(duì)城市發(fā)展重要影響，隨著城市化進(jìn)程的逐步推進(jìn)，城市建筑物的規(guī)模與數(shù)量都在快速增長，城市的用水需求也在不斷上漲，在這種背景下，對(duì)城市給排水工程建設(shè)也提出了更高要求，因此為了能夠提升給排水設(shè)施的質(zhì)量，對(duì)管網(wǎng)分區(qū)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是非常必要的，必須要提升管網(wǎng)布局的合理性，只有這樣才能夠確保給排水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。除此之外，在給排水系統(tǒng)的后期維護(hù)與保養(yǎng)過程中，管網(wǎng)分區(qū)管理也發(fā)揮著非常重要的影響。為了能夠提升管網(wǎng)分區(qū)優(yōu)化的合理性，必須要符合下面幾點(diǎn)要求：首先是要結(jié)合城市規(guī)劃、工程建設(shè)施工方案中的相關(guān)要求，同時(shí)還需要綜合考慮到城市未來的建設(shè)需求，在此基礎(chǔ)上開展給排水管網(wǎng)分區(qū)設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)方案能夠滿足城市化建設(shè)的未來需求。在給排水管網(wǎng)分區(qū)存在問題的情況下，技術(shù)人員可以對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行重新優(yōu)化，適當(dāng)縮短其和管道間的間距，另外，在設(shè)計(jì)的時(shí)候除了要確保管網(wǎng)分區(qū)合理性以外，還需要盡可能地進(jìn)行資源優(yōu)化配置。

5.2 對(duì)管線進(jìn)行優(yōu)化

在實(shí)際施工的時(shí)候，需要事先做好管線布置方案的優(yōu)化工作，在對(duì)管線進(jìn)行優(yōu)化的時(shí)候，要高度重視管線設(shè)計(jì)的優(yōu)化。另外在對(duì)管線進(jìn)行擴(kuò)展的時(shí)候，還應(yīng)當(dāng)通過設(shè)計(jì)優(yōu)化，提升單管道的利用率，積極借鑒其他地區(qū)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，確保能夠滿足城市發(fā)展的實(shí)際需求。此外，在進(jìn)行管線設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合城市建設(shè)的實(shí)際情況確定設(shè)計(jì)方案，必要的情況下可以擴(kuò)大管道直徑，如果通過這種方法仍無法解決實(shí)際問題，此時(shí)就應(yīng)當(dāng)盡快更換管道，只有這樣才能夠確保管網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

5.3 在資源優(yōu)化管理中對(duì)管道建設(shè)材料進(jìn)行優(yōu)化

在對(duì)給排水工程方案進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，還需要重點(diǎn)考慮管網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，并對(duì)管道材料進(jìn)行可選選擇。就目前來看，在實(shí)際開展管網(wǎng)建設(shè)的時(shí)候，通常都會(huì)用到以下幾種類型的管材：鋼筋混凝土管、鋼管等。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，市場(chǎng)中有出現(xiàn)了多種新型管材，其中就包括塑料管。在對(duì)于管道材料進(jìn)行選擇的過程中，需要更多的和設(shè)計(jì)要求、實(shí)際施工環(huán)境相結(jié)合來進(jìn)一步的選擇。其中對(duì)于管道本身的承受壓力、外部負(fù)載、地質(zhì)施工條件、市場(chǎng)供應(yīng)情況以及管道材料本身都進(jìn)行一定的分析，只有從多角度進(jìn)行綜合的分析才能夠使先進(jìn)的技術(shù)能夠運(yùn)用到管道建設(shè)中去，進(jìn)一步的為供水安全以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供保證。

5.4 對(duì)于管網(wǎng)分區(qū)的過程進(jìn)行優(yōu)化

由于城市給水排管網(wǎng)建設(shè)會(huì)涉及到很多影響因素，因此在實(shí)際開展管網(wǎng)建設(shè)的時(shí)候，需要對(duì)管道長度、供水水量以及管道接口等因素進(jìn)行綜合分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行管網(wǎng)分區(qū)設(shè)計(jì)，這樣才能夠保障設(shè)計(jì)的合理性。另外，管道埋藏深度通常會(huì)受到多種因素的影響，比如在嚴(yán)寒地區(qū)，需要盡可能地將管道埋深，并在管道外部做好保溫措施，對(duì)于非嚴(yán)寒地區(qū)而言，管道深度通常會(huì)受到強(qiáng)度、外部負(fù)載等因素的影響，因此需要工程建設(shè)的實(shí)際情況進(jìn)行針對(duì)性地設(shè)計(jì)優(yōu)化。管道分區(qū)對(duì)于給排水系統(tǒng)建設(shè)來說是一項(xiàng)非常重要的工作，要想提升系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，就必須要對(duì)其進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，確保輸水管網(wǎng)能夠安全運(yùn)行。

6 結(jié)語

綜上所述，可以看出管網(wǎng)分區(qū)與資源優(yōu)化管理工作在城市給排水建設(shè)過程中發(fā)揮著非常重要的影響，同時(shí)這項(xiàng)工作也面臨著非常嚴(yán)峻的問題，在對(duì)管網(wǎng)分區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的過程中，需要結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況，綜合分析多種影響因素，選擇科學(xué)的供水方式，積極使用綠色環(huán)保材料，只有這樣才能夠推動(dòng)城市建設(shè)健康穩(wěn)定的發(fā)展。