市政给排水设计中输水方式及管网分区的研究

魏文辨王跃鹏

中国葛洲坝集团第一工程有限公司湖北省宜昌市443000

摘要：给排水系统作为城市的重点基础设施和市政工程的重要组成部分，与城市居民的生产生活密不可分，它不仅影响到城市现代化进程的发展，还决定了城市居民供水用水的安全性和稳定性。给排水系统的设计包括了输水方式的选择以及城市管网分区的规划，选择节能高效的输水方式和进行合理的管网分区规划是保障城市用水安全、稳定的基础。本文简要介绍了给排水系统设计中可供选择的输水方式类型、输水方式选择的依据以及输水方式选择中需要特别注意的一些问题，同时也论述了市政给排水系统设计中管网分区的规划问题，希望能对今后市政给排水设计中选择输水方式和进行管网分区规划提供指导性意见。

关键词：市政工程；给排水设计；输水方式；管网分区；

1.给排水系统设计中的输水方式选择

1.1输水方式类型

选择合适的输水方式是市政工程给排水系统设计首要解决的问题，各地区选择输水方式时要结合当地水资源的分布特点和该地区的用水状况，积极践行可持续发展战略，选择节能高效的输水方式。市政工程给排水设计中常用的输水方式为压力流输水方式、重力流输水方式以及压力与重力结合的综合性输水方式。

压力流输水方式是对某地区的水源加压，使其能够成功地输送到指定位置的一种输水方式。该种输送方式的运行原理是水泵会在蓄水池的水位高于水源水位时进行加压，从而实现水能输送。采用压力流输水方式时要详细勘察水源地区的地形条件，根据水源地区的地形条件确定管线的长度和需要承受的水压力，选择合适的输水管线材料及设备，同时还要充分考虑实际的供水需求，避免设计中不必要的物资消耗。

重力流输水方式是结合水源所在的地理位置，利用水流的重力输送水流的一种输水方式。该种输送方式由于水源所在位置必须地势比蓄水池的地势高，因此在实际应用中有一定的条件限制。

压力与重力结合的综合性输水方式是目前实际中应用最为普遍的输水方式，由于水源地区以及实际水资源运输路线的复杂性，需要同时利用压力流输水的优势和重力流输水的优势，根据实际的输水需要，灵活进行布设。

1.2选择输水方式的原则及方法

给排水系统设计的经济效益很大程度上取决于输水方式的选择，合理、科学、节能的输水方式能够起到节约水资源、降低用水成本以及保障居民生产生活用水稳定的作用。输水方式的选择是一项综合性极强的工作，它需要设计人员具有专业的给排水设计知识和丰富的给排水设计经验，还需要设计人员对于水源位置进行详细勘察和充分了解地区的用水需求，选择合理、高效、节能的输水方式。同时还要注意到，不管采用重力流输水还是压力流输水，或是重力流与压力流结合的综合输水方式，选择时都要利用“Hp=Z1-Z1+h”公式计算水泵的扬程，再根据计算结果检验输水方式的可行性。

1.3输水方式选择中的特殊情况

1.3.1过河问题

部分地区进行给排水设计时可能会涉及到过河问题，在这种情况下，设计人员需要对河道情况进行详细勘察，寻找合适的输水管材。通常输水的过河方式分为架空过河和河底埋设过河两种过河方式。架空过河方式是指将输水管道布设在桥梁上，输水管道从河道的上方通过，采用此种过河方式时要充分考虑管道直径，当管道直径过大时管道水压力增大，将对桥梁的稳定性造成影响。河底埋设过河时可使用倒虹吸过河法，即在河底敷设两根管，并且设检修井，利用管道支墩的方式达到过河目的。一般来说，管道埋设时需要尽可能地靠近河床底部，埋设的管材也需要具有较强的防腐蚀能力，以免在河水的长期浸泡中失效。

1.3.2山区输水问题

山水输水与城市输水存在着较大差异，山区相对平原地区而言地势更加陡峭，

山区输水具备了重力流输水的条件，因而重力流输水在山区应用较为普遍。但是山区采用重力流输水时为应对高差极大的情况，保障输水的稳定性，应在适合的位置设置跌水井或减压阀。

1.3.3长距离输水问题

我国幅员辽阔，资源分布极广，不同资源分布存在着较大的地域差异，其中水资源分布的地域化差异十分明显。为了解决各地区的用水问题，在进行水资源供应时不得不考虑跨流域、跨地区的长距离输水，如南水北调工程。长距离输水方式可能导致管线中存在较多空气，为此需要合理设置空气阀，以保障供水安全。

2.市政给排水系统设计中的管网分区规划问题

给排水系统设计进行管网分区规划时需要注意的问题是给排水的技术可行性以及费用的最小化，这里的费用包括工程建设费用和后期管理费用两个部分。合理地规划管网分区能提高给排水系统建设水平，并且降低工程造价和便于后期使用与维护。合理地规划管网分区需要做到以下几点：

2.1合理选择区域系统阶层数

我国市政供水管网系统在当前阶段采用的是两阶层的分区系统，第一阶层的功能是实现合理化配水，第二阶层的功能是空压减漏以及改压。一般情况下，需要根据供水管网的规模和资金决定供水分区的阶层分类，以达到技术上可行、费用上最小的建设目标。

2.2采用高效节能的技术

进行给排水设计的管网分区规划时，要积极践行可持续性发展战略，坚持节约水资源的理念。通常从以下两方面进行节水设计：一是使用节水节能效果较好的供水设备及仪器，尽可能使用优质的高效节水产品以减少水资源的浪费；二是采用叠压式给水方式，以降低区域供水系统的运营成本和减少水资源污染，提高水资源的供应质量。

2.3合理划定区域供水规模

管网分区规划一方面要考虑节约水资源，尽可能以较低的成本满足用户生产生活用水的正常需求，另一方面还要满足用户用水的稳定性和安全性，保证水压均衡。为了减少用水事故和降低漏失量，设计人员需要尽可能地设计低压供水方案并合理划定区域供水规模。划定供水规模需要勘察区域地形、考虑进水点位置以及管径流量，进行综合性的分析后确定。

2.4不断优化区域供水方案

初步确定给排水设计管网规划后，还需要对供水分区方案的合理性进行检验，通过模拟计算和数据分析该管网分区是否符合技术上和经济上的双重要求，并在实际应用中择优选择管网分区和供水方案。

3.结语

给排水系统设计对于城市推进现代化进程以及人们日常生活中水资源的供应和使用影响极大，同时给排水系统作为重要的市政基础设施，还将影响到各地区经济发展。因此，设计人员在进行给排水系统设计时需要详细勘察该地区的水源情况，充分了解区域的用水需要和当前水资源供应情况，在保障用水安全和稳定的基础上，合理选择输水方式和确定管网分区，以达到高效节能供水的目的。

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