探究市政给水设计中输水方式的选择及管网分区

张宇

杭州水务设计院有限公司，浙江杭州 310000

摘要：市政给水设计方案，必须精准匹配工程建设区的供水需求，准确划分系统管网阶层，明确节能输水方式，从而降低管网的运维成本。设计人员在设计输水方式、管网分区时，应当深入现场开展调研与分析工作，保障市政给水系统的设计效益。本文研究中，重点分析市政给水设计的相关问题，保障输水方式、管网分区的设计效益，仅供参考。

关键词：市政给水设计；输水方式；管网分区

给水系统运行稳定性，会直接影响市政给水设计效果，尤其是输水方式、管网分区，对工程整体造价的影响明显。市政管网负责向市民输送水源，因此城市地下空间分布大量供水管网。为了充分发挥出节水潜能，应当优化设计输水方式、管网分区。基于管网水头损失、服务水头的分析，选择适宜的输水方式，优化管网分区布局，有助于提升城市供水的稳定性，进而加强市政给水设计效益。

1、市政给水系统设计要点

市政给水系统包含制水净水设备、取水设备、输水系统、加压泵站等。当城市以水库水源作为饮用水时，要将水库水源输送至自来水厂，方便后期生产加工处理[1]。

第一，合理布置给水管道：在规划市政给水管网时，应当参考城市总体发展与规划，明确管路长度与布局。在给水管网设计中，应当减少管路长度，控制管路布局，降低给水管网对周边环境的影响。

第二，给水管设计：在设计给水系统时，并无固定设计形式，而是要参考用户要求、外部给水情况，优化设计供水防水。在设计过程中，优先选择外部给水管网压力供水法，从而实现加压供水，降低施工成本。2、市政给水管网建设现状

2.1管网布局不合理，统筹观念不足

城市化发展进程中，建筑数量持续增加，相应扩大了城市规模，致使给水管网系统的密度加大，规划部门在旧管网上配置大量新管道和新管线。在连接新旧管网时，由于受到时间、设计标准、技术工艺的限制，容易影响管网布局的合理性。在城市规划工作中，规划部门高度重视地面设施建设，不太关注给水管网布局建设。由于城市地理环境、规划布局、气候条件的差异明显，因此必须保证给水管网系统设计质量，否则容易导致管网配置、基础设施存在矛盾冲突，对城市经济发展的限制影响大。

2.2给水管道渗漏严重

市政给水系统建设比较特殊，多是在现有给水管道基础上进行扩建。但我国多数地区的主管网运行时间长，存在管材老化、管线破损、附属设施管理不佳等情况，因此容易造成给水管网漏失情况。

3、市政给水设计中的供水方式选择

3.1压力供水方式

在市政管网工程中，供水管道的设计方案必须满足应用需求，准确判断不同供水区域内的静水、动水压力变化。在深化设计市政给水管网时，设计人员要重点筛选特定的供水方式。压力供水方式的技术资源消耗差异大，容易受到不同地形标高差值、地质条件的影响。针对制定城市供水区域来说，采用压力型供水方式，可以有效缓解水资源供应的质量安全隐患，但是却无法控制水资源损耗[2]。设计人员要设置给水管网结构、工艺参数指标时，必须集中处理压力供水方式的缺陷，避免对供水管线的压力承载性能产生不良影响。当城市生活区域的人口密度适中，则要选择压力供水方式，但要保证压力控制阀门、控制仪器设备的适宜性，密切监测供水管道的压力变化情况。

3.2重力供水方式

针对非平原地区来说，市政给水设计多选择重力信供水方式，有助于实现节能降耗目标。但是在设计过程中，设计人员要对施工区的地形地貌进行勘测，明确地下管网空间内的质量通病、安全隐患。重力给水方式对地势要求严格，技术人员在详细整理和分析地势之后，才能决定是否采用重力给水方式。

在深化设计市政给水管网时，选择重力型供水方式的优势与弊端突出，要求设计人员参考建设区域的地理空间信息、地质条件，全方位判断工程施工作业环境的安全性。在使用重力供水方式时，设计人员还要重点排查施工区域内的安全隐患，动态模拟供水方向、流量控制过程，做一系列数据信息分析[3]。在多数市政给水设计方案中，重力型供水方式的应用频率高，设计人员负责评估地下供水管道的铺设方向、流量控制节点，以保证重力型供水方式的稳定性。

3.3融合型供水方式

在市政给水管网项目中，设计人员可以考虑融合型供水方式，但是必须全面勘测工程建设区域的地势条件、地质地理条件，全面提高市政给水管网的水资源使用效率。在使用融合型供水方式时，不仅要勘察地势，还要使用加压设备，但要保证各项施工装置满足标准要求。设计人员在设计给水方案时，应当谨慎选择供水方式，客观评测各个供水区域内的压力变化趋势，综合判断施工技术资源的应用效率[4]。在使用融合型供水方式时，设计人员要遵循分区网格空间管控原则，保障供水渠道的稳定性。

4、市政给水设计中的管网分区

4.1选择系统阶层数量

设计人员在设计市政给水方案时，应当充分考虑市政给水管网分区情况。因此在设计实践中，要求设计人员转变传统的工作理念，始终坚持“实事求是”原则，基于供水区域概况，将供水行业规范、法律标准作为参考，以满足城市发展规律。

在设计时，第一阶层功能为配水；第二三阶层功能为空压减漏、改压体质。然而在具体设计中，两阶层设置模式为常用设计方法，可以保证区域管理的独立性，提高区域供水稳定性，促使给水应急管道覆盖各个片区。

4.2合理规划输水范围

在给水设计工作中，设计人员应当转变传统的思想理念，始终坚持“以人为本”原则，以保证区域内的用户水压适宜。同时要考虑管道径流、费用支出、人口密度、工业用水、地势标高差、管道水头损失等因素，全面记录漏失水量、管道径流量，保证输水范围规划的合理性[5]。同时要实行低压供水方案，保证区域给水管网水压的平衡性，避免出现供水不稳定情况，降低管网建造成本。

4.3确定进水位置

在市政给水设计工作中，设计人员应当坚持可持续原则，缩减进水点位置与数量。比如小范围内的进水点控制在3个以内，对区域水压、水流量进行实时控制[6]。由于受到进水管敷设限制，单点进水位置、控制点敷设比较简单，但多点进水位置、控制点敷设的复杂度高，多用于输水风险事故高发区域。当进水点控制范围比较小，则要参考供水区域的实际情况，明确进水点的数量与位置。

4.4合理划分管网边界

由于受到给水管网分区影响，给水管网区域边界、输水方式、用水类型、地势高差的关联密切。从上述分析可知，设计人员在设计管网分区时，必须充分考虑边界划分的影响因素，基于区域内的用水需求，保证管网分区设计的适宜性。在设计实践中，设计人员还要重视设计验证工作，通过情景模拟方式，准确计算水量、渗漏、水压，保证各类部件满足绿色安全影响。同时要做好水体质量检查，避免输水管道内出现“死水”情况。

4.5穿越障碍物

输水管道沿途穿越的障碍物非常多，比如高速公路、河道、铁路等。当输水管道穿越河道时，由于河道宽度窄小，非汛期的流量少，因此要选用顶管施工、开槽埋管施工方式，以钢管管材为主。当输水管道穿越高速公路、铁路时，由于路段管道的修复难度大，为了确保供水通畅度，设计人员要选用钢筋混凝土套管，将其作为顶管管材，内套钢管为输水管道。当输水管道穿越城市主干道时，则要使用顶管施工方式，优选钢管管材[7]。

4.6管道漏损监测

在输水管道基础、输水管道下方的投影面之间，设计人员应当布置漏损光缆，并采用沟槽敷设法敷设输水管道。光缆与净水中控室的漏损检测主机相连接，将漏损分析软件安装在前端工作站，采集漏损检测数据后可自动报警，通过手机APP、监控电脑方式，显示出漏损位置、漏损强度。设计人员布置漏损系统，可以识别超过0.3MPa的水压的漏损情况[8]。此种监测方式可以实现连续性监测，且监测结果的准确率高。

4.7高效应用BIM技术

在建筑施工领域，BIM技术的应用效果显著，具备可视化、模拟性特点。因此在设计市政给水管网时，设计人员也要合理使用BIM技术，全面保障给水管网的设计水平。设计人员借助BIM技术，能够以可视化方式分析给水管网的设计过程，建立满足要求的参考模型，明确设计方案的价值，从根本上提升管网设计水平。

4.8加强给水管道的应急能力

为了提高给水管道的应急能力，应要做好以下工作：第一，加大管道的监测力度，科学处理管道爆裂情况。作为市政管理部门，应当实时更新给水管网信息，建立标准的信息管理平台，整理历史数据，完善管网信息，从而为给水管网建设、管理提供参考。同时要应用现代信息技术，密切监控管网流量，一旦发现给水管网的流量异常增加，并无限逼近管道极限值，那么就能自动发送预警信息。当发生给水管道爆裂事件时，管道参数也出现明显变化，同时将异常信息发送至抢救中心，及时抢修给水管道。

4.9推广应用新型节水设备

在设计市政给水系统时，设计人员必须强化节约意识，从以下途径开展节约设计，如减少用水量、提高用水效率、减少水资源浪费等。在给水管网设计中，设计人员也要高度重视节能环保理论，扩大节水设备的应用规模。设计人员选用叠压供水设备，此种供水方式的优势显著：

第一，在应用叠压供水模式时，设计人员无需设计供水池，整体投资成本低廉。

第二，叠压供水可以和水厂、用户形成高封闭供水系统，避免水池出现二次污染情况。

第三，城市建筑热水供应，多通过风能、太阳能、水能、地热能实现，可循环使用水资源。

第四，结合项目区域的实际情况，优选新型节水设备，尤其是阀门管道，优先选择腐蚀性强、防水效果佳的球铁管，可以能规避传统锌钢管的缺陷，防止阀门管道连接位置、开关位置漏水。设计人员还可以选用瓷芯节水龙头、充气水龙头，从而获得理想的节水效果。

5、结束语

综上所述，在市政给水设计工作中，设计人员要重视输水方式选择、管网分区方案优化，从而保障给水工程的稳定性。在选择给水设计方案时，设计人员还要充分考虑技术性、经济性因素，参考供水厂、供水线路等因素，合理划分网管分区，保证城市供水稳定性，全面提高水资源利用率。

参考文献

[1]郭海鸥. 考虑地面堆载影响的市政给水管道水平支墩优化设计[J]. 建筑机械, 2021, 19(12): 75-80.

[2]邹婷婷, 赵建伟. 分析市政给排水设计中输水方式的选择及管网分区方案[J]. 居业, 2021, 21(11): 25-26.

[3]郭艳梅. 试析市政给排水设计中输水方式的选择及管网分区方案的确定[J]. 居业, 2021,23(06): 9-10.

[4]金朝. 市政给排水设计中输水方式的选择及管网分区分析[J]. 工程建设与设计, 2021, 14(03): 85-86+89.

[5]张德诚. 市政给排水设计中输水方式的选择及管材的合理确定[J]. 新型工业化, 2020, 10 (09): 100-102.

[6]李海啸. 市政给排水设计中输水方式的选择及管网分区方案的确定[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊), 2019,22 (06): 186-187.

[7]潘振雄. 市政给排水设计中输水方式的选择及管网分区探讨[J]. 山东工业技术, 2019, 17(04): 109.

[8]张浩智. 市政给排水设计中输水方式的选择及管网分区探讨[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2019,24 (03): 173.