劉秀
摘要:隨著社會的不斷向前發(fā)展,城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快,城市的供水以及排水需求不斷增加。在城市建設(shè)規(guī)劃中,合理的對城市給排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計對滿足城市居民的給排水需求有著重要意義。在對市政給排水設(shè)計中設(shè)計管網(wǎng)分布時,合理的進(jìn)行管網(wǎng)分布,能有效的節(jié)約能源資源,尤其是在選擇輸水方式的時候,在地里條件允許的情況下,選擇重力輸水方式,因地制宜的應(yīng)用地勢的落差進(jìn)行輸水從而節(jié)約能源、資源。在對城市的給水排水的管網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計時,應(yīng)該綜合城市的地理條件,進(jìn)行合理的設(shè)計。本文通過對市政給排水輸水方式的詳細(xì)介紹,并對市政給排水設(shè)計方案進(jìn)行了仔細(xì)推敲,希望能夠拋磚引玉,從而達(dá)到共同提高的效果,并對我國以后的城市建設(shè)中給排水設(shè)計提供理論性的參考。
中國論文網(wǎng) http://www.xzbu.com/8/view-3964347.htm
關(guān)鍵詞:市政給排水 輸水方式 管網(wǎng)分布
在城市的建設(shè)發(fā)展過程中,城市的給排水系統(tǒng)對保證城市居民正常生產(chǎn)生活提供的基礎(chǔ)保障。在整個城市供水系統(tǒng)中,給水管網(wǎng)占據(jù)了很重要的地位,并且對管網(wǎng)的投資業(yè)相當(dāng)巨大,大約占了總投資的80%左右。在供水系統(tǒng)中,輸水管網(wǎng)的主要作用是將水保質(zhì)保量的送到千家萬戶,進(jìn)而滿足城市居民的生活及生產(chǎn)用水。城市供水系統(tǒng)耗能中,克服管網(wǎng)的水頭損失和滿足最小服務(wù)水頭以及多余水頭的耗能占了很大的比例,占據(jù)了絕大部分的供水投資成本,因此只要進(jìn)行良好的設(shè)計,這部分就具有很大的節(jié)能空間。本文就給水管網(wǎng)的合理分布進(jìn)行了深入分析,希望能夠降低對整個供水系統(tǒng)的投資成本和節(jié)約社會資源。
一、輸水方式的選擇
1 輸水方式的分類
輸水方式分為壓力流輸水方式、重力流輸水方式以及壓力與重力相結(jié)合的輸水方式、壓力流輸水方式是當(dāng)水廠水池位高于水源水位時,依靠水泵加壓輸水。采用加壓輸水時,輸水管要根據(jù)地形高差、管線長度、管材的承受能力、地質(zhì)狀況及設(shè)備動力等情況,設(shè)置一級加壓泵站或中途加壓泵站,壓力流輸送至水廠。當(dāng)水源水位高于水廠水池水位,且兩處的地勢高差足以克服輸水管線的水頭損失時,可根據(jù)地形地質(zhì)條件,采用重力流輸水,不能自流的地段,采用壓力流輸水,這種輸水方式投資和運行費用低,是理想的輸水方式;由于地形的復(fù)雜性,水在輸送的過程中,要結(jié)合地形加以確定,宜用壓力輸水的地段采用壓力輸水,在壓力輸水段需要設(shè)置加壓泵站提升水壓。這種既有壓力輸水又有重力輸水的方式成為壓力與重力結(jié)合輸水方式。
2 輸水方式的選擇
輸水方式的選擇往往受水源條件、地形地質(zhì)條件的限制。選擇輸水方式,首先要確定供水的水源、供水的距離I和力量Q,之后根據(jù)水源水位Z1和水廠水池水位Z2之差來確定采用何種輸水方式。
如果Z1
HP=Z1-Z2+h
式中:Hp為加壓泵站水泵揚程,m;h為輸水過程中的水頭損失,m。
如果Z1>Z2,原則上可以考慮采用重力輸水,這時重力l輸水管水力坡度if和平均地形坡度i0有如下關(guān)系:
if<=i0,其中i0=(Z1-Z2)/l
重力輸水需要有一定的水力坡度,達(dá)到重力輸水的要求,因而管徑會增大,管線長度會延長,建造費用隨之增加,如果有:
F1>F2+F4
式中:F1為重力輸水管道的建造費用;F2為壓力輸水管的建造費用;F3為泵站建造費用;F4為管理運行費用。
這時仍采用加壓輸水。如果:
F1
選用重力輸水,輸水管徑要滿足在最大流量時水力坡度小于或者等于地形坡度。
3、輸水過河方式的選擇
輸水管 ( 渠 ) 、配水管道的通氣設(shè)施是管道安全運行的重要措施。通氣設(shè)施一般采用空氣閥,其設(shè)置 ( 位置、數(shù)量、型式、口徑 ) 可根據(jù)管線縱向布置等分析研究確定,一般在管道的隆起點上必須設(shè)置空氣閥,在管道的平緩段,根據(jù)管道安全運行的要求,一般也宜間隔 1000m 左右設(shè)一處空氣閥。
3.1、架空過河
架空過河優(yōu)先考慮利用過河的橋梁,但因管徑較大,如輸水壓力較高時對橋梁的結(jié)構(gòu)有影響,需得到原設(shè)計部門的許可及橋梁管理部門的同意。
3.2、河底埋設(shè)
埋在河底采用倒虹吸過河的話需采用兩根管,事故時單根過水能力不小于設(shè)計過水能力的70%;采用倒虹吸過河需設(shè)置檢修井,埋設(shè)深度應(yīng)考慮現(xiàn)有挖沙對管道的影響,最好沿河床的底部巖石層敷設(shè),便于設(shè)置管道支墩;單對架空敷設(shè)的費用遠(yuǎn)高于倒虹吸費用倒虹吸應(yīng)采用內(nèi)外均有較好防腐性能的管道,且連接可靠不形成泄漏架空敷設(shè)建議采用螺旋焊接管,內(nèi)噴涂混凝土砂漿防腐避免管道出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。
3.3、排氣閥的選擇
排氣閥是輸水管道的呼吸器,當(dāng)管道排水放空時,它大量吸氣,避免管道內(nèi)形成負(fù)壓而損壞;當(dāng)管道灌水時,它大量排氣,讓管道內(nèi)快速灌滿水;在管道輸水過程中,水里釋放出的少量氣體亦應(yīng)就近排掉。因而排氣閥應(yīng)是復(fù)式的排氣閥,既有快排、快吸的功能,要求快排時,排氣口的風(fēng)速超過100m/s時也不封堵,又要有小孔釋放少量積氣的功能。
4、山區(qū)輸水方式的選擇
山區(qū)城市地形高差大,有適宜重力流輸水的條件,充分利用水高位差,選擇最短的路線,若重力輸水管線地形高差較大時,贏在適當(dāng)位置跌水井或減壓閥;如需要加壓輸水時,當(dāng)水源和給水區(qū)高差很大時,可將壓力輸水管分成幾級,沒機(jī)有單獨的泵站,組成多級輸水系統(tǒng),至于加壓泵站的位置、增壓方式和增壓級數(shù),應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。
5、長距離輸水方式選擇
我國水資源貧乏,且在時間與空間的分布上極不均勻,加之水源污染現(xiàn)象嚴(yán)重,一些城市的河流已經(jīng)不能作為飲用水水源,而不得不考慮跨流域、跨地區(qū)地進(jìn)行長距離引水。到目前為止,我國已經(jīng)成功實施了許多長距離引水工程,其中最為著名的輸水工程即南水北調(diào)工程。長距離輸水工程投資巨大,對安全性要求很高,而管線中不可避免地存在著大量空氣,空氣的存在不僅會降低輸水效率,甚至?xí)<肮┧踩?。解決這一問題最常見也是最有效的方法就是在管線的適當(dāng)位置安裝恰當(dāng)?shù)目諝忾y。
二、管網(wǎng)的分布
管網(wǎng)的分區(qū)最優(yōu)方案應(yīng)該是技術(shù)上合理、在一定年限內(nèi)建筑費用和管理費用之和最小的方案。管網(wǎng)的建造費用主要是管道費用,它取決于管道的管材、直徑和管材長度等因素;管理費用主要是泵站的運行費用,它取決于水泵的流量和揚程。目前管網(wǎng)工程在經(jīng)濟(jì)上的評價方法主要用年折算費用法,急將個方案的建設(shè)投資費用分?jǐn)偟交鶞?zhǔn)投資回收期的各年,再與各年的經(jīng)營成本相加,以年折算費用最小的方案為最優(yōu)秀的方案。
三、結(jié)束語
隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快,人們在日常生活及生產(chǎn)中對水資源的需求量越來越大,為了保障人們在城市中的正常生活生產(chǎn),就必須對城市的供水系統(tǒng)進(jìn)一步改良。對城市的給排水系統(tǒng)中管網(wǎng)的合理分布,以及正確的輸水方式都與城市居民能否安全放心的用水息息相關(guān),本文通過對城市給排水的輸水方式進(jìn)行詳細(xì)的介紹,并對市政給排水的設(shè)計方案深入研究,總結(jié)出:在城市的供水問題中,如果地理條件允許的情況下首先應(yīng)該考慮到運用重力輸水,能有效的節(jié)約能源、資源,在如果重力條件不允許,進(jìn)而選擇其他輸水方式時應(yīng)該綜合的進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較,從而選出經(jīng)濟(jì)合理的輸水方案。在對分區(qū)進(jìn)行考慮時,首先必須根據(jù)管網(wǎng)的年費用模型對管網(wǎng)的年費用進(jìn)行估算,并對管網(wǎng)分布方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的對比,從而決定管網(wǎng)的分區(qū)形式。