市政給水工程設(shè)計中輸水方式及管網(wǎng)分區(qū)

劉峰紅

（太原市和諧水務(wù)設(shè)計有限公司，山西 太原 030000）

對于城市供水系統(tǒng)而言，在總體規(guī)劃與設(shè)計中，給水管網(wǎng)的設(shè)計與施工需要投入較大的資金。城市供水系統(tǒng)中管道、閥門以及附屬設(shè)施都是必不可少的，這些部分占據(jù)項目總投入資金的70%以上。因此，在日常的工程實踐中，應(yīng)該充分了解工程的實際情況，掌握資金的應(yīng)用狀態(tài)，然后確定最為經(jīng)濟(jì)合理的給水管網(wǎng)設(shè)計方案，以滿足人們的日常生活用水需求，達(dá)到工程綜合應(yīng)用效果的提升。下文將具體分析市政給排水設(shè)計中輸水方式及管網(wǎng)分區(qū)問題，并提出相關(guān)切實可行的工程措施。

1 給排水設(shè)計中輸水方式的選擇

1.1 輸水方式的分類

市政給排水工程在進(jìn)行設(shè)計的過程中，一般會選擇多種輸水方式，常規(guī)的有壓力流輸水方式、重力流輸水方式、重力與壓力聯(lián)合輸水方式。

壓力流輸水方式適用于水源水位低于水廠水池水位的情況，該方式主要通過加壓泵加壓進(jìn)行輸水。對于水源水位過低，與水廠地形高差較大的情況，若一次加壓，不僅加壓泵所需揚程較高，且管道長期在較高壓力下運行，安全性較低。此時，可以選擇分級加壓輸水方式，不僅能減小加壓泵所需揚程，還能減小管道運行壓力，但加壓級數(shù)的增加勢必造成加壓泵站一次性投資費用的增加。為此，在實際工程設(shè)計中，需根據(jù)具體情況，對加壓輸水的分級數(shù)進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，合理選用［1］。

重力流輸水方式主要應(yīng)用于水源水位較高的供水系統(tǒng)，這種輸水方式的前提是水源與水廠水池的水位高差，足以克服輸水管線的沿線和局部水頭損失，實現(xiàn)自流輸水。重力流輸水方式中若水源地形較高，與水廠地形高差過大時，還需在管線壓力較高點設(shè)置減壓閥，以確保管道運行安全。此外，還可通過減小輸水管線管徑，在同等輸水流量下加大管線輸水損耗，減小輸水管線壓力。

重力與壓力相結(jié)合的輸水方式，適用于水源水位較水廠清水池水位高，但二者高差不足以克服輸水管線損失，還需在輸水管線中途設(shè)置加壓泵加壓的情況。另外也有壓力與重力相結(jié)合的輸水方式，這種情況是在輸水管線沿線中途有地形高點，此時，先通過加壓泵加壓輸水至管線高點，再自流輸水至水廠水池。

1.2 合理選擇輸水方式

輸水方式的確定，應(yīng)結(jié)合工程實際情況來分析，綜合考慮水源條件、地形高差、供水水量、水壓等因素，并確保所選輸水方式符合當(dāng)?shù)氐妮斔芾硪螅@是最為基礎(chǔ)，也是確保輸水效果的主要因素［2］。

在輸水方式的確定中，可以根據(jù)設(shè)計要求使用I、Q、Z1、Z2分別表示供水距離、流量、水源水位、水廠水池水位，當(dāng)Z1＜Z2時，選擇使用水泵加壓輸水方式，并根據(jù)工程規(guī)模、管線損失等，經(jīng)過水力計算確定水泵的流量、揚程參數(shù)以及所需的加壓分級數(shù)。當(dāng)Z1＞Z2且足以克服輸水管路的輸水損耗時，應(yīng)選擇使用重力流輸水方式，以達(dá)到節(jié)能輸水的目的，但是必須要綜合分析管線水力坡度、地形坡度等方面的因素，確保輸水方式達(dá)到最佳效果。如果經(jīng)過綜合分析發(fā)現(xiàn)可以選擇使用重力輸水方式，還需結(jié)合具體的情況來確定最佳的輸水管道直徑參數(shù)，以能夠達(dá)到重力輸水的標(biāo)準(zhǔn)和要求。但是如果地形高差過大，此時應(yīng)該在管道的合理位置上布置減壓閥，以調(diào)節(jié)管道內(nèi)部的壓力。

實際工程中輸水方式的選擇，需結(jié)合具體的工程情況，綜合考慮輸水管線沿線地質(zhì)條件、地形變化、管線長度、管路損失等多種因素，通過水力計算，并經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，合理選擇，確保所選輸水方式經(jīng)濟(jì)、合理。

2 市政給排水設(shè)計中管網(wǎng)分區(qū)方案的確定

2.1 對具體階層數(shù)進(jìn)行科學(xué)選擇

市政給排水設(shè)計中，對于一些供水面積較大的城市，合理確定管網(wǎng)分區(qū)，可消除因供水區(qū)域過大造成的供水水量水壓不均衡、供水管網(wǎng)承壓能力較高、供水不節(jié)能等問題。在進(jìn)行管網(wǎng)分區(qū)設(shè)計時，首先應(yīng)該考慮到階層數(shù)方面的要求，也就是說在進(jìn)行分區(qū)系統(tǒng)設(shè)計中，第一層主要是設(shè)定為配水層，第二、三層主要是控壓減漏層、改壓體制層等，但在具體的設(shè)計方案確定中，需根據(jù)工程實際情況合理布置系統(tǒng)階層數(shù)。一旦明確了階層數(shù)，就要進(jìn)行合理的分區(qū)規(guī)模設(shè)定，此時應(yīng)該將水壓平衡的參數(shù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，綜合考慮各分區(qū)所需的供水水量、控制水壓、地形高差等因素，初步劃分供水管網(wǎng)分區(qū)［3］。

對確定好的管網(wǎng)分區(qū)方案應(yīng)結(jié)合相關(guān)水力計算不斷優(yōu)化，以確保各分區(qū)位置和進(jìn)水點能夠滿足各區(qū)域的用水需求，必要時還應(yīng)進(jìn)行相關(guān)的水力模擬運行實驗，以檢驗管網(wǎng)分區(qū)的合理性和準(zhǔn)確性。

2.2 對節(jié)能供水技術(shù)進(jìn)行科學(xué)選擇

當(dāng)前在可持續(xù)發(fā)展的背景中，節(jié)能發(fā)展與環(huán)保問題得到了人們的重視，所以，在市政給排水設(shè)計的過程中，對于管網(wǎng)分區(qū)方案的確定，也需對節(jié)水節(jié)能技術(shù)充分考慮。

首先，在設(shè)計過程中，為了達(dá)到節(jié)能供水的目的，對于分區(qū)管網(wǎng)充分考慮采用疊壓供水方式，即做到對上游管網(wǎng)余壓的充分利用，通過設(shè)置無負(fù)壓加壓設(shè)備，并采用變頻調(diào)速，根據(jù)用水情況，實施調(diào)整加壓泵運行工況，確保水泵始終在高效段運行，達(dá)到節(jié)能供水效果。

其次，在管網(wǎng)分區(qū)方案確定階段，為了將用水效率提升，在設(shè)計環(huán)節(jié)，針對設(shè)備與材料的選型，需積極采用環(huán)保理念，確保節(jié)水性能得到提升。在材料與設(shè)備的選型上，盡量選擇節(jié)水性能好的材料和設(shè)備，從而將給排水系統(tǒng)的節(jié)水效果提高。

通過上述分析可知，在管網(wǎng)分區(qū)方案確定環(huán)節(jié)，采用科學(xué)的節(jié)能供水技術(shù)，可大大減小供水能耗，減低供水運行成本。

2.3 對造價方案進(jìn)行選擇

管網(wǎng)分區(qū)方案的設(shè)計中，還需要從經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)來進(jìn)行分析，結(jié)合總體造價確定合適的工程方案，這是提升管網(wǎng)分區(qū)效果的主要措施。管網(wǎng)的分區(qū)與規(guī)劃中，應(yīng)確定合適最佳造價方案，能夠考慮到泵站的總體造價以及維護(hù)費用等方面，能夠?qū)嵤┤娴慕?jīng)濟(jì)性的評價與分析，還要綜合分析給水管網(wǎng)的一次性投資及日常運行中的電能損耗問題，了解管網(wǎng)在運行中的年平均動力費用，從而可以了解市政給排水系統(tǒng)的造價參數(shù)，選擇最為合適的造價方案，保證管網(wǎng)分區(qū)規(guī)劃的效果符合要求，提升管網(wǎng)分區(qū)總體應(yīng)用效果［4］。

3 結(jié)語

綜上所述，在市政給排水系統(tǒng)在設(shè)計中，傳統(tǒng)輸水方式和不合理的管網(wǎng)分區(qū)，導(dǎo)致供水系統(tǒng)運行效果較差，供水保障率較低，給人們的正常生活用水帶來不便。因此，對于市政給排水設(shè)計，應(yīng)該結(jié)合工程實際情況，綜合分析，合理選擇輸水管線輸水方式，并對城市管網(wǎng)合理分區(qū)，在確保供水系統(tǒng)良好運行的基礎(chǔ)上，最大程度的提升節(jié)水節(jié)能效果，以滿足現(xiàn)代社會發(fā)展節(jié)能供水要求。