市政給水管道布置設計要點及技術措施

馬逢樂

（安慶供水集團公司，安徽 安慶 246004）

引言

在經(jīng)濟全球化發(fā)展的帶動下，我國城市化建設步伐日益加快，規(guī)模逐步擴大。由于排水系統(tǒng)既可以保證暴雨天氣下雨水的積累，又可以有效地保護城市道路，減輕交通壓力，所以它是城市化建設的重要組成部分。排水管道設計是排水管道建設的重要基礎，是保證排水管道質量的決定因素。排水管網(wǎng)的質量好壞直接影響到市政建設。伴隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，排水工程設計的需求也越來越大。但近年來的資料表明，排水工程設計已不能滿足當前的蓄水要求。同時，在一個資源相對匱乏的時代，由于不必要的工程設計，在排水工程的使用期間或后期維修都會造成大量的水資源消耗。所以發(fā)展節(jié)能給排水技術是大勢所趨。針對市政給水管網(wǎng)當中的設計要點進行探討分析，對未來城市的整體發(fā)展和城市化建設都有積極影響。

一、給水系統(tǒng)

由于水是不可再生資源，因此在設計供水系統(tǒng)時，有必要對城市的具體情況進行分析和綜合調查。例如，可以在雨季收集和存儲水資源，那些需要消耗水資源的行業(yè)可以在雨季集中生產(chǎn)。在水資源分配不均的情況下，為了維持水資源的平衡利用，市政當局必須在優(yōu)化水資源分配方面進行合理規(guī)劃，并科學地預測和評估水量。

二、城市給水的設計原則

給水工程對城市居民的影響和意義是很大的。給水工程可以以最快的速度排出城市地面的雨水，在一定程度上保護了居民的生活環(huán)境。城鎮(zhèn)給水工程設計應嚴格遵循以下原則：（1）管理體制合理，流域劃分清晰，排水方向和排水口設計科學；（2）熟悉城市道路情況，能盡快合理設計排水溝；（3）雨污分流工程設計，首先要對城市雨污分流及道路積水有一定的了解，然后根據(jù)徑流系數(shù)及相關公式進行給水設計。在確定排水管埋深的基礎上，充分考慮坡度，進行排水管鋪設設計。應充分考慮位移因素，根據(jù)施工要求和設計，結合城市的具體情況，做出最合理的設計，保證所設計的給水工程不僅具有較強的可操作性，而且能達到理想的使用效果。設計污水工程時，應充分了解污水排放標準，并考慮管道的飽和度、流量等因素，確定最小管徑、最小設計坡度和埋深，以盡可能減少費用，縮短工期，達到設計要求。

三、市政給水管網(wǎng)的充分開發(fā)價值

（1）全面提升水資源利用率?，F(xiàn)階段我國的城市化建設快速發(fā)展，但由于城市基礎設施的建設跟不上城市規(guī)模擴張的速度，因此我國現(xiàn)階段水資源的利用率依然處于較低的狀態(tài)。從當前情況來看，我國市政的給水設計工作過于依賴雨水管網(wǎng)設計系統(tǒng)，這也意味著市政部門對于整體水循環(huán)系統(tǒng)并沒有足夠的重視。與其相對應的配套設施同樣存在著一些不足之處，這就導致城市污水管網(wǎng)系統(tǒng)在實際工作過程當中會面臨巨大的壓力，嚴重的可能導致內澇的情況出現(xiàn)。從宏觀的角度出發(fā)解讀這一背景，它不僅會影響到城市的環(huán)境，同樣對于我國整體的水資源問題都會帶來十分嚴峻的考驗。市政給水管網(wǎng)的科學設計會使城市水資源的利用更加高效化。（2）有利于水資源保護工作我國現(xiàn)階段的缺水狀況十分嚴峻，水資源的保護工作具有極強的現(xiàn)實性意義。由于當前階段我國的城市化建設過程依然存在一定的弊端和局限性，基礎設施建設的不足導致生活污水、工業(yè)廢水隨意排放的情況并不少見，這也導致在后續(xù)過程中相應的水體出現(xiàn)十分嚴重的污染情況。通過科學建設給水管網(wǎng)，針對日常生活中出現(xiàn)的各種污水進行集中性處理，并在符合相應的排放標準之后進行集中性排放。

四、市政給水管道布置的技術措施

（一）確定管徑

給水管網(wǎng)設計的過程中，確定合理管徑十分關鍵，對后續(xù)供水工作的有序開展和能耗的降低都有十分重要的意義。對管徑進行確認時，必須要對水管的系統(tǒng)化輸水量進行多方面分析。在常規(guī)情況下，有以下幾種類型的用水會影響到管徑的最終確定：（1）公共類用水。在居民日常生活中，公共性建筑用水將會是整體生活用水當中一個關鍵的部分，設計人員應當針對本地區(qū)的總體生活用水量以及變化系數(shù)等進行分析。（2）管道漏水以及未預見用水。一般情況下，設計人員應當將該地區(qū)居民的日常用水最高量當作基礎，進一步開展管道漏水量以及未預見水量的計算，設計人員還應立足于工程要求的標準規(guī)范對用水量進行確定估算。對綠化用水以及撒路用水，設計人員要充分考慮到本地區(qū)的天氣、綠化、土壤等多種情況，并對這兩部分水量加以確定。（3）工業(yè)用水。在實際設計過程中，工廠人員的日常性用水以及生產(chǎn)性用水，應當針對不同工廠的性質以及工藝要求等進行綜合分析。

（二）在供水系統(tǒng)中的應用

城市給水工程應用節(jié)能給水技術，首先要充分把握城市發(fā)展和水資源需求，通過數(shù)據(jù)分析，有效地估算城市的用水量，并根據(jù)實際需要合理規(guī)劃給水方式。城市供水方式主要有：（1）利用市政管網(wǎng)壓力直接供水，由于方便、經(jīng)濟、方便而被廣泛采用；（2）采用平衡水壓分區(qū)法降低水壓；（3）采用儲罐供水，促進新能源的高效利用。為了更好地實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，我國近年來加大了對新能源的開發(fā)利用力度，越來越多的新能源被應用到各個領域。供水系統(tǒng)應根據(jù)實際情況合理選用新能源，以提高節(jié)能環(huán)保的效果。太陽能作為應用最廣泛的一種新能源，對供水系統(tǒng)中的熱水供應起著重要作用。在供水系統(tǒng)中，高效利用太陽能提供熱水，不僅可以達到節(jié)能環(huán)保的效果，而且可以減少其他能源的消耗，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。不同的城市有所不同，供水系統(tǒng)的設計，應根據(jù)不同城市的實際情況而定。一些人口快速增長的城市，住宅建筑以高層建筑為主。為保證生活用水的順利供應，高層建筑應選擇適當?shù)亩喂┧?。為了避免浪費水資源，必須進行節(jié)能設計，合理地控制城市管網(wǎng)壓力可以控制供水，也可采用不同樓層供水，以滿足不同樓層用戶用水需求。

（三）市政給水管網(wǎng)

影響給水管網(wǎng)設計工作的因素比較多，其中一項重要因素是城鄉(xiāng)之間的差異，面對這種現(xiàn)象，在設計給水管網(wǎng)的時候就需要充分結合城市的實際發(fā)展情況開展相應的設計工作。城市中用戶集中的區(qū)域用水量也相對較大，因此，管道交叉現(xiàn)象比較明顯，這就需要做好管道安全方面的處理工作，實現(xiàn)合理布設，在這些地區(qū)會用到環(huán)狀管網(wǎng)。而對于鄉(xiāng)鎮(zhèn)用戶分散的情況，再加上經(jīng)濟水平的限制，會使用對安全性要求不高并且結構簡單、成本低廉的樹狀管網(wǎng)。但是樹狀管網(wǎng)的供水安全性不高，并且水利條件差，因此，這也是樹狀管網(wǎng)不適合用在城市中的主要原因。由此可見，無論是環(huán)狀管網(wǎng)還是樹狀管網(wǎng)都各有利弊。對于給水管網(wǎng)的設計，應該結合實際情況綜合考慮后再做出選擇。應該在允許的范圍內盡量減少管道長度，并且要嚴格把控設計細節(jié)，完善設計施工圖紙。

（四）抗震性設計

給水管網(wǎng)一般鋪設在地下，一旦出現(xiàn)地震災害將會對給水管網(wǎng)造成極大的破壞，導致居民無法獲取到生活用水，工業(yè)廢水等也無法排出，如果短時間內沒有得到維修，會導致城市生活無法運轉。所以設計人員應當針對給水管網(wǎng)開展抗震設計工作，結合以往的工程經(jīng)驗，對地震災害所造成的破壞情況，綜合性設計市政給水管網(wǎng)的整體布局，并針對管線的抗?jié)B措施進行強化。首先，設計人員要綜合計算本地區(qū)的實際地質情況、地震帶來的影響，并通過應用先進的工程判斷技術對有利、不利地段進行劃分，盡可能選擇在有利地段進行施工，如果最終確定無法避開該地段，則應當針對管網(wǎng)設計區(qū)域來構建合理的抗震建設。另外，保障管網(wǎng)結構的構建能夠與實際連接的高度相符合，要達到相關政策規(guī)定的標準，盡可能達到設計最優(yōu)化。最后，保障管材的質量符合相關標準，這是后續(xù)給水管道工作能否正常運行的前提，管材的質量必須符合抗震的總體設計要求。

五、市政給水管道布置設計節(jié)能措施

（一）選擇正確的設計方案

在市政給水設計工作中，要選擇正確的設計方案，從而增強給水設計的效果和質量。在市政給水中，要注意提升污水處理能力和城市道路本身的排水能力，防止在城市中出現(xiàn)較為大面積的積水。暴雨季節(jié)下雨較為頻繁的城市要適當提高城市的排水能力，在實際給水規(guī)劃時，需要認真調查這一地區(qū)的氣候情況和水文地質情況等，精準地計算各個區(qū)域的最大排水需求量，根據(jù)排水需求量合理地選擇排水管道的位置和型號大小等，從而使城市可以應對暴雨等惡劣的天氣。在提升排水污水處理能力時，要增強城市規(guī)劃的效果和水平，以環(huán)保性為主要原則完善城市中的基礎配套設施，從而使得污水處理能力能夠得到有效地增強。相關工作人員在實際工作中要深入地挖掘城市給水系統(tǒng)在空間上的潛能，進一步完善城市規(guī)劃的內涵，從而進一步協(xié)調排水設計，提升城市排水系統(tǒng)設計的效果和水平。如果在實際給水設計時遇到諸多困難的話，那么可以構建三維立體模型，更加立體地了解城市當前的面貌以及主要的發(fā)展特點，從而對設計方案進行有效的完善和調整。這樣一來不僅可以突破以往給水設計中的局限之處，還有助于使市政給水設計更加滿足實施工作需求和工作要求，在空間和時間上進行合理規(guī)劃，防止給水管道在后續(xù)使用時存在諸多的問題，進一步協(xié)調排水系統(tǒng)和城市的發(fā)展特點。在完成設計方案之后需要密切關注現(xiàn)場的實施情況，不斷完善給水設計方案，促進城市的不斷發(fā)展。

（二）城市道路給水設計

城市道路是城市防汛、防澇的主要區(qū)域，是內澇的主要區(qū)域，對城市居民的日常出行影響極大。在結合海綿城市理念設計中應把握三個方面。1）加強路面設計。在不降低道路設計標準的同時，從設計入手提升路面的滲水性能，降低路面的鋼化率，使雨水不僅僅依賴排水管道，而是及時進入水系的生態(tài)循環(huán)。同時，防止雨水的滲入對道路基礎產(chǎn)生影響，要利用排水系統(tǒng)排出路面，注意路基排水裝置的設計，在路面加入防水材料層。2）加強綠化帶設計。綠化地帶對雨水有收集、凈化、蓄積的作用，設計時應注意控制綠化帶與路面的高度差，確保路面雨水的有效利用。綠化土層鋪設可仿效天然水凈化的原則，將細土和砂石分別鋪于上中兩層，底部安裝滲透裝置，使水分能回滲到地下。3）設置銜接帶。在地形落差較大的區(qū)域，可以在道路和綠化帶之間建設銜接帶連接。銜接帶主要有三種形式，第一，排水緩沖連接帶。在地形下沉區(qū)較大的排水薄弱節(jié)點，銜接帶的設置可以緩沖雨水瞬時徑流過大所導致的短期排水壓力。第二，設置雨水內滲銜接帶。若能將先進科學技術應用于綠化帶、下沉綠地、生活區(qū)和道路交通集聚區(qū)，可提高雨水的滲透性。第三，設置凈水的蓄水池銜接帶。特別是在水資源短缺或污染嚴重的地區(qū)，更需要設置蓄水凈水銜接帶，才能保證給水平衡和水質安全。

（三）提高能源利用率

水資源可持續(xù)開發(fā)利用是城市發(fā)展和建設的重要內容。水資源保護是國家可持續(xù)發(fā)展的需要，是全社會的共同責任。通過對城市歷年總用水量的分析，合理控制城市水資源利用規(guī)劃，包括居民用水和企業(yè)用水。在城市人口增長和企業(yè)發(fā)展的情況下，隨著用水量的變化趨勢，城市用水量得到了有效控制。要控制總量，調整水價，實行分段收費，提高定額水價。通過提高收費標準，有效遏制了水資源的浪費。城鎮(zhèn)給水工程施工應提高施工人員的技術水平，加強節(jié)能意識的宣傳，合理使用節(jié)能技術，確保給水系統(tǒng)的節(jié)能效果。給水系統(tǒng)的設計可直接或間接地采用給水方式，并可根據(jù)不同地區(qū)的實際情況進行有效調節(jié)。對壓力泵進行維護，不僅要做好給水系統(tǒng)的節(jié)能工作，而且要保證其運行效率。排水管道應根據(jù)設計要求選擇直槽、梯形槽和混槽形式，并有專業(yè)監(jiān)理人員監(jiān)督，保證排水管道符合規(guī)范要求。從給水角度來看，實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用勢在必行，它是水資源再規(guī)劃的重要保障。比如熱水系統(tǒng)的排水。用熱水時，冷水首先沉淀在出口，再排出，造成大量冷水的浪費。加強冷水循環(huán)，可有效提高冷水利用率。有些區(qū)域的給水冷水部分與冷卻塔相連，而多余的冷水則用于輔助冷卻塔。冷卻塔冷卻區(qū)的水量將從冷卻塔吸收熱量，進行一定程度的熱處理，有效地滿足熱水需求，為充分利用冷水循環(huán)的節(jié)能優(yōu)勢，應重新投入使用。

（四）全面設計綠化帶給水做好綠植養(yǎng)護

現(xiàn)階段綠化地帶也是市政給水設計的重點。工作人員要提高重視程度，分析其作用，在遵循現(xiàn)階段給水設計標準的基礎上，注重整體控制，改善整體性能，以適應現(xiàn)階段發(fā)展的需要。對于海綿城市概念的靈活運用，設計者在設計時主要從幾個方面進行研究。①海綿城市之雨水花園設計。如果可以在城市公園中建造一些灌木和其他植物，則可以使用植物的根系來增強雨水的保持能力。②海綿城市之屋頂綠化設計。像雨花園一樣，綠色屋頂設計有效利用了綠色空間的蓄水作用，以減輕徑流壓力，避免洪水，促進雨水蒸發(fā)并改善城市空氣質量。③海綿城市之生態(tài)滯留區(qū)設計。通過利用淺水區(qū)的洼地來儲存水資源并控制雨水的流出，雨水塘，雨水沼澤和種植溝被加速城市雨水向地下的滲透。

結語

總之，在市政給排水工程中，為了保證城市的日常供水、排水，提高城市居民的生活質量，對給排水進行合理的設計，加快城市基礎設施建設，具有重要意義。高效節(jié)能排水技術在給排水系統(tǒng)中的有效應用，可以在保證市政給排水質量的基礎上實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)布局合理，給水方式合理，能有效利用新能源，在城市給排水系統(tǒng)中合理應用污水處理技術等可以有效提高系統(tǒng)的節(jié)能效果。今后城市給排水工程應加強節(jié)能設計研究，以實現(xiàn)水資源的可持續(xù)發(fā)展。