市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

燕子揚(yáng)

（淄博天潤(rùn)供水有限公司，山東 淄博 255400）

市政給水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)不僅要和城市規(guī)劃相適應(yīng)，還要最大程度地保障供水系統(tǒng)可靠安全、管網(wǎng)布置經(jīng)濟(jì)合理、確保水量水壓需求等方面。在城市管網(wǎng)建設(shè)中科學(xué)合理地布置給水管網(wǎng)，在設(shè)計(jì)中合理制定給水增壓泵站，并通過(guò)合理的增壓方法，加強(qiáng)供水系統(tǒng)的可靠性和安全性，減少給水管網(wǎng)的運(yùn)行成本。強(qiáng)化水廠之間的溝通和聯(lián)系，建立大區(qū)域的環(huán)狀供水管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模全覆蓋，使得不一樣的供水區(qū)域能夠達(dá)到應(yīng)急備用的效果，一旦發(fā)生緊急用水情況時(shí)能夠從其他供水區(qū)域獲得水資源，使得供水更加安全。另外，將給水管徑進(jìn)行合理確認(rèn)，在最佳管網(wǎng)布置的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)管徑，利用管網(wǎng)水力計(jì)算使得每個(gè)管段都能夠滿足分配的供水任務(wù)，對(duì)于近遠(yuǎn)期水量、水壓要求、工程投資等方面進(jìn)行綜合考慮，進(jìn)而最終確定最佳給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)中應(yīng)該充分發(fā)揮現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，利用大數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析現(xiàn)有管網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)和實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)而制定改造方案，充分發(fā)揮管網(wǎng)的實(shí)際作用，并將老化管道及時(shí)進(jìn)行更新，通過(guò)最小成本實(shí)現(xiàn)最佳的管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化，有效減少給水管網(wǎng)的漏損，加強(qiáng)給水管網(wǎng)的供水能力，降低能源損耗，有效解決供水管網(wǎng)的問(wèn)題[1]。

1 市政給水管網(wǎng)的開(kāi)發(fā)價(jià)值

1.1 加強(qiáng)水資源的保護(hù)

在我國(guó)的發(fā)展過(guò)程中水資源是緊缺的，在城市建設(shè)中優(yōu)化給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)水資源的保護(hù)是非常有價(jià)值的，目前，城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)還不夠完善，存在生活污水、工業(yè)廢水隨意排放的問(wèn)題，造成地下水的水體受到非常嚴(yán)重的污染，進(jìn)而降低了可利用的水資源數(shù)量。在經(jīng)濟(jì)可持續(xù)化發(fā)展中保護(hù)水資源成為各項(xiàng)工作中重要的一部分，對(duì)市政給水管網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)集中輸送水廠出水，可以保證根據(jù)實(shí)際用水需求進(jìn)行合理分配，達(dá)到節(jié)約用水的效果，還能夠科學(xué)的改善水質(zhì)，有效提升水資源的利用率。構(gòu)建科學(xué)合理的給水管網(wǎng)可以將日常生活中的污水進(jìn)行收集和集中處理，使得污水經(jīng)過(guò)處理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而集中進(jìn)行污水排放，降低污水對(duì)水質(zhì)造成的影響，還可以防止胡亂排放污水，實(shí)現(xiàn)環(huán)保。另外，對(duì)污水進(jìn)行處理后，針對(duì)可以循環(huán)利用的水進(jìn)行合理回收使用，提高水資源的利用率，節(jié)省大量水資源，進(jìn)而更好地保護(hù)水資源。

1.2 提高水資源的利用率

城市建設(shè)中對(duì)于水資源的利用率是非常低的，直接影響著城市居民的生活、生產(chǎn)，使得社會(huì)的發(fā)展受到一定的限制。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，不僅沒(méi)有有效改善水資源利用率低的問(wèn)題，還增加了環(huán)境污染，在市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員更加傾向于雨水管網(wǎng)系統(tǒng)，不注重整體水循環(huán)系統(tǒng)，在給水管網(wǎng)中其他相關(guān)配套設(shè)施也存在一定的缺陷，造成給水管網(wǎng)系統(tǒng)承受高負(fù)荷壓力，嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)內(nèi)澇問(wèn)題，進(jìn)而降低了水資源的利用率，加重了城市環(huán)境污染，使得現(xiàn)代社會(huì)水資源問(wèn)題更加嚴(yán)峻，不能滿足社會(huì)水資源的利用率和用水需求，使得社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到很大影響。因此，對(duì)市政給水管網(wǎng)進(jìn)行合理開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，可以有效提高水資源的利用率，使得水資源滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展和用水需求，為城市居民提供充足的用水量。

2 市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

目前，根據(jù)多個(gè)地區(qū)的市政給水管網(wǎng)的實(shí)際情況發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)不合理、用水量的估算不科學(xué)等現(xiàn)象，在規(guī)劃市政給水管網(wǎng)時(shí)缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)性的考慮，對(duì)于發(fā)展比較快的城市給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的供水規(guī)模比較小，導(dǎo)致實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間比較短，使得市政給水管網(wǎng)的建設(shè)在短期內(nèi)需要重建，增加了建設(shè)成本。有的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中沒(méi)有充分結(jié)合具體情況，直接使用環(huán)狀管網(wǎng)，造成給水管網(wǎng)產(chǎn)生連通過(guò)度的問(wèn)題，并且在設(shè)計(jì)中對(duì)于控制閥門的應(yīng)用比較少，當(dāng)某一段的給水管網(wǎng)發(fā)生故障后，會(huì)出現(xiàn)大范圍的停水情況，使得供水管網(wǎng)管理維修的難度增加，使得居民的生活受到影響。另外，對(duì)于市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的重視程度需要提高，其設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的重視程度直接關(guān)系著給水管網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量，加強(qiáng)重視程度能夠有效提高運(yùn)行質(zhì)量。市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)和其他項(xiàng)目存在很多交叉區(qū)域，在設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生讓道的問(wèn)題，進(jìn)而影響給水管網(wǎng)的整體設(shè)計(jì)效果。在市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中管材選擇對(duì)于設(shè)計(jì)質(zhì)量有著很大的影響，現(xiàn)在對(duì)于管材選擇的科學(xué)性比較差，主要是在給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中沒(méi)有明確的管材選擇標(biāo)準(zhǔn)，在選擇管材時(shí)存在很大的隨意性，進(jìn)而影響著市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)質(zhì)量。因此，在市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中進(jìn)行要點(diǎn)分析是非常有必要的，能夠有效加強(qiáng)設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高運(yùn)行效果[2]。

3 市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

3.1 合理選擇管材

在市政給水管網(wǎng)建設(shè)中管材性能直接關(guān)系著供水穩(wěn)定性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等方面，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該充分分析管材的地質(zhì)情況和使用功能，合理地選擇管材，保障管道在后期使用中滿足供水使用需求，管道應(yīng)該具備高度的封閉性和承壓能力，達(dá)到持續(xù)供水的標(biāo)準(zhǔn)，有效解決供水過(guò)程中的漏項(xiàng)問(wèn)題。還需要具備高度的水利輸送能力，保障管網(wǎng)內(nèi)壁是光滑的，減少水頭的損失。另外，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)該對(duì)管材的經(jīng)濟(jì)性、耐久性進(jìn)行考慮，在達(dá)到供水條件的基礎(chǔ)上，盡可能地選擇實(shí)用性管材，有效節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本。對(duì)管材質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)該結(jié)合靜音效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下，柔性鑄鐵管道的隔音效果比較強(qiáng)，當(dāng)連接不同管道是會(huì)采用柔性橡膠密封圈隔離噪聲的傳遞。所以，在市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中可以選擇柔性鑄鐵管道，有效避免噪聲傳遞，達(dá)到隔音靜音的效果。目前，常見(jiàn)的管材種類有塑料管、鑄鐵管、復(fù)合管、混凝土管等，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需求科學(xué)合理地選擇管材，最大程度地保障管材的可靠性、合理性，提高管材供水的穩(wěn)定性，進(jìn)而滿足供水需求。另外，根據(jù)管材的冰凍情況、抗浮要求、材料性能等合理設(shè)計(jì)管道深埋，給水管線和其他管線不斷進(jìn)行交叉，使得管線變得復(fù)雜，導(dǎo)致管道的起伏，產(chǎn)生安全隱患，管道深埋應(yīng)該從全局角度進(jìn)行考慮，按照多順直少曲折、多平緩少陡峭的原則，有效降低水頭損失。

3.2 合理確定管徑

市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中管徑是非常重要的一方面，合理的管徑能夠保證后期供水正常運(yùn)行，有效降低能耗，在確認(rèn)管徑時(shí)應(yīng)該從多個(gè)角度綜合分析水管的系統(tǒng)化輸水量，一般情況下，公共類用水、工業(yè)用水、管道漏水以及未預(yù)見(jiàn)用水等類型的用水對(duì)于管徑的確認(rèn)存在一定的影響。首先是公共類用水，在城市居民的日常生活當(dāng)中，公共建筑用水是整體生活用水中非常重要的一部分，在給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)人員綜合分析當(dāng)?shù)氐恼w生活用水量、用水變化系數(shù)等指標(biāo)，進(jìn)而最終確認(rèn)合理的管徑。其次是工業(yè)用水，在給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮工廠的生產(chǎn)用水和人員的日常用水，并綜合分析工廠的性質(zhì)和工藝要求等方面，確保管徑的合理。最后是管道漏水和未預(yù)見(jiàn)用水，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該以當(dāng)?shù)鼐用袢粘Ｓ盟淖罡哂昧繛榛A(chǔ)，分析和計(jì)算管道漏水量和未預(yù)見(jiàn)水量，并根據(jù)建設(shè)工程要求的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)一步估算用水量，針對(duì)撒路用水、綠化用水等方面應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)氐亩喾揭蛩剡M(jìn)行考慮，如：土壤、綠化、天氣等，進(jìn)而更好地確定撒路和綠化的用水量，確保管徑設(shè)計(jì)更加合理，不僅能夠達(dá)到水壓標(biāo)準(zhǔn)，還可以降低能源損耗，節(jié)省資金支出[3]。

3.3 管網(wǎng)抗震性設(shè)計(jì)

一般情況下，市政給水管網(wǎng)是鋪設(shè)在地下，當(dāng)發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)會(huì)嚴(yán)重破壞給水管網(wǎng)，造成城市居民不能正常用水，使得工業(yè)廢水不能正常排出，如果給水管網(wǎng)不能在短期內(nèi)進(jìn)行維修，則會(huì)嚴(yán)重影響城市生活的運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，在市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要進(jìn)行抗震性設(shè)計(jì)工作，根據(jù)以往工程的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合地震災(zāi)害導(dǎo)致的破壞程度對(duì)于市政給水管網(wǎng)的整體布局進(jìn)行綜合性的設(shè)計(jì)，同時(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)管線的抗?jié)B措施。設(shè)計(jì)人員需要對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況和地震后果進(jìn)行綜合計(jì)算，利用先進(jìn)技術(shù)合理地判斷、劃分有利地段和不利地段，優(yōu)先選擇在有利地段施工，當(dāng)不能規(guī)避不利地段時(shí)應(yīng)該進(jìn)行加強(qiáng)抗震建設(shè)。同時(shí)，確保管網(wǎng)結(jié)構(gòu)滿足實(shí)際連接高度，并滿足相關(guān)政策規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，使得給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)化，想要確保給水管道的正常運(yùn)行，還應(yīng)該使得管材質(zhì)量達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，滿足抗震總體設(shè)計(jì)的要求，降低地震災(zāi)害造成的破壞程度。

3.4 管道接口設(shè)計(jì)

在給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該綜合考慮管道接口的耐腐蝕性、實(shí)用性、強(qiáng)度等方面，其直接決定著管道質(zhì)量。接口設(shè)計(jì)是非常重要的一部分，是保障給水管網(wǎng)可以順利運(yùn)行的基礎(chǔ)。一般管道接口可以分為剛性接口和柔性接口，在承插式管道中通常使用剛性接口，并且利用粘合力強(qiáng)的材料對(duì)接口進(jìn)行密封處理，如：水泥石棉，但剛性接口的不足之處就是抗彎性能比較差，在受到外力作用下非常容易出現(xiàn)裂縫，進(jìn)而發(fā)生漏水問(wèn)題。所以，在管道接口中選擇柔性接口，將器型橡膠圈放在管道接口處進(jìn)行密封處理，并且柔性接口具有一定的抗震性，能夠有效提高工程質(zhì)量。在市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中不管采用哪種接口設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員都應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行綜合分析，保障接口設(shè)計(jì)可以滿足當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)需求，達(dá)到最佳的密封程度[4]。

3.5 管線的布置

設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)給水管道的管線時(shí)應(yīng)該對(duì)城市自然環(huán)境、路面結(jié)構(gòu)、其他管線敷設(shè)等方面進(jìn)行綜合考慮，不僅能夠防止給水管線和其他管線出現(xiàn)交叉，還可以避免對(duì)路面、附屬建筑的破壞。在設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡可能地縮短管線路程，將管線敷設(shè)在道路外側(cè)，有效提高工程造價(jià)的經(jīng)濟(jì)性，并且盡量沿著現(xiàn)有道路或者規(guī)劃路進(jìn)行施工作業(yè)，方便日后對(duì)線路進(jìn)行維護(hù)和維修。針對(duì)容易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的位置要盡可能地避開(kāi)，合理利用水位高差現(xiàn)象，對(duì)于重力運(yùn)輸水可以優(yōu)先考慮，并有效將分期實(shí)施和近遠(yuǎn)實(shí)施進(jìn)行結(jié)合。在布置給水管時(shí)一般是采用兩根，并科學(xué)合理地布置連通管和閥門，在布置給水管網(wǎng)時(shí)應(yīng)該采用環(huán)球狀分布，使得供水區(qū)域被全面覆蓋，并且保障管網(wǎng)到主要用水區(qū)域的距離最短。在道路中布置干管，并在配水干管之間合理設(shè)計(jì)連接管，配水支管應(yīng)該利用15cm～20cm 的管徑，承擔(dān)超過(guò)15cm 的消防任務(wù)，使得水資源順利到達(dá)用戶和消火栓[5]。

3.6 水力計(jì)算

首先，在計(jì)算給水管網(wǎng)時(shí)應(yīng)該結(jié)合最高用水消防、最高用水的數(shù)據(jù)，在設(shè)計(jì)生活用水管網(wǎng)水壓時(shí)應(yīng)該考慮建筑樓層數(shù)量合理制定水壓，項(xiàng)目管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)30 順其控制點(diǎn)，建筑物樓層是7 層，進(jìn)而給水管網(wǎng)的水壓為30m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)最不利管段的消防和事故進(jìn)行全面的校核，針對(duì)消防應(yīng)該選擇低壓消防系統(tǒng)，確?？刂泣c(diǎn)合理控制于9m，能夠同時(shí)對(duì)三個(gè)火災(zāi)地方進(jìn)行供水。事故內(nèi)容包含實(shí)際水壓符合設(shè)計(jì)要求，下水流量占設(shè)計(jì)比例的75%，便于進(jìn)一步確認(rèn)管徑和水頭的損失，進(jìn)而選擇合理的二級(jí)泵站。其次，利用公式qs=(Q-Σq）/ΣL 計(jì)算比流量，qs 表示的是比流量，Q表示網(wǎng)管整體流量，Σq 表示大規(guī)模用戶集中用水量，ΣL 表示干管整體長(zhǎng)度。

3.7 管網(wǎng)平差計(jì)算

先將管段管徑進(jìn)行確定，日常最大供水時(shí)間應(yīng)該合理控制在7-9 小時(shí)，將用水量比設(shè)計(jì)為2100.10L/s，分析節(jié)點(diǎn)流量并初期分配流量，明確給水管網(wǎng)的管徑。然后進(jìn)行電算平差，初步分配流量之后，按照巴普洛夫斯公式計(jì)算每個(gè)管段的水頭損失，得出管段水頭損失存在一定的閉合差，通過(guò)電算平差的計(jì)算可以有效縮小或消除閉合差，且在計(jì)算時(shí)應(yīng)該以最大用水條件下的水頭損失為基礎(chǔ)，進(jìn)而合理確定二泵站的揚(yáng)程。

綜上所述，在城市建設(shè)中市政給水管網(wǎng)建設(shè)是非常重要的基礎(chǔ)設(shè)施，直接關(guān)系著城市居民的生活、生產(chǎn)，隨著現(xiàn)代化建設(shè)的不斷發(fā)展，應(yīng)該加強(qiáng)市政給水管網(wǎng)的建設(shè)，保障城市的正常運(yùn)行。在市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)中應(yīng)該注重合理選擇管材，合理確認(rèn)管徑，加強(qiáng)給水管網(wǎng)的抗震性設(shè)計(jì)，充分考慮管道接口設(shè)計(jì)和管線布置，并合理計(jì)算給水管網(wǎng)的水力和平差，有效確保給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)滿足城市用水需求，為城市居民體提供充足的水資源。