黃　超（合肥工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，安徽　合肥　230009）

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淺談市政給水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)

黃超（合肥工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，安徽合肥230009）

市政給水工程是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要構(gòu)成，其有效性直接關(guān)系到市政各項(xiàng)基本建設(shè)功能的有效發(fā)揮，所以受到高度關(guān)注，輸水方式和管網(wǎng)分區(qū)是市政給水工程的兩項(xiàng)重要工作，其科學(xué)性直接決定市政給水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，本文為對(duì)市政給水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)產(chǎn)生更加全面的認(rèn)識(shí)，保證選擇和分區(qū)的科學(xué)性，進(jìn)而推動(dòng)市政給水設(shè)計(jì)水平的提升，對(duì)其輸水方式的選擇和管網(wǎng)分區(qū)方案的確定兩方面展開研究。

市政給水設(shè)計(jì)；輸水方式；管網(wǎng)分區(qū)

前言

市政給水設(shè)計(jì)中的輸水方式和管網(wǎng)分區(qū)直接關(guān)系到給水工程運(yùn)行的穩(wěn)定性及工程整體造價(jià)，在對(duì)管網(wǎng)水頭損失和最小服務(wù)水頭等問題深入分析的基礎(chǔ)上，合理選擇輸水方式和管網(wǎng)分區(qū)，是保證城市供水的穩(wěn)定性和持續(xù)性，最大程度發(fā)揮市政給水設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的必然選擇。

1　市政給水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇

1.1市政給水設(shè)計(jì)中輸水方式分析

市政給水工程中輸水方式的模式較多，如重力流輸水、壓力流輸水和兩者結(jié)合的輸水方式在實(shí)踐中均較常見，前者主要利用重力作用下生成的氣流和水流達(dá)到輸水目的，所以其在選擇時(shí)對(duì)區(qū)域?qū)嶋H地形、地勢等方面的情況依賴性較強(qiáng)［1］。后者是在自流能力不足的區(qū)域利用加壓泵站使水流增壓實(shí)現(xiàn)輸水目的，其在選擇的過程中對(duì)輸水管、網(wǎng)管承載能力、地形地勢變化、輸水設(shè)備動(dòng)力等方面具有較強(qiáng)的依賴性；而兩者相結(jié)合的輸水方式通常在地勢、地形情況較為復(fù)雜的區(qū)域，具體應(yīng)用結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.2市政給水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇

輸水方式的選擇主要受到區(qū)域地形地質(zhì)條件和水源條件的影響，通常情況下泵站揚(yáng)程=水源水位-水廠水池水位+輸水過程中的水頭損失，換言之，供水水源、流量、距離和水源與水廠水池的水位都會(huì)對(duì)輸水方式的選擇產(chǎn)生影響?？梢娚絽^(qū)城市在確定最短輸水路線的情況下通常選擇重力流供水方式，這一方面可以達(dá)到水位高差較大的標(biāo)準(zhǔn)，另一方面也可以對(duì)其高差進(jìn)行有效的應(yīng)用，達(dá)到輸水的目的，但其要求輸水管徑滿足輸水最大流量的要求。當(dāng)山區(qū)城市重力流輸水方式地形高差超出標(biāo)準(zhǔn)，需要在設(shè)計(jì)的過程中在適當(dāng)?shù)奈恢冒仓脺p壓閥或跌水井［2］。在選擇加壓輸水方式時(shí)，需要在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)雙重對(duì)比分析后把輸水管分級(jí)，由單獨(dú)的泵站組成獨(dú)立的輸水系統(tǒng)，在應(yīng)用的過程中需要結(jié)合區(qū)域輸水的實(shí)際情況對(duì)加壓泵站的級(jí)數(shù)、壓力方式、具體位置等，以此保證輸水的穩(wěn)定性，可見市政給水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇需要兼顧技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面，圖1為某市政給水設(shè)計(jì)簡圖。

2　市政給水設(shè)計(jì)中管網(wǎng)分區(qū)分析

管網(wǎng)分區(qū)是將市政給水現(xiàn)有供水網(wǎng)管按照一定的原則分成若干相比獨(dú)立的子區(qū)域，實(shí)現(xiàn)子區(qū)域用水量單獨(dú)計(jì)量的管理方式，實(shí)踐證明，其對(duì)提升市政給水工程的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益具有重要的作用，現(xiàn)階段在上海、沈陽、天津等城市已經(jīng)得到較廣泛的應(yīng)用［3］。

2.1網(wǎng)管分區(qū)的原則

2.1.1區(qū)域計(jì)量分區(qū)原則

此原則是通過截?cái)喙芏位驅(qū)⒐芏紊祥y門關(guān)閉實(shí)現(xiàn)網(wǎng)管分區(qū)對(duì)的方法，其在每個(gè)獨(dú)立區(qū)域的進(jìn)水管和出水管都要安裝流量計(jì)，對(duì)其進(jìn)行有效的監(jiān)測，利用此分區(qū)方法可對(duì)給水工程中的爆管、漏水問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確定位，為縮減經(jīng)濟(jì)損失提供保證，當(dāng)對(duì)區(qū)域計(jì)量分區(qū)的水壓進(jìn)行合理控制的情況下，可實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)運(yùn)行處于最優(yōu)的壓力狀態(tài)。

圖1　某市政給水設(shè)計(jì)簡圖

2.1.2壓力分區(qū)原則

此原則主要結(jié)合區(qū)域地形和用戶對(duì)水壓的要求差異進(jìn)行分區(qū)，另外在以漏失率控制為重點(diǎn)的區(qū)域也可以應(yīng)用此網(wǎng)管分區(qū)原則，此原則的實(shí)現(xiàn)建立在給水管網(wǎng)壓力和漏失率兩者之間具有顯著的正比例關(guān)系的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域地形高程或等壓線分布的實(shí)際情況，將整體管網(wǎng)分成若干子系統(tǒng)，在對(duì)壓力分區(qū)的壓力進(jìn)行有效控制的基礎(chǔ)上，是管網(wǎng)整體的平均水壓下降，縮減管網(wǎng)漏失率。

2.1.3管理分區(qū)原則

以上兩種管網(wǎng)分區(qū)的方式現(xiàn)階段雖然在國外已經(jīng)得到較廣泛的應(yīng)用，而且管網(wǎng)分區(qū)的效果也得到驗(yàn)證，相關(guān)技術(shù)較為成熟，但由于我國幅員遼闊、在人口眾多的大城市應(yīng)用工程量巨大，而且管理的難度非常發(fā)，所以我國結(jié)合實(shí)際狀況提出管理分區(qū)原則，即利用區(qū)域已有明顯邊界線對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)，此原則可最大限度的簡化市政給水工程的管理難度，但由于其在管網(wǎng)分區(qū)的過程中能夠忽視水利條件、成本節(jié)約、供水運(yùn)行效率、管網(wǎng)壓力平衡等問題。

2.2市政給水設(shè)計(jì)中管網(wǎng)分區(qū)方案的確定

2.2.1選擇區(qū)域系統(tǒng)階層數(shù)

目前我國市政給水管網(wǎng)系統(tǒng)主要采用二階層系統(tǒng)：其第一階層的主要功能是落實(shí)合理配水；第二階層的功能是實(shí)現(xiàn)空壓、改壓，在具體選擇區(qū)域系統(tǒng)階層數(shù)時(shí)應(yīng)結(jié)合實(shí)際市政給水設(shè)計(jì)中網(wǎng)管規(guī)模、資金投入等因素進(jìn)行。

2.2.2確定區(qū)域規(guī)模

為提升管網(wǎng)中水壓的均衡效果，在確定分區(qū)規(guī)模的過程中要保證用戶水壓；而市政給水施工為避免發(fā)生事故要對(duì)漏水量進(jìn)行針對(duì)性的控制；在具體劃分區(qū)域規(guī)模的過程中要結(jié)合供水區(qū)域的地形，對(duì)供水方式的優(yōu)化產(chǎn)生更加全面的認(rèn)識(shí)，結(jié)合管道水頭損失和進(jìn)水點(diǎn)位置等確定具體的區(qū)域規(guī)模，現(xiàn)階段考慮到功能過程中的節(jié)能，對(duì)低壓供水方式在供水方案中進(jìn)行了有意識(shí)的推廣。在具體網(wǎng)管分區(qū)的過程中要結(jié)合分區(qū)的蛛網(wǎng)流量進(jìn)行定期的采集、記錄，這是確定區(qū)域規(guī)模的有效依據(jù)。

2.2.3確定位置和進(jìn)水點(diǎn)數(shù)量

控制區(qū)域內(nèi)進(jìn)水點(diǎn)數(shù)量、水壓、流量等是防止市政給水建設(shè)中意外事故發(fā)生，提升供水安全性的有效途徑，其要求在管網(wǎng)分區(qū)的過程中合理的縮減進(jìn)水點(diǎn)的數(shù)量，通過大量實(shí)踐發(fā)現(xiàn)在單點(diǎn)進(jìn)水的情況下確定進(jìn)水管的水壓控制點(diǎn)和位置效果最為理想；而多點(diǎn)進(jìn)水情況下可有效的提升用水安全性，將其應(yīng)用于事故多發(fā)區(qū)有利于對(duì)應(yīng)急突發(fā)事故進(jìn)行有效的處理，而且在用水量的變化幅度過大時(shí)也有利于直接的管理。

2.2.4確定管網(wǎng)區(qū)域邊界

區(qū)域?qū)嶋H的地形類型、地面高度變化、現(xiàn)有水廠的供水能力、區(qū)域用戶的用水類型、水壓分界線的高低等實(shí)際數(shù)據(jù)都會(huì)對(duì)管網(wǎng)區(qū)域邊界的確定產(chǎn)生影響，所以在實(shí)際應(yīng)用的過程中要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行。

2.2.5優(yōu)化調(diào)整區(qū)域方案

市政給水設(shè)計(jì)中的網(wǎng)管分區(qū)方案在確定后要對(duì)其合理性進(jìn)行檢驗(yàn)，并結(jié)合檢驗(yàn)結(jié)果和模擬計(jì)算結(jié)果對(duì)其進(jìn)行合理的優(yōu)化，在優(yōu)化的過程中不能只以管道優(yōu)化為重點(diǎn)，要將管道、閘斷所設(shè)置的供水設(shè)施等都視為優(yōu)化的對(duì)象，在優(yōu)化的過程中要考慮到網(wǎng)管內(nèi)存在死水，會(huì)影響水的質(zhì)量，對(duì)輸水壓力等方面產(chǎn)生干擾，所以在網(wǎng)管末端要有意識(shí)的設(shè)置有效的排水設(shè)備。

2.2.6市政給水管網(wǎng)應(yīng)采用節(jié)水技術(shù)

隨著可持續(xù)發(fā)展理念的逐步落實(shí)，現(xiàn)階段在市政給水設(shè)計(jì)網(wǎng)管分區(qū)中也體現(xiàn)了節(jié)約用水的理念，考慮到減少建筑用水、提升水資源利用效率、杜絕水體浪費(fèi)是節(jié)約用水的主要途徑，在網(wǎng)管分區(qū)中主要通過利用節(jié)水設(shè)備和疊壓供水的方式實(shí)現(xiàn)節(jié)水目的，例如在市政給水設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)積極選用功能性節(jié)水設(shè)備和材料；在供水過程中舍棄傳統(tǒng)蓄水池結(jié)構(gòu)，將水廠和用戶的供水龍頭組成嚴(yán)密封閉的系統(tǒng)，降低水體二次污染的可能；將地?zé)崮?、太陽能等可再生資源應(yīng)用于建筑熱水供應(yīng)中，實(shí)現(xiàn)水體的自然循環(huán)，降低傳統(tǒng)能耗等。

2.3結(jié)合工程案例，分析市政給水設(shè)計(jì)中管網(wǎng)分區(qū)方案

某項(xiàng)市政工程建筑整體分為26層，市政管網(wǎng)壓力為30m，每層層高為3m，在進(jìn)行網(wǎng)管分區(qū)的過程中，結(jié)合網(wǎng)管分區(qū)的原則和市政工程的要求，確定為首層的高程為10m，第二層的高程為2m，以上分層高程均為4m，二次每分層壓力在0.35MPa以下，特殊情況也不超過0.45MPa，而且每個(gè)分層在10層以內(nèi)，考慮到市政管網(wǎng)的壓力為30m，所以在網(wǎng)管分層中確定1～6層為直供，而7～16層為二供低區(qū)、17～26層為二供高區(qū)，實(shí)踐證明，此網(wǎng)管分區(qū)效果非常理想，保證各層正常供水。

3　結(jié)論

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，市政給水設(shè)計(jì)中輸水方式和網(wǎng)管分區(qū)方案的選擇直接關(guān)系到其整個(gè)工程的穩(wěn)定性，在進(jìn)行輸水方式選擇時(shí)要兼顧技術(shù)和經(jīng)濟(jì)，并結(jié)合城市規(guī)劃的實(shí)際情況對(duì)輸水距離方式等進(jìn)行合理的選擇；而在網(wǎng)管分區(qū)方案確定過程中，要以經(jīng)濟(jì)因素為重點(diǎn)，以此保證市政給水工程的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

［1］李 倩．市政給水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)方案的確定［J］．黑龍江科技信息，2013，06：270．

［2］李明才．市政給水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇和管網(wǎng)分區(qū)方案的確定［J］．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，08：127．

［3］張方紅．市政給排水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)方案的確定分析［J］．江西建材，2014，19：46+48．

2016-4-1

TU991.33

A

2095-2066（2016）12-0168-02