浅谈市政给水设计中输水方式的选择及管网分区

黄　超（合肥工业大学建筑设计研究院，安徽　合肥　230009）



浅谈市政给水设计中输水方式的选择及管网分区

黄超（合肥工业大学建筑设计研究院，安徽合肥230009）

市政给水工程是城市基础设施建设的重要构成，其有效性直接关系到市政各项基本建设功能的有效发挥，所以受到高度关注，输水方式和管网分区是市政给水工程的两项重要工作，其科学性直接决定市政给水系统的运行状态，本文为对市政给水设计中输水方式的选择及管网分区产生更加全面的认识，保证选择和分区的科学性，进而推动市政给水设计水平的提升，对其输水方式的选择和管网分区方案的确定两方面展开研究。

市政给水设计；输水方式；管网分区

前言

市政给水设计中的输水方式和管网分区直接关系到给水工程运行的稳定性及工程整体造价，在对管网水头损失和最小服务水头等问题深入分析的基础上，合理选择输水方式和管网分区，是保证城市供水的稳定性和持续性，最大程度发挥市政给水设计经济和社会效益的必然选择。

1　市政给水设计中输水方式的选择

1.1市政给水设计中输水方式分析

市政给水工程中输水方式的模式较多，如重力流输水、压力流输水和两者结合的输水方式在实践中均较常见，前者主要利用重力作用下生成的气流和水流达到输水目的，所以其在选择时对区域实际地形、地势等方面的情况依赖性较强［1］。后者是在自流能力不足的区域利用加压泵站使水流增压实现输水目的，其在选择的过程中对输水管、网管承载能力、地形地势变化、输水设备动力等方面具有较强的依赖性；而两者相结合的输水方式通常在地势、地形情况较为复杂的区域，具体应用结合实际情况进行设计。

1.2市政给水设计中输水方式的选择

输水方式的选择主要受到区域地形地质条件和水源条件的影响，通常情况下泵站扬程=水源水位-水厂水池水位+输水过程中的水头损失，换言之，供水水源、流量、距离和水源与水厂水池的水位都会对输水方式的选择产生影响。可见山区城市在确定最短输水路线的情况下通常选择重力流供水方式，这一方面可以达到水位高差较大的标准，另一方面也可以对其高差进行有效的应用，达到输水的目的，但其要求输水管径满足输水最大流量的要求。当山区城市重力流输水方式地形高差超出标准，需要在设计的过程中在适当的位置安置减压阀或跌水井［2］。在选择加压输水方式时，需要在经济、技术双重对比分析后把输水管分级，由单独的泵站组成独立的输水系统，在应用的过程中需要结合区域输水的实际情况对加压泵站的级数、压力方式、具体位置等，以此保证输水的稳定性，可见市政给水设计中输水方式的选择需要兼顾技术和经济两个方面，图1为某市政给水设计简图。

2　市政给水设计中管网分区分析

管网分区是将市政给水现有供水网管按照一定的原则分成若干相比独立的子区域，实现子区域用水量单独计量的管理方式，实践证明，其对提升市政给水工程的管理水平和经济效益具有重要的作用，现阶段在上海、沈阳、天津等城市已经得到较广泛的应用［3］。

2.1网管分区的原则

2.1.1区域计量分区原则

此原则是通过截断管段或将管段上阀门关闭实现网管分区对的方法，其在每个独立区域的进水管和出水管都要安装流量计，对其进行有效的监测，利用此分区方法可对给水工程中的爆管、漏水问题及时发现并准确定位，为缩减经济损失提供保证，当对区域计量分区的水压进行合理控制的情况下，可实现管网运行处于最优的压力状态。

图1　某市政给水设计简图

2.1.2压力分区原则

此原则主要结合区域地形和用户对水压的要求差异进行分区，另外在以漏失率控制为重点的区域也可以应用此网管分区原则，此原则的实现建立在给水管网压力和漏失率两者之间具有显著的正比例关系的基础上，结合区域地形高程或等压线分布的实际情况，将整体管网分成若干子系统，在对压力分区的压力进行有效控制的基础上，是管网整体的平均水压下降，缩减管网漏失率。

2.1.3管理分区原则

以上两种管网分区的方式现阶段虽然在国外已经得到较广泛的应用，而且管网分区的效果也得到验证，相关技术较为成熟，但由于我国幅员辽阔、在人口众多的大城市应用工程量巨大，而且管理的难度非常发，所以我国结合实际状况提出管理分区原则，即利用区域已有明显边界线对管网进行分区，此原则可最大限度的简化市政给水工程的管理难度，但由于其在管网分区的过程中能够忽视水利条件、成本节约、供水运行效率、管网压力平衡等问题。

2.2市政给水设计中管网分区方案的确定

2.2.1选择区域系统阶层数

目前我国市政给水管网系统主要采用二阶层系统：其第一阶层的主要功能是落实合理配水；第二阶层的功能是实现空压、改压，在具体选择区域系统阶层数时应结合实际市政给水设计中网管规模、资金投入等因素进行。

2.2.2确定区域规模

为提升管网中水压的均衡效果，在确定分区规模的过程中要保证用户水压；而市政给水施工为避免发生事故要对漏水量进行针对性的控制；在具体划分区域规模的过程中要结合供水区域的地形，对供水方式的优化产生更加全面的认识，结合管道水头损失和进水点位置等确定具体的区域规模，现阶段考虑到功能过程中的节能，对低压供水方式在供水方案中进行了有意识的推广。在具体网管分区的过程中要结合分区的蛛网流量进行定期的采集、记录，这是确定区域规模的有效依据。

2.2.3确定位置和进水点数量

控制区域内进水点数量、水压、流量等是防止市政给水建设中意外事故发生，提升供水安全性的有效途径，其要求在管网分区的过程中合理的缩减进水点的数量，通过大量实践发现在单点进水的情况下确定进水管的水压控制点和位置效果最为理想；而多点进水情况下可有效的提升用水安全性，将其应用于事故多发区有利于对应急突发事故进行有效的处理，而且在用水量的变化幅度过大时也有利于直接的管理。

2.2.4确定管网区域边界

区域实际的地形类型、地面高度变化、现有水厂的供水能力、区域用户的用水类型、水压分界线的高低等实际数据都会对管网区域边界的确定产生影响，所以在实际应用的过程中要结合实际情况进行。

2.2.5优化调整区域方案

市政给水设计中的网管分区方案在确定后要对其合理性进行检验，并结合检验结果和模拟计算结果对其进行合理的优化，在优化的过程中不能只以管道优化为重点，要将管道、闸断所设置的供水设施等都视为优化的对象，在优化的过程中要考虑到网管内存在死水，会影响水的质量，对输水压力等方面产生干扰，所以在网管末端要有意识的设置有效的排水设备。

2.2.6市政给水管网应采用节水技术

随着可持续发展理念的逐步落实，现阶段在市政给水设计网管分区中也体现了节约用水的理念，考虑到减少建筑用水、提升水资源利用效率、杜绝水体浪费是节约用水的主要途径，在网管分区中主要通过利用节水设备和叠压供水的方式实现节水目的，例如在市政给水设计的过程中应积极选用功能性节水设备和材料；在供水过程中舍弃传统蓄水池结构，将水厂和用户的供水龙头组成严密封闭的系统，降低水体二次污染的可能；将地热能、太阳能等可再生资源应用于建筑热水供应中，实现水体的自然循环，降低传统能耗等。

2.3结合工程案例，分析市政给水设计中管网分区方案

某项市政工程建筑整体分为26层，市政管网压力为30m，每层层高为3m，在进行网管分区的过程中，结合网管分区的原则和市政工程的要求，确定为首层的高程为10m，第二层的高程为2m，以上分层高程均为4m，二次每分层压力在0.35MPa以下，特殊情况也不超过0.45MPa，而且每个分层在10层以内，考虑到市政管网的压力为30m，所以在网管分层中确定1～6层为直供，而7～16层为二供低区、17～26层为二供高区，实践证明，此网管分区效果非常理想，保证各层正常供水。

3　结论

通过上述分析可以发现，市政给水设计中输水方式和网管分区方案的选择直接关系到其整个工程的稳定性，在进行输水方式选择时要兼顾技术和经济，并结合城市规划的实际情况对输水距离方式等进行合理的选择；而在网管分区方案确定过程中，要以经济因素为重点，以此保证市政给水工程的经济、社会效益。

［1］李 倩．市政给水设计中输水方式的选择及管网分区方案的确定［J］．黑龙江科技信息，2013，06：270．

［2］李明才．市政给水设计中输水方式的选择和管网分区方案的确定［J］．科技创新与应用，2014，08：127．

［3］张方红．市政给排水设计中输水方式的选择及管网分区方案的确定分析［J］．江西建材，2014，19：46+48．

2016-4-1

TU991.33

A

2095-2066（2016）12-0168-02