市政给排水设计中输水方式的选择与管网分区探讨

宾诃毅

湖南省建筑科学研究院 湖南 长沙 410000

前言

作为维持城市正常运行的生命线，供水系统的合理性是城市现代化发展的基础。随着城市规模的不断扩大，人口基数的不断增加，对市政给排水的要求也越来越高，在进行给排水设计过程中，不仅要结合城市当前现状，进行输水方式的选择，而且需要考虑未来城市发展方向，合理进行管网的分区优化。因此，研究分析市政给排水设计中输水方式的选择与管网分区具有重要的现实意义。

1 常见的输水的方式

在市政给排水设计过程中，根据动力方式的不同，可以将输水方式分为三种。具体情况如下所示：

1.1 重力输水

顾名思义，就是利用水自身的重力而进行输水的方式。它的动力来源主要是依靠水的重力作用。相比较而言，该种输水方式对城市的地形地貌要求较高，必须具有一定的高度差，实现水从高处往低处自行流动的目的。在重力流输水过程中，由于地势差的原因，使管网内的水受到重力的作用，产生流动，从而实现从储水位置流动到终端使用设备的目的。其优点是节约了能源，运行成本较低，缺失是对地势要求较高，且较难对供水量进行控制。

1.2 压力输水

所谓压力输水，就是通过人工加压，使得水受到压力的推动，流向各个用水终端的目的。现阶段，压力输水的方式被广泛应用到市政给排水设计当中。一方面压力输水运行的稳定性较高，且适应性较高，可以满足各种地势的输水要求；另外一方面可以实现对水流和供水量的控制，有效节约了水资源，避免水资源产生浪费。其缺点是不仅施工成本较高，需要在市政给排水管网中合理进行加压点位置的设置，而且对管网的管道质量要求较高，确保其可以在较高的压力作用下工作。

1.3 重力及压力综合输水方式：

很多城市在建设过程中，高层建筑越来越多，单纯的考虑重力输水或者压力输水，都会受到较大的阻碍。因此综合性的输水方式在市政给排水设计中的应用日渐广泛。通常情况下，对于一些高层建筑，都会在其顶端设置储水装置，利用压力的作用使得储水装置中蓄满水资源，再利用重力的作用实现对建筑物内的用户供水，这样的设计不仅提升了供水的效率，而且降低了供水的成本。在现代城市中，综合性输入方式的应用日渐广泛[1]。

2 市政输水方式的切实选择

通过对常见输水方式的介绍，在市政给排水设计过程中，影响输水方式选择两种因素就是地形条件和水源条件。通过公式：。在该公式当中Hp是泵站扬程，代表是城市供水的水源地，代表的是城市供水水厂的水池水位，而h则表明了在进行输水过程中水头的损失。这些因素都会影响输水方式的选择。

（1）如果选择重力输水，首先当地的地形地貌应当满足重力输水的基本要求，且高度差较大，输水线路较短。如果重力输水管线的地形高度差超过设计要去，则需要在管道合理的位置进行减压阀或者跌水井的设置；

（2）如果选择加压输水，则需要对整个给排水设计进行经济和技术的对比，通过对输水管的压力分级，并对加压泵站的位置进行科学的计算，选择符合要求的加压等级和增压方式，确保满足居民用水的需求[2]。

3 市政给排水设计中管网分区的优化

某市属于我国典型的山水城市。整个城市靠山而建，地势起伏较大。在对该城市进行给排水设计过程中，充分结合城市的地形地貌特点，采用了综合性的输水方式，并对管网进行分区优化。

3.1 管网设计规模

在管网设计过程中，首先结合本市的实际用水情况，对管网的规模进行了初步计算。同时，还对城市未来的发展规划进行了统筹考虑，具体城市用水量预测如表1所示。

表1 城市用水量预测

3.2 管网分区的选择

由于在进行城市给排水施工过程中，大部分成本应用到输水管道方面，输水管道的材料和使用量不同，对城市给排水项目的整体成本也影响巨大。结合本城镇的网络布局以及给排水管网的实际服务能力，采用了分区供水的方式：

（1）首先对因为河流分割的各个城市片区，进行统一计算，从中选取压力水头大于50米的节点；

（2）然后根据以上选取的节点的实际位置，对高压管网区域和低压管网区域的给水管道进行重新布置，并设定不同分区的控制点。

（3）最后对各区间给水管网的连接方式进行确定，如果它们的节点水头相近，则采用高低压区间串联的方式。

3.3 管网分区前后对比

表2 管网分区前后成本对比

结合本城镇的实际情况，对市政排水设计过程中管网分区的合理性进行了成本分析，通过表2可以看出，采用管网分区之后，虽然在管网的建设投资方面所花费的成本较多，但后期管网运行过程中动力费用减少较多。再结合管网分区之后，年费用折算要节省15.01万元。

4 结束语

综上所述，随着城市发展脚步的加快，对城市基础建设的要求也越来越高。尤其是市政给排水的设计，必须结合城市的地势地貌特点，根据城市的未来发展规划，合理进行输水方式的选择，并合理地进行管网分区。在保障居民生产生活用水需求的同时，提升水资源的利用效率，降低给排水设计的成本支出，实现经济效益和社会效益的双丰收。