城市给水管网优化设计探讨

王 敏

（任丘市城乡供水总公司， 河北 任丘 062550）

0 前言

随着经济发展以及社会的不断进步，进一步推动了我国城市化发展进程不断加快，受其影响城市给水管网设计优化问题也广受人们关注，对人们日常生产以及生活来说，供水安全性以及可靠性非常重要。取水、净水、输配管网部分是给水系统的关键组成部分，其中最为重要占比最大的就是输配管网部分，占到给水系统六成到八成，给水系统建设过程中给水管网设计及其优化会带来严重影响作用。

1 城市积水官网中所存在的问题：

通过给予合理科学的管网设计来进一步提升整个城市及水系统的水平和科学性，提高水资源利用效率的方式，实现安全经济性的供水。

1.1 设备发展较为落后：

在科学技术的推动作用之下，城市给水管网相关的设计以及建设设备都有了非常大的改变和优化，但从现阶段设备使用情况来说还更多的利用传统的给水管网设备，严重限制及水管网设计本身的科学性以及经济性作用的发挥。同时由于过多的使用一些老化设备，这些设备在使用过程中经常出现各种各样的故障，设备的维修成本和养护成本非常高。在城市资金拨备过程仅有很少一部分拨配到城市积水管网设备维护和养护，在没有足够的资金支持作用之下给水管网经常出现堵塞现象，原有的老化设备中所存在的问题也无法及时修复，从整体上来说设备的更新发展根本无法满足人们对给水管网设计优化的需求。

1.2 水质无保障：

由于给水管网管道自身所处环境，它在使用过程中会受到多种环境因素的影响，比如说地质环境的变化会造成管道出现变形或溶解，公路建设会造成供水管道破坏，气候条件、气候环境出现变化则会加快管道的风化和侵蚀。尤其当供水管道深埋地下时受到周围土质环境的影响，非常容易出现不同程度的物理或化学反应变化。管道及其设备的损坏和破坏变化反应都将会对管道内的水质产生严重影响，人们的饮用水和生产用水已经无法得到有效保障。

1.3 给水管网规划布局缺乏足够的科学性：

城市自来水进水管网设计本身会涉及到多项工程，比如说设计理念、专业技术能力、资金投入、地下布局不同区域、不同管道等多方面内容，它具备综合性和系统性。但我国给水管网规划布局事实上还存在非常大缺陷，尤其是缺乏足够的经验和优秀的设计理念。给水系统在设计过程中缺乏足够的系统性和科学性，这种情况在老城区尤为严重，无法和城市的快速发展、扩张相适应。

2 城市积水管网优化设计的任务和原则：

总的来说我国给水管网系统优化设计研究起步时间相对较晚，发展速度相对较快，总体水平不断提升它经历了从单一型向复合型发展的过程。通过经典优化理论及应用，启发式算法研究及发展、多方法优化地理信息系统多方面变化和发展，借助计算机设计技术，在官网优化计算中运用新型算法更好的为积水管网的设计奠定基础，不断的促进其向大型化、复杂化、多样化方向发展，这也给管网建设和管网管理工作提出更高要求。

2.1 给水管网友优化布置、管网优化设计：

给水管网优化设计任务中官网的优化设计任务主要体现在给水管网优化布置、管网的优化设计两部分。其中第一点给水管网优化布置，通过合理的管网优化布局，提升给水系统整体运行可靠性和经济性，降低管网运行成本。同时要注意因地制宜和不同类型城市、不同供水方式相结合，采用不同的管网优化布置方案根据实际情况决定串联或并联，做好加压站设置和准备工作，降低供水系统运行费用。第二部分管径优化设计，系统布局和所承担的根本任务会直接影响到管径大小，比如说生活供水、生产供水、消防供水，不同供水需求也会对管径有不同的要求，要从多方面因素考虑确定管径大小，实现官网布置最优化。

2.2 给水管网优化设计原则：

给水管网设计第一个原则就是需要在设计工作展开过程中和城市近期建设以及远期建设相结合，更好的和城市整体规划相结合。第二个原则：针对性原则额，在用水情况调查基础之上开展设计方案，在满足城市供水需求基础之上着重降低成本，降低能耗。第二原则：给水管网设计需要充分合理的利用现状管道，提高资源利用效率。

3 管网改建以及扩建优化设计：

在管网优化设计过程中的关键环节就是低比管线设计方案，并对低压缺水区进行逐步改建或扩建，对原有管道的管径进行扩大处理或增设新的管道，对于其中老化严重无法继续使用的以及过水断面缩小的都应该及时进行更换处理，保证供水效率能够达到要求，提升管网运行的安全性以及可靠性。总的来说管网改建以及扩建优化设计需要对以下四点要求进行满足：第一点就是需要需要保证能够对原有管道所在道路全部纳入到改造范围内，当和原有管道道路平行方向范围内存在规划道路，则需要沿着规划道路开展管道敷设作用。第二点：在不对原有道路进行改动并增加管道时需要沿着原有管道增加管道，如果管网压力已经满足设计要求可以废弃原有管道。第三点：在改建以及扩建过程中，需要更好的和城市发展需求相结合在一起，在和城市发展方向相统一的基础之上通过近期、远期供水量，供水压力确定改建以及扩建目标。第四点：在沿着既定道路基础之上敷设管道，开展管网扩建工程，保证管网扩建和改建能够更好的符合给水管网设计要求。

4 管网图形简化合理性：

对新建积水官网进行简化应该只保留其主干管道，通过简化后的管网来体现实际用水情况，保证用户的用水需求和用水量能够保持正常，从而实现对城市配水系统的优化。但如果简化无法符合要求不仅仅会造成最终计算结果以及用水情况出现较大的偏差，还会造成资金和投资的浪费。在管网图形简化过程中需要始终保证计算结果能够符合具体情况。

4.1 简化原则：

管径的大小在一般情况下都会受到城市供配水的水利条件以及管线的作用两大因素的影响，这两者和管径大小之间呈现出正比例关系。在简化过程中可以按照官网内用水标准以及人口布局合理的确定管线数量和简化目标，在简化过程中需要保持谨慎，分析管网简化对水压、管线水头所带来的影响作用。如果支管末端为大用户为保证大用户用水需求需要避免省略以上管线。

4.2 分解管线数量整体相对较少：

当两条管线连接时，如果能及时确定管线流量以及流向就能够实现对两个互相连接管线进行断开处理，并将一个管网分解成两个能够独立使用的管网，再进行计算。一般来说管网布局采用环状管线敷设的建设方式，在连接处会和外部管网相链接，保证区域供水压力始终保持均衡状态，同时一条管线出现故障也应该减少管线设备维修对该区域用水所带来的影响作用，控制停水范围。

5 结束语

总的来说在现阶段城市给水管网规划设计过程中应该注重设计的合理性和经济性，它将会直接影响到城市经济以及社会效应，但现阶段我国城市给水管网优化设计工作还在不断的发展。在未来的发展过程中仍有许多发展空间，同时在给水管网设计实践工作展开过程中需要通过不断探索或者是累积经验，将理论和实践工作联系在一起，不断提升给水管网设计质量。