城市给水管网系统分类与规划设计思考

戴安立 （江苏工程职业技术学院，江苏 南通 226156）

随着改革开放的不断深入，我国大部分中小城市快速发展与老旧的给水管网系统时常发生冲突，老旧给水管网系统暴露出给水水压不足，管道漏水、损坏等问题，给水管网迫切需要改造重建。本文主要研究给水管网组成，城市给水管网系统的类型，城市给水管网设计规划重点。

1 给水管网组成

①水源地：水的来源，通常水源地设置为江海，河流等。

②水厂：水源地的水不能满足生活生产的要求，需要水厂进行处理。

③主给水管道：水厂处理后的水通过主给水管道分配到各支线管线。配水管线设置较长，下设多个支线给水管道。管径多采用DN150mm以上。

④支线给水管道：连接主给水管道和各供水用户。管径多采用DN50-150mm。

⑤泵站：当用水用户需要高水压或配水管道水压不足时，需要泵站加压。在整个给水管网系统中，通常设置多个泵站，泵站内设多台水泵。

⑥减压站：降低水压，减少大水压对配水管道的破坏。

2 常见给水管网的类型

常见城市给水管网按水源地，水厂数量分为单水源给水管网系统、多水源给水管网系统。按水源动力可分为重力给水管网系统、水泵加压给水管网系统、多动力给水管网系统等。在给水管网系统中按用途进一步细分，分为消防给水系统、生活给水系统、生产给水系统。

2.1 单水源给水管网系统

只有一个水源地，水源地抽取水经水厂处理后的水直接输入配水管网分配给各用户使用。常见于小城市，其优点是管理方便，管网系统简单易维护。缺点是单水源输水容易出现故障，并影响城市所有用户。如图1所示。

图1

2.2 多水源给水管网系统

多水源给水系统常见于中小城市，根据城市规模或者生产需求设置，用户的用水往往来自多个不同水厂、不同水源地。用户给水的水压、水质也随之变化。此系统优点是当单一水厂出现故障时或当某一水源地被污染时不影响城市用水，安全可靠性高，缺点是后期检修不易，维护程序繁琐，改进重建困难。如图2所示。

图2

2.3 不同输水方式管网系统

在实际应用中，必须依据城市所在地的实际情况，采取相应的输水方式。实际规划中常见的有两种系统。

①重力给水管网系统

水源地处地势较高处，城市位于地势下方。水厂将处理后的水依靠自身重力输入给水管道，当水压过高时需设置减压站，避免水对给水系统破坏。此系统十分经济，节约成本。但是受地势因素影响，在实际规划设计中并不常见。

②水泵加压给水管网系统

在水厂处理后的水由泵站加压输入高地势的城市管网，有时需要设置多个泵站，多级分别加压，此系统设计成本高昂，并带有输水损耗，在实际规划设计中并不常见。

2.4 消防给水系统

消防给水系统是整个城市给水系统必不可少的一部分，它对城市安全尤为重要。消防给水系统对水质要求不高，但要确保有足够的水量、水压。它由以下部分组成：

①建筑室内消防管道；

②建筑室外消防管道；

③建筑室内自动灭火器；

④各区，各街道消防栓；

⑤加压泵：主给水管道将水分配给各支线管线，再有支线管线分配给消防栓，各建筑物消防管道当水压不足时需先由加压泵将水加压，确保消防栓水压充足。

2.5 生活给水系统

生活给水系统与人民生活密不可分，必须保证人民生活供水系统安全可靠。生活给水系统常见于多水源给水管网系统。此系统特点是水量充足，水质要求较高。供水可靠，不能出现停水、漏水等问题。水源地取水，通过水厂多项工序处理后，满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）输入特定给水管道。

2.6 生产给水系统

生产给水系统常供水工厂、大型生产企业。根据生产项目不同对水量、水压、水质要求不定。当对水要求不同于生活给水系统时，独立设置生产给水系统，并由不同的水源地、水厂给水。

我国的大型城市为了解决众多人口生活，大规模生产的需要已组成多系统联合供水的复杂给水系统。在实际规划设计中，必须考虑实际情况，合理选择给水系统。

3 城市给水管网系统的规划设计

我国对城市给水管网规划设计研究工作始于80年代，发展较慢，多采取西方先进经验，但与我国国情不符合。因此在规划设计中出现不少问题，例如给水系统设计使用年限太短，使用错误配水管道材质等。近几年在国家大力支持下，我国建筑业快速发展，不少新技术应用在给水管网系统的规划设计与实际施工中，如 BIM 建模（Building Information Modeling）、给排水管网模型等。

在规划设计城市给水管网系统时主要考虑给水管网类型，城市对水量、水质、水压等需求，是否满足消防安全等因素。做好城市给水管网系统的规划设计能有效节约成本，提高整个系统的安全可靠性。

3.1 设计原则

①明确城市给水需求，根据实地考察，城市实际情况，确定给水系统类别，城市需求水量、水压、水质。

②通过城市最初的整体规划，找准水源地，设计建立水厂、泵站（减压站）等。设立给水管网的服务范围，确保所有居民、用水企业，都能有合适的水量、水压。

③主次有序。先确定输水管网干线，再设计分支线路。

④协调与其他管网，电线等线路关系，避免冲突。

⑤保证所有供水线路的安全和可靠，保证其中一条线路出现故障，不会影响到其他线路，且线路方便检修。

⑥必须符合消防等安全要求。

⑦保证施工，后期维护方便。

⑧充分考虑给水系统在设计使用年限内安全可靠，后期方便维护，并且考虑满足城市未来发展对给水的需要。

3.2 城市给水管网设计规划程序

①根据设计目的收集国家政策性文件，行业标准和城市设计图纸。符合国家法律法规，主要有《中华人民共和国城市规划法》、《中华人民共和国水法》、《城市供水条例》。经过城市给水排水项目部等有关部门许可，建立规划设计任务。

②现场勘察。勘察前期需要提前收集好所在地形的相关资料，有关基础资料。基础资料主要有土地规划资料、水源地水质勘察资料等等。

③城市用水量和排水量预测，调查城市常住人口，城市面积等。调查用水量大的单位合理确定城市用水量。

④结合以上资料，规划方案，设计给水管网系统。规划水厂、泵站等。编制施工文件。

⑤建立给水管网系统模型。城市给水管网系统复杂，规模大。为了解决实际施工，使用中存在的问题，可先建立模型，简化整个系统。不断去优化给水管网系统。

4 城市老旧给水管网系统优化思考

在实际规划中，我国大部分城市原有老旧给排水系统往往都不满足城市大规模快速发展，老旧给水管网系统暴露出给水水压不足、管道漏水、管道损坏等问题，这就涉及原有给水管网系统改进优化。

4.1 城市老旧给水管网系统常见问题

①综合供水能力不足，不能满足主要用水企业生产和人民生活需要。

②单一供水厂已无法满足城市用水需求。

③给水系统干线水压不足或过大，整个给水系统缺少泵站（减压站）。

④给水系统支线管道老旧失修，出现漏水问题。

⑤部分楼房室外消防管道欠缺，部分街道消防栓欠缺。

4.2 城市给水管网系统优化规划设计重点

①注意城市所在地形，找准供水方便、供水水源足，供水水质满足生活生产需要的水源地，建立水厂。

②根据城市与水源地地势类型，与水厂距离，重新设置给水管网系统类型。

③根据水源地与水厂再到城市的距离、高差等，城市实际水压需求，建立多个泵站（减压站），必要时下设多个二级泵站（减压站）。

④设计主给水管道路线，主给水管道的材质、内径、使用年限。

⑤设计给水管道支线，支线遍布各个生产单位、用户。确保检修方便，供水水压大，水量足，水质达标。

⑥结合设计规划原则，城市概况，城市未来发展等，确立给水管网系统使用年限。

5 结语

本文主要研究了城市给水管网系统的类型，城市给水管网系统优化规划设计重点。列举了我国给水系统常见问题，并提供解决方案（优化规划设计）。给水管网是一座城市开展生活生产的最基础也是最核心的系统。为了给水系统能更好节省损耗，达到城市用水需求，就必须做好给水系统的研究与规划，才能为未来给水管网系统的施工与后期维护夯实基础。