市政给水管道布置设计要点及技术措施

马逢乐

（安庆供水集团公司，安徽 安庆 246004）

引言

在经济全球化发展的带动下，我国城市化建设步伐日益加快，规模逐步扩大。由于排水系统既可以保证暴雨天气下雨水的积累，又可以有效地保护城市道路，减轻交通压力，所以它是城市化建设的重要组成部分。排水管道设计是排水管道建设的重要基础，是保证排水管道质量的决定因素。排水管网的质量好坏直接影响到市政建设。伴随着社会经济的迅速发展，排水工程设计的需求也越来越大。但近年来的资料表明，排水工程设计已不能满足当前的蓄水要求。同时，在一个资源相对匮乏的时代，由于不必要的工程设计，在排水工程的使用期间或后期维修都会造成大量的水资源消耗。所以发展节能给排水技术是大势所趋。针对市政给水管网当中的设计要点进行探讨分析，对未来城市的整体发展和城市化建设都有积极影响。

一、给水系统

由于水是不可再生资源，因此在设计供水系统时，有必要对城市的具体情况进行分析和综合调查。例如，可以在雨季收集和存储水资源，那些需要消耗水资源的行业可以在雨季集中生产。在水资源分配不均的情况下，为了维持水资源的平衡利用，市政当局必须在优化水资源分配方面进行合理规划，并科学地预测和评估水量。

二、城市给水的设计原则

给水工程对城市居民的影响和意义是很大的。给水工程可以以最快的速度排出城市地面的雨水，在一定程度上保护了居民的生活环境。城镇给水工程设计应严格遵循以下原则：（1）管理体制合理，流域划分清晰，排水方向和排水口设计科学；（2）熟悉城市道路情况，能尽快合理设计排水沟；（3）雨污分流工程设计，首先要对城市雨污分流及道路积水有一定的了解，然后根据径流系数及相关公式进行给水设计。在确定排水管埋深的基础上，充分考虑坡度，进行排水管铺设设计。应充分考虑位移因素，根据施工要求和设计，结合城市的具体情况，做出最合理的设计，保证所设计的给水工程不仅具有较强的可操作性，而且能达到理想的使用效果。设计污水工程时，应充分了解污水排放标准，并考虑管道的饱和度、流量等因素，确定最小管径、最小设计坡度和埋深，以尽可能减少费用，缩短工期，达到设计要求。

三、市政给水管网的充分开发价值

（1）全面提升水资源利用率。现阶段我国的城市化建设快速发展，但由于城市基础设施的建设跟不上城市规模扩张的速度，因此我国现阶段水资源的利用率依然处于较低的状态。从当前情况来看，我国市政的给水设计工作过于依赖雨水管网设计系统，这也意味着市政部门对于整体水循环系统并没有足够的重视。与其相对应的配套设施同样存在着一些不足之处，这就导致城市污水管网系统在实际工作过程当中会面临巨大的压力，严重的可能导致内涝的情况出现。从宏观的角度出发解读这一背景，它不仅会影响到城市的环境，同样对于我国整体的水资源问题都会带来十分严峻的考验。市政给水管网的科学设计会使城市水资源的利用更加高效化。（2）有利于水资源保护工作我国现阶段的缺水状况十分严峻，水资源的保护工作具有极强的现实性意义。由于当前阶段我国的城市化建设过程依然存在一定的弊端和局限性，基础设施建设的不足导致生活污水、工业废水随意排放的情况并不少见，这也导致在后续过程中相应的水体出现十分严重的污染情况。通过科学建设给水管网，针对日常生活中出现的各种污水进行集中性处理，并在符合相应的排放标准之后进行集中性排放。

四、市政给水管道布置的技术措施

（一）确定管径

给水管网设计的过程中，确定合理管径十分关键，对后续供水工作的有序开展和能耗的降低都有十分重要的意义。对管径进行确认时，必须要对水管的系统化输水量进行多方面分析。在常规情况下，有以下几种类型的用水会影响到管径的最终确定：（1）公共类用水。在居民日常生活中，公共性建筑用水将会是整体生活用水当中一个关键的部分，设计人员应当针对本地区的总体生活用水量以及变化系数等进行分析。（2）管道漏水以及未预见用水。一般情况下，设计人员应当将该地区居民的日常用水最高量当作基础，进一步开展管道漏水量以及未预见水量的计算，设计人员还应立足于工程要求的标准规范对用水量进行确定估算。对绿化用水以及撒路用水，设计人员要充分考虑到本地区的天气、绿化、土壤等多种情况，并对这两部分水量加以确定。（3）工业用水。在实际设计过程中，工厂人员的日常性用水以及生产性用水，应当针对不同工厂的性质以及工艺要求等进行综合分析。

（二）在供水系统中的应用

城市给水工程应用节能给水技术，首先要充分把握城市发展和水资源需求，通过数据分析，有效地估算城市的用水量，并根据实际需要合理规划给水方式。城市供水方式主要有：（1）利用市政管网压力直接供水，由于方便、经济、方便而被广泛采用；（2）采用平衡水压分区法降低水压；（3）采用储罐供水，促进新能源的高效利用。为了更好地实施可持续发展战略，我国近年来加大了对新能源的开发利用力度，越来越多的新能源被应用到各个领域。供水系统应根据实际情况合理选用新能源，以提高节能环保的效果。太阳能作为应用最广泛的一种新能源，对供水系统中的热水供应起着重要作用。在供水系统中，高效利用太阳能提供热水，不仅可以达到节能环保的效果，而且可以减少其他能源的消耗，符合可持续发展战略的要求。不同的城市有所不同，供水系统的设计，应根据不同城市的实际情况而定。一些人口快速增长的城市，住宅建筑以高层建筑为主。为保证生活用水的顺利供应，高层建筑应选择适当的二次供水。为了避免浪费水资源，必须进行节能设计，合理地控制城市管网压力可以控制供水，也可采用不同楼层供水，以满足不同楼层用户用水需求。

（三）市政给水管网

影响给水管网设计工作的因素比较多，其中一项重要因素是城乡之间的差异，面对这种现象，在设计给水管网的时候就需要充分结合城市的实际发展情况开展相应的设计工作。城市中用户集中的区域用水量也相对较大，因此，管道交叉现象比较明显，这就需要做好管道安全方面的处理工作，实现合理布设，在这些地区会用到环状管网。而对于乡镇用户分散的情况，再加上经济水平的限制，会使用对安全性要求不高并且结构简单、成本低廉的树状管网。但是树状管网的供水安全性不高，并且水利条件差，因此，这也是树状管网不适合用在城市中的主要原因。由此可见，无论是环状管网还是树状管网都各有利弊。对于给水管网的设计，应该结合实际情况综合考虑后再做出选择。应该在允许的范围内尽量减少管道长度，并且要严格把控设计细节，完善设计施工图纸。

（四）抗震性设计

给水管网一般铺设在地下，一旦出现地震灾害将会对给水管网造成极大的破坏，导致居民无法获取到生活用水，工业废水等也无法排出，如果短时间内没有得到维修，会导致城市生活无法运转。所以设计人员应当针对给水管网开展抗震设计工作，结合以往的工程经验，对地震灾害所造成的破坏情况，综合性设计市政给水管网的整体布局，并针对管线的抗渗措施进行强化。首先，设计人员要综合计算本地区的实际地质情况、地震带来的影响，并通过应用先进的工程判断技术对有利、不利地段进行划分，尽可能选择在有利地段进行施工，如果最终确定无法避开该地段，则应当针对管网设计区域来构建合理的抗震建设。另外，保障管网结构的构建能够与实际连接的高度相符合，要达到相关政策规定的标准，尽可能达到设计最优化。最后，保障管材的质量符合相关标准，这是后续给水管道工作能否正常运行的前提，管材的质量必须符合抗震的总体设计要求。

五、市政给水管道布置设计节能措施

（一）选择正确的设计方案

在市政给水设计工作中，要选择正确的设计方案，从而增强给水设计的效果和质量。在市政给水中，要注意提升污水处理能力和城市道路本身的排水能力，防止在城市中出现较为大面积的积水。暴雨季节下雨较为频繁的城市要适当提高城市的排水能力，在实际给水规划时，需要认真调查这一地区的气候情况和水文地质情况等，精准地计算各个区域的最大排水需求量，根据排水需求量合理地选择排水管道的位置和型号大小等，从而使城市可以应对暴雨等恶劣的天气。在提升排水污水处理能力时，要增强城市规划的效果和水平，以环保性为主要原则完善城市中的基础配套设施，从而使得污水处理能力能够得到有效地增强。相关工作人员在实际工作中要深入地挖掘城市给水系统在空间上的潜能，进一步完善城市规划的内涵，从而进一步协调排水设计，提升城市排水系统设计的效果和水平。如果在实际给水设计时遇到诸多困难的话，那么可以构建三维立体模型，更加立体地了解城市当前的面貌以及主要的发展特点，从而对设计方案进行有效的完善和调整。这样一来不仅可以突破以往给水设计中的局限之处，还有助于使市政给水设计更加满足实施工作需求和工作要求，在空间和时间上进行合理规划，防止给水管道在后续使用时存在诸多的问题，进一步协调排水系统和城市的发展特点。在完成设计方案之后需要密切关注现场的实施情况，不断完善给水设计方案，促进城市的不断发展。

（二）城市道路给水设计

城市道路是城市防汛、防涝的主要区域，是内涝的主要区域，对城市居民的日常出行影响极大。在结合海绵城市理念设计中应把握三个方面。1）加强路面设计。在不降低道路设计标准的同时，从设计入手提升路面的渗水性能，降低路面的钢化率，使雨水不仅仅依赖排水管道，而是及时进入水系的生态循环。同时，防止雨水的渗入对道路基础产生影响，要利用排水系统排出路面，注意路基排水装置的设计，在路面加入防水材料层。2）加强绿化带设计。绿化地带对雨水有收集、净化、蓄积的作用，设计时应注意控制绿化带与路面的高度差，确保路面雨水的有效利用。绿化土层铺设可仿效天然水净化的原则，将细土和砂石分别铺于上中两层，底部安装渗透装置，使水分能回渗到地下。3）设置衔接带。在地形落差较大的区域，可以在道路和绿化带之间建设衔接带连接。衔接带主要有三种形式，第一，排水缓冲连接带。在地形下沉区较大的排水薄弱节点，衔接带的设置可以缓冲雨水瞬时径流过大所导致的短期排水压力。第二，设置雨水内渗衔接带。若能将先进科学技术应用于绿化带、下沉绿地、生活区和道路交通集聚区，可提高雨水的渗透性。第三，设置净水的蓄水池衔接带。特别是在水资源短缺或污染严重的地区，更需要设置蓄水净水衔接带，才能保证给水平衡和水质安全。

（三）提高能源利用率

水资源可持续开发利用是城市发展和建设的重要内容。水资源保护是国家可持续发展的需要，是全社会的共同责任。通过对城市历年总用水量的分析，合理控制城市水资源利用规划，包括居民用水和企业用水。在城市人口增长和企业发展的情况下，随着用水量的变化趋势，城市用水量得到了有效控制。要控制总量，调整水价，实行分段收费，提高定额水价。通过提高收费标准，有效遏制了水资源的浪费。城镇给水工程施工应提高施工人员的技术水平，加强节能意识的宣传，合理使用节能技术，确保给水系统的节能效果。给水系统的设计可直接或间接地采用给水方式，并可根据不同地区的实际情况进行有效调节。对压力泵进行维护，不仅要做好给水系统的节能工作，而且要保证其运行效率。排水管道应根据设计要求选择直槽、梯形槽和混槽形式，并有专业监理人员监督，保证排水管道符合规范要求。从给水角度来看，实现水资源的循环利用势在必行，它是水资源再规划的重要保障。比如热水系统的排水。用热水时，冷水首先沉淀在出口，再排出，造成大量冷水的浪费。加强冷水循环，可有效提高冷水利用率。有些区域的给水冷水部分与冷却塔相连，而多余的冷水则用于辅助冷却塔。冷却塔冷却区的水量将从冷却塔吸收热量，进行一定程度的热处理，有效地满足热水需求，为充分利用冷水循环的节能优势，应重新投入使用。

（四）全面设计绿化带给水做好绿植养护

现阶段绿化地带也是市政给水设计的重点。工作人员要提高重视程度，分析其作用，在遵循现阶段给水设计标准的基础上，注重整体控制，改善整体性能，以适应现阶段发展的需要。对于海绵城市概念的灵活运用，设计者在设计时主要从几个方面进行研究。①海绵城市之雨水花园设计。如果可以在城市公园中建造一些灌木和其他植物，则可以使用植物的根系来增强雨水的保持能力。②海绵城市之屋顶绿化设计。像雨花园一样，绿色屋顶设计有效利用了绿色空间的蓄水作用，以减轻径流压力，避免洪水，促进雨水蒸发并改善城市空气质量。③海绵城市之生态滞留区设计。通过利用浅水区的洼地来储存水资源并控制雨水的流出，雨水塘，雨水沼泽和种植沟被加速城市雨水向地下的渗透。

结语

总之，在市政给排水工程中，为了保证城市的日常供水、排水，提高城市居民的生活质量，对给排水进行合理的设计，加快城市基础设施建设，具有重要意义。高效节能排水技术在给排水系统中的有效应用，可以在保证市政给排水质量的基础上实现节能环保。城镇排水管网布局合理，给水方式合理，能有效利用新能源，在城市给排水系统中合理应用污水处理技术等可以有效提高系统的节能效果。今后城市给排水工程应加强节能设计研究，以实现水资源的可持续发展。