试论市政给水设计中输水方式的选择及管网分区

仇植

安徽省城建设计研究总院股份有限公司 安徽 合肥 230041

引言

在城市经济发展突飞猛进的今天，城市中不仅涌入了大量人口，而且各行各业也迎来了爆发式的增长。为了满足各个行业以及城市居民的用水需求，市政给水工程成为了市政建设工作中的重要一环。对于市政给水设计工作而言，给水设计工作水平的高低，无疑与输水方式选择以及管网分区有着密切联系。所以，为了提升市政给水设计工作质量，需要市政给水设计人员从输水方式选择与管网分区方面下功夫，选择符合城市特点的输水方式与管网分区方案，不断提升市政给水设计质量，确保水资源可以在城市发展中得到高效利用。

1 科学选择输水方式与管网分区方案的重要性

众所周知，作为市政给水工程工作中重要的一环，市政给水设计对于整个市政给水工程最终的运行质量有着决定性的影响。在市政给水设计工作中，输水方式的选择及管网分区是其中关键的组成部分，如果输水方式与管网分区设计的不够科学，不仅会影响水资源的利用效率，而且也会增加给水工程的造价成本，从而会直接影响给水企业的经济效益。除此之外，随着我国对于水资源保护工作的越加关注，节水、节能成为考察给水设计工作好坏的重要指标。因此，面对越来越繁杂的市政给水工作要求，市政给水设计人员应从环保角度入手，在保证市政给水系统可以稳定运行的基础上，最大限度降低市政给水工程的能耗，杜绝水资源浪费现象发生，不断提升水资源的利用效率，确保市政给水工程可以高质量运行[1]。

2 市政给水设计中的输水方式选择

2.1 输水方式的分类

在城市规模不断扩大的今天，市政给水系统经过多年演变变得十分庞大且复杂。因此，选用科学、合理的输水方式，给水系统才会得到更好的管理与维护。我国国土面积辽阔，不同城市的给水特点以及地理条件存在差异，所以在给水设计工作中，需要以城市用水需求为基础，选用最合理的输水方式，从而使整个城市的给水系统实现高效运转。目前，常见的输水方式有压力输水、重力输水以及混合输水三种方式。

2.1.1 压力输水。在绝大部分的市政给水系统中，压力流输水是市政给水系统中最常见的输水方式。所谓压力流输水，指的是在一定压力的作用下，水在给水管道中会流动至出水口，从而实现水资源在市政管道中的输送任务。如要选用压力流输水方式，需要将加压设施修建在水源附近区域，并要根据城市给水特点合理设定水压大小，确保水资源可以源源不断地得到输送，提升给水系统的运行质量。与此同时，由于管道中存在一定压力，在输水过程中难免会对管道运行的可靠性产生影响，所以为了提升输水过程的安全性与稳定性，管道的选材以及规格的选取是给水设计中应予以重点考虑的事项。

2.1.2 重力输水。在设计市政给水系统时，设计人员应对城市的地理条件进行充分考虑，如果水源地的地势比较高，则可考虑利用重力实现输水工作。重力流输水的原理是将水资源的重力势能转换为动能，从而完成水资源的输送工作。需注意的是，水源地必须处于高地势环境下，才可选用重力流输水方式。

2.1.3 混合输水。混合流输水方式同样是市政给水设计中常见的输水方式。所谓混合流输水，指的是在重力以及压力作用下，实现水源在管道中输送的任务。在市政给水设计前，设计人员应对市政给水系统的特点进行深入了解，同时也要认真勘探水源区域的地势特点，从而制定出合理的混合流输水方案。

2.2 输水方式的选择

在选择输水方式过程中，相关人员不仅要对水源条件进行勘测，而且也要了解当地的地形、地质等条件，并要对供水距离以及供水需求进行分析，从而合理选择输水方式。对于山区城市而言，由于地势比较高，所以为了降低输水能耗，可采用重力流输水方式进行给水，并且也可大幅度减少管道长度，有助于缩减给水工程的投资成本。在确定输水管径前，设计人员要计算出输水的最大流量，在保证城市用水需求的基础上，有针对性地对输水管道规格进行优化设计。另外，为了提升重力流输水的稳定性，如果地势高低存在较大差异，可在减压阀安放在给水管道的合适位置，降低重力对给水管道的冲击。最后，经济性是输水方式选择不可忽略的问题，综合比较三种输水方式的优劣，从中选择出最优的输水方式。

3 市政给水设计中管网分区

所谓管网分区，指的是按照相关原则科学、合理地对给水管网进行划分，使每个区域可以相互独立，降低给水管理工作的难度。总之，合理地进行管网分区，不仅可提升水资源的利用效率，而且也有助于提升给水企业的经济效益[2]。

3.1 网管分区的原则

3.1.1 区域计量分区原则。区域计量分区指的是将阀门安装在每个区域的给水管当中，在阀门的作用下实现对每个区域的水流量进行控制。如果区域内的给水管道出现渗水、漏水等问题，则可快速定位出现问题的区域，第一时间将阀门关闭，避免水资源浪费，方便相关人员对管道进行检修与维护，提升整个给水管网运行的稳定性。

3.1.2 压力分区原则。在管网设计时，由于市政管网错综复杂，不同区域的水压压力存在差异，所以可以水压压力不同为原则，实现对给水管网的有针对性分区。在分区过程中，需要对给水管网的漏水率进行严格控制，确保水管中的压力与漏水率之间的比值符合标准要求，确保管网的漏水率不因压力下降而升高，保证给水管网分区的合理性。

3.1.3 管理分区原则。在管网分区工作中，上述两种管网分区原则的应用十分普遍，并且也极大地提升了管网分区的合理性。但是，由于我国各个城市的给水需求存在差异，加之给水工程难度大、工作强度高，所以为了降低管网管理工作的实施难度，还可通过管理分区原则对管网实施分区。由于城市人口多，区域面积大，所以可以用区域为边界线，简化管网的分区条件，降低给水管网的管理难度[3]。

3.2 市政给水设计中管网分区方案的确定

3.2.1 选择区域系统阶层数。在设计市政给水方案时，为了保证给水系统可以稳定工作，需要以城市给水需求为基础，科学构建区域系统阶层，确保给水设计方案符合城市用水要求。通常来说，设计人员可首先完成第一层系统的构建，随后更改压力条件或者通过减漏等方式，完成第二层、第三层系统的设计工作。研究表明，我国市政给水管网系统大多采用两个层级的设计，所以应以城市发展规划为参照，合理构建区域系统阶层就显得特别重要[4]。

3.2.2 确定区域规模。在给水管网工作过程中，水压是否均衡是给水管网能否正常工作的关键要素。因此，在设计管网分区时，需要对分区水压进行严格控制，最大限度地降低漏水量，确保水资源可以得到有效利用。在分区供给环节中，可通过控制管道水头的压力损失、确定进水点位置等方式，最大限度地优化供水方式，降低漏水率，既实现了水资源的最大限度利用，而且也有助于降低给水能耗。另外，在给水设计工作时，为了降低给水成本，可以注重应用低压供水方式，并记录各个区域的管道流量，分析流量数据，加大对管网的维护频率，合理控制区域规模，提升给水系统运行的稳定性。

3.2.3 确定进水点数量与位置。在市政给水设计工作中，为了保证给水系统可以安全运行，进水点数量、水压以及管道中液体的流量需要科学计算，最大限度降低安全事故发生概率。在管网分区时，为了使水压可以有效控制，进水点数量可以适当减少；反之，如果增加进水点，当有意外事故发生时，进水点数量越多，则整个给水系统会更加安全，加快意外事故处理实际，并且可以高质量地给管理管网分区供水，为给水系统安全运行提供重要保障[5]。

3.2.4 确定管网区域边界。在管网分区工作中，可以按照压力大小或者给水距离等参数为条件，对管网区域边界进行划分。此外，针对不同区域地理条件存在的差异，地势高度以及地形等，同样可以此为基础对管网区域边界进行划分，使管网区域边界划分更有针对性，加快管网运行过程中出现问题后的处理效率[6]。

3.2.5 优化调整区域方案。在确定管网分区方案后，市政部门应组织专业人员对管网分区方案进行科学论证，如有问题应及时进行更改。此外，采用模拟演示的方式对管网分区方案的运行效果进行检验，并不断地优化方案中存在问题的地方。在优化方案过程中，注意考虑死水对整个管网水质的影响，适当调整管网水压大小，加快末端水源的流动频率，同时做好排水设备的安放工作。

3.2.6 分析造价方案。在确定管网分区方案前，后期给水工程建设成本同样是需要考虑的重要事项。因此，在方案确定前，除了要保证管网分区方案的合理性外，还需要对整个管网工程的造价进行精确计算，提升资金的使用效率，防止出现资金浪费情况[7]。

3.2.7 注重应用节水技术。在设计市政给水工程时，设计人员应将节水理念融入设计工作当中，注重采用先进的节水技术来提升水资源的利用效率，将可持续发展理念切切实实地落实到具体工作之中。在设计给水管网时，加大节水材料、节水设备在给水网络中的应用规模，同时对传统蓄水池进行升级改造，避免出现水污染现象，加大可再生能源在给水系统中的利用程度，不仅有助于提升水资源的利用效率，而且也有助于降低给水能耗，使管网分区更加合理、科学[8]。

3.2.8 优化施工技术。市政给水系统的建设期间，不可过于追求施工进度，一般市政给水工程都属于一个大项目，必须在保证施工质量基础之上追求施工进度。工程项目进展期间，相关人员必须采取有效措施降低工程风险、避免水资源浪费问题，为了达到这两大目标，相关人员必须提高其施工技术。原因在于施工技术对整个项目的施工质量具有直接影响，技术水平偏低极易引发工程缺陷，严重时还会造成某工程项目成为高危工程。首先，门槛要求便是相关人员要具有资格证，其技术资格必须满足岗位需求，方可确保项目施工质量。此外，还要加强管理人员工作方面的管理。管理方作业人员必须根据计划要求进行施工项目的检查，关注施工效果，并不断进行修改和解决。充分考虑施工使用设备的影响，提高关注度，确保人员安全、设备使用安全等，避免设备老化、设备损坏等引发事故问题。人工挖掘期间，相关人员必须进行施工流程的研究，一旦施工期间出现各类问题，相关人员都要保证高效解决，降低各类影响因素对工程项目的负面影响，从而提高给水效率，增大实际供水能力。

4 结束语

由此可见，作为市政系统中重要的组成部分，市政给水系统不仅关系到民生，而且也与各行各业发展有着紧密联系。通常来说，输水方式的选择以及管网分区是否合理，直接影响给水系统的工作质量。因此，为了提升市政给水系统运行的稳定性与安全性，有必要对输水方式的选择及管网分区进行深入研究，提升水资源利用效率，避免水资源浪费，对全面提升我国市政给水设计质量具有十分重要的意义。