给水管网设计及平差计算中应注意的问题

尹鸿宇

摘要： 针对市政给水管网的设计及平差计算进行探讨，通过具体分析了解给水管网规划过程中的设计 原则及计算理论，为进一步完善市政给水部分的设计提供参考与借鉴。

关键词： 规划;给水管网;平差计算

【中图分类号】TU991.11【文献标识码】A【文章编号】1674-3733（2020）15-0276-01

引言：随着這几年城市建设范围的扩大、建设速度的加快，给水工程等基础设施的配套，是影 响城市可持续发展、增强城市活力和吸引力的重要因素。规划统领全局，为提高城区供水的 可靠性，保证供水水质安全，合理利用水资源，优化布置供水设施，城市建设需要一个合理 科学、指导供水发展的设计及规划

1给水系统规划

新时期，由于城市规模的扩大，人口的增多，水资源需求量 在增加。而城市要实现可持续发展，给水管网要向着绿色、节 能、环保的方向发展。城市给水管网规划管理要从宏观保证规 划的科学合理，以确保水资源的高效利用。城市给水管网规划 管理具有一定的复杂性，需要以科学理论为指导，构建出合理 的水系统的框架，实现管网规划的优化，规划应包含以下内容：（1）确定用水量标准，预测城市用水量，对水资源与城市用水量供需平衡进行分 析;（2）选定城市给水水源和取水位置;（3）确定供水水质 目标，选定水厂位置和水处理基本工艺流程;（4）确定集中 供水、分区供水方式，确定加压泵站、高位水池（水塔）位 置、标高、容量;（5）确定输配水管道走向、管径，按照最 高流量、事故流量等进行计算校核;（6）确定输配水管道管 材、提出跨越河道和障碍物方法;（7）对规划涉及内容进行 工程投资匡算，预测工程效益;（8）提出水资源保护以及开 源节流的要求和措施;（9）对总体规划或专业规划作出评价，提出详细规划修改理由。

2给水管网布置

城市给水管网的布置应遵循以下原则：（1）按照城市规划平面布置管网，充分考虑给水系统分期建设的可能，并留有发展余地;（2） 管网布置必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，断水影响范围应减少到最小;（3）管线应遍布在整个给水区 内，保证用户有足够的水量和水压;（4）力求以最短的距离 敷设管线，以降低管网造价和供水运行费用。

3管网计算方法及原理

城市给水管网按照最高日最高时供水量计算，据此求出 所有管段的直径、水头损失、水泵扬程和水塔高度（当设置 水塔或高位水池时），并分别按下列 3 种工况和要求进行校 核：（1）发生消防时的流量和消防水压的要求;（2）最大转 输时的流量和水压要求;（3）最不利管段发生故障时的事故，。针对控制性详细规划中市政给水规 划的要求，我们重点分析给水管网中的水力计算几种工况校核

3.1管网校核，到底是校核什么？

由于我们设计管网的时候是以“高日高时工况”下的管网用水情况去设计、计算的管网。但是管网并不一直是在“高日高时工况”下工作。诚然，对于用户正常用水，“高日高时工况”确实是一个“最不利工况”，满足了此最不利工况，其他更有利的管网用水工况，输配水系统必然能够胜任。但是，有一些特殊工况（比如非用户正常用水、为非用户的节点供水）确实存在，因此，我们需要校核输配水系统在这些特殊工况下是否依然能够在满足人们提出的要求下工作！

3.1.1消防时的特殊工况

此工况的要求（特点）：管网中各用水节点在能达到高日高时工况时的节点流量，除此之外，发生火灾的节点处，还需额外叠加一个消防流量;管网中各用水节点的服务水头都须≥10m（换句话说，在消防这种工况下的管网控制点的服务水头为10m）。显然，火灾发生的地点具有随意性。我们必须保证在管网任意节点发生火灾时，均能满足前述要求。于是，又运用“最不利情形”原则，将火灾设在管网中较不利的节点处。在这些节点发生火灾时能满足前述要求的话，其他节点显然更能满足要求。

3.1.2最大转输时的特殊工况

说明：此校核仅针对管网中设置（网中、网后）水塔或高位水池时，否则，不存在此项校核。分析：只要泵站供水量大于管网用水量，多余的流量即会通过管网转数至水塔。我们需要校核所设计输配系统能否在转输工况时将水打入水塔;或者说，假定水能够打入水塔，校核水泵能否满足此工况下的扬程。转输流量有大有小，我们要校核转输，按“最不利情形”原则，校核“最大转输工况”即可。

此工况的要求（特点）：管网中各用水节点并不是高日高时工况下的节点流量，为了简便起见，各节点的流量进行等比例缩小（比例系数为此时管网总用水量占高日高时工况下管网总用水量的比例）。水压要求为，保证水能打入水塔（不管用户节点，也不需要管用户节点，因其必然满足）。设泵站运行时一天24个小时供水量分别为P1、P2、…、P24;管网一天24个用水量分别为Q1、Q2、……、Q24。计算“Pi-Qi”中最大值，该时即为最大转输时。

3.1.3事故校核

说明：所谓管网的事故工况即为管网中某管段断水的工况。此工况的要求（特点）：管网此时的总用水量能满足高日高时管网总用水量的70%即可，也即是管网中所有节点满足高日高时工况下其节点流量的70%;对于节点的水压要求，要保证正常用水时的水压，也即此时控制点的服务水头就是之前设计管网时的服务水头。分析：显然，管网中任意管段均有可能事故折断，发生所有这些事故时，输配系统均要满足前述要求。按“最不利情形”原则，我们就假定对管网影响最大的那个管段折断，此时若能满足事故要求，那么其他不重要的管段折断时，更能满足事故要求。一般有，管网起端的管段的流量较大，因此其管径更大，若这样的管段折断，显然对管网的影响更大。

4至此整个给水管网设计平差核心工作已完成。

总结：给水工程是城镇基础设施的重要组成部分，因此，给水工程的设计关系着城镇基础设施建设的可靠性及完善性，与 人民的生活和发展息息相关。对城镇的建设 起指导作用，完善并设计好市政给水管网规划是做好设计的必要条件。本文对给水管网规划及计算进行了探讨，分析管网计算中平差原理，给以后市政给水 管网的设计提供参考和借鉴。

参考文献

[1]严煦世，范瑾初，许保久.给水工程[M].4版.中国建筑 工业出版社，2009：124.

杨煜祥 控规中给水管网设计及平差计算的应用.城乡规划 2016（6）：55.