市政给水工程设计中输水方式及管网分区

刘峰红

（太原市和谐水务设计有限公司，山西 太原 030000）

对于城市供水系统而言，在总体规划与设计中，给水管网的设计与施工需要投入较大的资金。城市供水系统中管道、阀门以及附属设施都是必不可少的，这些部分占据项目总投入资金的70%以上。因此，在日常的工程实践中，应该充分了解工程的实际情况，掌握资金的应用状态，然后确定最为经济合理的给水管网设计方案，以满足人们的日常生活用水需求，达到工程综合应用效果的提升。下文将具体分析市政给排水设计中输水方式及管网分区问题，并提出相关切实可行的工程措施。

1 给排水设计中输水方式的选择

1.1 输水方式的分类

市政给排水工程在进行设计的过程中，一般会选择多种输水方式，常规的有压力流输水方式、重力流输水方式、重力与压力联合输水方式。

压力流输水方式适用于水源水位低于水厂水池水位的情况，该方式主要通过加压泵加压进行输水。对于水源水位过低，与水厂地形高差较大的情况，若一次加压，不仅加压泵所需扬程较高，且管道长期在较高压力下运行，安全性较低。此时，可以选择分级加压输水方式，不仅能减小加压泵所需扬程，还能减小管道运行压力，但加压级数的增加势必造成加压泵站一次性投资费用的增加。为此，在实际工程设计中，需根据具体情况，对加压输水的分级数进行技术、经济比较，合理选用［1］。

重力流输水方式主要应用于水源水位较高的供水系统，这种输水方式的前提是水源与水厂水池的水位高差，足以克服输水管线的沿线和局部水头损失，实现自流输水。重力流输水方式中若水源地形较高，与水厂地形高差过大时，还需在管线压力较高点设置减压阀，以确保管道运行安全。此外，还可通过减小输水管线管径，在同等输水流量下加大管线输水损耗，减小输水管线压力。

重力与压力相结合的输水方式，适用于水源水位较水厂清水池水位高，但二者高差不足以克服输水管线损失，还需在输水管线中途设置加压泵加压的情况。另外也有压力与重力相结合的输水方式，这种情况是在输水管线沿线中途有地形高点，此时，先通过加压泵加压输水至管线高点，再自流输水至水厂水池。

1.2 合理选择输水方式

输水方式的确定，应结合工程实际情况来分析，综合考虑水源条件、地形高差、供水水量、水压等因素，并确保所选输水方式符合当地的输水管理要求，这是最为基础，也是确保输水效果的主要因素［2］。

在输水方式的确定中，可以根据设计要求使用I、Q、Z1、Z2分别表示供水距离、流量、水源水位、水厂水池水位，当Z1＜Z2时，选择使用水泵加压输水方式，并根据工程规模、管线损失等，经过水力计算确定水泵的流量、扬程参数以及所需的加压分级数。当Z1＞Z2且足以克服输水管路的输水损耗时，应选择使用重力流输水方式，以达到节能输水的目的，但是必须要综合分析管线水力坡度、地形坡度等方面的因素，确保输水方式达到最佳效果。如果经过综合分析发现可以选择使用重力输水方式，还需结合具体的情况来确定最佳的输水管道直径参数，以能够达到重力输水的标准和要求。但是如果地形高差过大，此时应该在管道的合理位置上布置减压阀，以调节管道内部的压力。

实际工程中输水方式的选择，需结合具体的工程情况，综合考虑输水管线沿线地质条件、地形变化、管线长度、管路损失等多种因素，通过水力计算，并经技术、经济比较，合理选择，确保所选输水方式经济、合理。

2 市政给排水设计中管网分区方案的确定

2.1 对具体阶层数进行科学选择

市政给排水设计中，对于一些供水面积较大的城市，合理确定管网分区，可消除因供水区域过大造成的供水水量水压不均衡、供水管网承压能力较高、供水不节能等问题。在进行管网分区设计时，首先应该考虑到阶层数方面的要求，也就是说在进行分区系统设计中，第一层主要是设定为配水层，第二、三层主要是控压减漏层、改压体制层等，但在具体的设计方案确定中，需根据工程实际情况合理布置系统阶层数。一旦明确了阶层数，就要进行合理的分区规模设定，此时应该将水压平衡的参数作为基础数据，综合考虑各分区所需的供水水量、控制水压、地形高差等因素，初步划分供水管网分区［3］。

对确定好的管网分区方案应结合相关水力计算不断优化，以确保各分区位置和进水点能够满足各区域的用水需求，必要时还应进行相关的水力模拟运行实验，以检验管网分区的合理性和准确性。

2.2 对节能供水技术进行科学选择

当前在可持续发展的背景中，节能发展与环保问题得到了人们的重视，所以，在市政给排水设计的过程中，对于管网分区方案的确定，也需对节水节能技术充分考虑。

首先，在设计过程中，为了达到节能供水的目的，对于分区管网充分考虑采用叠压供水方式，即做到对上游管网余压的充分利用，通过设置无负压加压设备，并采用变频调速，根据用水情况，实施调整加压泵运行工况，确保水泵始终在高效段运行，达到节能供水效果。

其次，在管网分区方案确定阶段，为了将用水效率提升，在设计环节，针对设备与材料的选型，需积极采用环保理念，确保节水性能得到提升。在材料与设备的选型上，尽量选择节水性能好的材料和设备，从而将给排水系统的节水效果提高。

通过上述分析可知，在管网分区方案确定环节，采用科学的节能供水技术，可大大减小供水能耗，减低供水运行成本。

2.3 对造价方案进行选择

管网分区方案的设计中，还需要从经济性的角度出发来进行分析，结合总体造价确定合适的工程方案，这是提升管网分区效果的主要措施。管网的分区与规划中，应确定合适最佳造价方案，能够考虑到泵站的总体造价以及维护费用等方面，能够实施全面的经济性的评价与分析，还要综合分析给水管网的一次性投资及日常运行中的电能损耗问题，了解管网在运行中的年平均动力费用，从而可以了解市政给排水系统的造价参数，选择最为合适的造价方案，保证管网分区规划的效果符合要求，提升管网分区总体应用效果［4］。

3 结语

综上所述，在市政给排水系统在设计中，传统输水方式和不合理的管网分区，导致供水系统运行效果较差，供水保障率较低，给人们的正常生活用水带来不便。因此，对于市政给排水设计，应该结合工程实际情况，综合分析，合理选择输水管线输水方式，并对城市管网合理分区，在确保供水系统良好运行的基础上，最大程度的提升节水节能效果，以满足现代社会发展节能供水要求。