市政给排水设计中输水方式的选择及管网分区方案的确定

李敏芬

[摘 要]在现代城市的建设中，给排水工程作为城市供水系统的重要组成部分，是维持城市水资源的利用与循环的重要工程。在市政给排水工程的设计中，输水方式的选择与管网分区方案的确定是非常重要的两个环节，能直接影响城市供水系统的安全运行，因此，本文将对这两项工作进行分析，并提出相应的解决方案，选择合理的输水方式，制定科学的管网分区方案，以促进市政给排水工程设计的发展，保证城市供水系统的顺利运行，提高城市居民的生活质量。

[关键词]给排水设计；输水方式；选择；管网分区；方案；确定

中图分类号：D322 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0040-01

前言：随着城市建设的发展，我国城市的生产与生活的用水需求不断增大，对市政供水系统的要求也越来越高。因此，为了适应城市发展对供水服务带来的影响，满足现代化城市的用水需求，市政供水系统应重视城市供水服务的质量。给排水输水方式的选择与管网分区是城市供水系统建设中的重要工作，是维持供水系统安全运行的重要保障，因此，城市供水系统的建设应重视市政给排水设计工作，选择适合当地的输水方式与管网分区方案，加强城市供水服务的质量，以适应城市的发展需求。

1 市政给排水工程

市政给排水工程被分为给水工程与排水工程，它的主要作用是维持城市用水的供应；将城市生产与生活产生的废水进行排放；对废水的水质进行改善并实现水资源的循环利用，是城市供水系统建设的重要工程。[1]

1.1 给水工程

给水工程由给水水源、取水设备、输水管网与给水处理厂等构成，其给水过程主要是从给水水源中取集水资源，并将其进行处理，再将处理后的水资源由输水管网输送到用户终端。给水工程的建设是为城市的生产发展与居民的生活提供用水服务，从而维持城市生产与生活的运转。

1.2 排水工程

排水工程由排水管网、废水处理厂及最终处理设施构成，是排放并处理废水与多余的地面水的工程。其排水过程主要是将废水（包括多余的地面水）由排水管道输送到废水处理场中，并对其进行净化处理，待废水的水质改善后，将其排放至水体或土地中。排水工程的作用主要是对城市生产与生活中产生的废水进行排放、处理与再利用，从而实现水资源的循环利用，减少水资源的消耗。

2 市政给排水设计中输水方式的选择

2.1 输水方式的类型

按照输水动力的类型划分，可将市政给排水设计中的输水方式分为以下三大类：

（1）重力流输水方式。重力流输水方式的原理是在地势差存在的前提下，使水源中的水在重力的作用下产生水流，从而实现水资源的运输。其通常用于水源地势高于用户且存在一定高度差的地区。重力流输水方式对地理环境的要求较高，依赖于输水管网所在地的地势特征，因此其运用率有限，无法适用于所有的城市供水运输。

（2）压力流输水方式。压力流输水方式是相对于重力流输水方式提出的，通常用于地势较为平缓或水源地势低于用户的地区。其原理在于：由于地势差的原因，水源中的水无法将其受到的重力转化为水流的动力，因此，要实现水资源的顺利运输，就要对水流进行加压处理，为管网中的水流提供动力[2]。压力流输水方式对管道承受能力、地形特点与动力设备的要求较高，因此其适用性也比较有限。

（3）重力与压力综合输水方式。在地理特征较为复杂的地区，通常无法单独使用重力流输水方式或压力流输水方式，在这种情况下，为了减少输水成本，可以将这两种输水方式综合起来进行使用，并结合实际的地理情况将其灵活运用。

2.2 输水方式的选择

市政给排水设计中输水方式的选择通常以水源与输水管网所在地的地势特点为依据，以成本的最小化为原则，因地制宜。一般情况下，所在地为山区的市政给排水系统常采用的是重力流输水方式，这种输水方式可以充分利用山区的地势特征将重力作用发挥出来，从而减少输水动力的成本投入。而在地势较为平缓的地区，其给排水的输水方式通常采用压力流输水方式或综合输水方式，从而在实现供水系统安全运转的前提下，节省水流输送的成本。

3 市政给排水设计中管网分区方案的确定

目前我国不少地区的给排水管网分区方案存在一些问题，导致该地区供水的质量下降，对城市的建设造成了一定的困难。因此，相关人员需要对管网分区方案进行合理的设计与优化，要按照相关的行业规定与原则，顺应所在地区的发展规律，对现有的管网系统进行合理的分区管理，实现分区供水与管网的独立管理。管网分区能有效控制管网的水压与供水的质量，有利于城市用水的安全。其方案的确定应考虑以下几点：

3.1 确定管网系统的阶层数

市政给排水管网系统的设计应将第一阶层管网系统的功能定为合理分布管网，第二和第三阶层系统的功能应为实现管网的空压、改压和减漏[3]。目前，我国大部分城市的给排水管网系统的阶层数均是两个，其阶层数确定的依据通常是当地管网的建设成本与建设规模等。

3.2 确定管网区域的边界与进水点的数量

划分市政市政给排水管网区域的边界通常需要考虑多种因素，如当地的地形地貌特征、水源与用户之间的地势差与供水参数等[4]。在具体分析以上因素后，选择合适的管网区域边界，并在保证供水质量的前提下尽量节省管网建设的成本。

进水点数量的确定是给排水管网设计中的一项重要内容，在保证供水稳定的前提下，管网区域的进水点应少量化，一般来说，普通区域的管网最好采用单点进水，便于控制供水的水压与流量，而在情况较为复杂的事故多发区，则可以采用多点进水维持供水的安全。因此，若是管网的规模较小，则可将进水点的数目定为两个，从而在控制水压与供水量的同时兼顾事故的补救。

3.3 改善分区方案

当初始的管网分区方案被提出后，相关人员应对其进行分析与研究，通过科学的模拟实验探讨其合理性与完备性，并对提出的分区方案进行优化，其优化对象不仅要包括输水管道的设计，还要包括管道及闸断的设施设置方案。

相关人员对管网分区方案的优化不仅要实现技术的优化，还要加强对管网的成本控制。管网的建设会产生一定的成本消耗，其大部分来自于输水管道的建设，而管道的成本与其材料、长度、横截面积有关，因此，对分区方案的优化需要考虑输水管道的造价问题。此外，管理分区后的管网也会造成一定的费用消耗，其主要来源于泵站的运行，并视水泵的流量与扬程而定，因此，分区方案的优化也要考虑输水所需动力消耗的经济费用。

在可持续发展理念的指导下，当前的管网分区方案优化应考虑水资源的节约问题，提高给排水系统的输水性能，加大水资源的利用率。在具体的实施过程中，可以通过叠压输水的运用与节水设备的使用减少水资源的损耗，如在给排水工程中多使用节水设备与节水材料，减少输水过程中水资源的损耗；将水厂与用户的供水龙头构成严密的系统，摒弃原有的蓄水池结构，防止水资源的二次污染等。

结束语：

综上所述，市政给排水工程建设对城市建设至关重要，其设计中的输水方式的选择与管网分区方案的确定对城市供水质量的影响较为深远。给排水输水方式的选择依赖于管网所处地区的地理特征，要按照实际情况进行具体分析，并考虑技术与经济两方面存在的限制，在保证输水安全的前提下，选择合适的输水方式。而管网方案的确定首先要考虑方案的设计，要对管网区域、进水点数目、管网阶层等关键因素进行初步的确定，然后对提出的方案进行模拟研究，并对其进行改善，实现管网建设技术与成本的优化。

参考文献：

[1] 任正元，余武，郑爽.市政给排水设计中输水方式的选择及管网分区方案的确定[J].中国新技术新产品，2012，18：90-91.

[2] 徐月，冷栢双.市政工程给排水输水方式的选择及管网分区[J]. 科技创新与应用，2014，07：119.

[3] 张方红.市政给排水设计中输水方式的选择及管网分区方案的确定分析[J]. 江西建材，2014，19：46+48.

[4] 单琦.市政给排水设计中输水方式的选择及管网分区[J]. 科技创新与应用，2015，13：143.