市政给排水设计中输水方式的选择及管网分析

王 丹

（济宁市市政设计院有限公司，山东 济宁 272000）

输水方式以及管网分区是市政给排水系统设计和建设的重点，在确保给水、排水质量的基础上，还应当对其效率予以整体把握，即通过优化设计输水方式、合理规划管网系统，来提高供排水效率。

1 市政给排水工程输水方式优化设计

1.1 输水方式合理选型

城市给排水工程以及管网系统非常的复杂，涉及很多方面的影响因素，因此实践中应当科学选择输水方式，才能提高给排水效率。城市建设过程中的给排水输水方式选择时，应当对市政工程建设布局和市政建设用水实际情况相结合，二者不能出现脱节。目前，国内市政给排水工程项目建设过程中，最常用的输水方式有三种，即压力流、重力流和混合型三种输水方式，具体分析如下：

第一，压力输水型。该种类型的压力输水方式在现阶段市政工程项目建设过程中应用非常的广泛。从原理层面来看，其主要是通过对给水源施加压力使其水位提高，从而实现水源输送之目的。从应用实践来看，若采用压力输水法，则需在水源周围建设加压设施，同时还要全面考察输水情况以及客观需求等，优化整合以及科学设计水压数值。值得一提的是，压力输水方法的应用，对输水管道会产生压力，实践中应当合理选择输水管材，以确保输水管道运行安全可靠性。

第二，重力输水型。市政给排水工程施工建设实践中，给排水管道网络系统对于城市供水而言非常重要，实践中应当充分利用各地区的地势条件，有效发挥重力作用，即重力输水。该种方式本质上就是将重力变成输水动能，在现代市政工程给排水系统设计过程中选择重力输水法，对城市的地形条件有较高的要求。

第三，混合输水型。顾名思义，市政给排水系统设计时采用的混合型输水方式，实际上就是上述两种方式的优化组合应用，即结合地形地貌，采用合理的压力输送水源方式，实现综合供排水。

1.2 合理选择输水方式及注意事项

基于上述三种类型的水源输送方式分析可知，在选择输水方式时应当坚持因地制宜的原则，采用高效方式输送水源。在具体选择输水方式时，应当充分考虑以下两个因素，即坡度、距离。市政给排水工程建设时，应当注重水源直线输送距离的计算，全面分析输水时坡度对其重力产生的作用和影响，结合多方面的因素合理选择最佳输水方式。值得一提的是，选择好输送水源的方式以后，还要注意以下几个方面的事项。

第一，过河法。市政给排水系统设计时，如果需要输水管网过河，则应当考察管道输水压力及其重力情况，优选管道型号以及材质，对输水设施的实际利用情况全面考虑。首先，架空过河。输水管线布设时，进程会跨越复杂的地带，比如过河。针对该种情况，笔者认为应当对输水管道架空过河进行优化设计，输水管道架空过河时需借助桥梁对管线提供铺设作用，以顺着桥梁为宜，从上方通过并对输水管道进行架空。在优化设计输水管道架空过河方案时，应当准确把握输水管道尺寸，特别是其直径、管内压力等，坚决避免对桥梁受力性能产生不利影响。

第二，河底埋设过河。实践中，将输水管道在河床上的适当位置合理埋设，确保输水能够顺利过河。输水管道河底埋设过河过程中，最为关键的是应当选择抗腐蚀性能良好的管道，以免长期浸泡影响管道输水效果和质量。

第三，合理选择排气阀。排气阀是输水管道的重要设施之一，其对管道输水质量和效率所起的作用不可小觑。比如，输水管道内中水快要排尽时，排气阀就会大量吸气，以此来避免管道因负压而受到损坏。如果输水管道需灌水，则排气阀大量排气，可以实现快速灌水。

1.3 长距离输水

我国水资源分布不均，城市给排水系统设计难度较大，部分城市甚至不具有安全无污染的水源。对于上述城市而言，在市政给排水系统建设过程中，应当对长距离输水进行综合考量。目前国内最为典型的长距离输水项目即南水北调，工程建设投资较大，而且技术性和安全性要求比较高。长距离输水过程中，管线内会产生大量空气，不仅影响输水效率，而且不利于安全输水。为此，实践中应当采取针对性措施，有效解决管道中存在空气的问题，比如对空气阀布设位置进行综合权衡。

2 市政给排水系统中的管网分区问题研究

2.1 管网系统架构

就目前国内市政给排水系统而言，管网设计过程中应当根据实际需要划分层级，并且由主管线逐级向下递减。具体而言，可将首层管网系统根据其功能要求确认为一级管网，二层与三层级管网设计是为了改压、减漏以及空压等。目前国内多数城市给排水系统建设过程中，管网分布一般都保持两个层级数，层级数的确立依据与市政供水管网造价与规模等关系密切。

2.2 确定管网边界和取水点

市政给排水管网系统区域划分过程中，确认实际边界的通常需考虑很多因素，其中城市地形地貌特征是重要因素，供水水源点、水资源用户位置以及二者的地形地势条件等，都是需要重点参考的数据。设计部门在综合分析和判断各种影响因素的情况下，应当合理确定管网布设边界，在保证输送水源质量和效率的条件下，最大限度地降低管网分布成本。在考量管网系统取水点时，应当在确保输送水源稳定性的基础上，管网取水点应当尽可能减少。取水点少，说明确定因素少，实践中对未说明特殊区域的城区管网布设时，建议采用单水源地取水方法，这有利于严格控制输水管网中的水压和管内流量。

2.3 输水管理方案的优化

在设计市政给排水系统时，管网设计是关键，而且也并非一蹴而就的事情。通常情况下，在初步分区方案成型以后，设计人员与决策人员应当对比分析方案，利用计算机辅助技术手段模拟实验，并且深入挖掘设计方案中的问题。通过上述步骤，对各分区输水方案进行细化，在此过程中涉及很多的元素和影响因素，比如输水管道、闸断设施的设置等。同时，还应当严格控制建设成本，其主要部分是指市政给排水系统管线材料和成本，管材成本源于所用的管道材料和长度、横截面积等。实践中应当进行科学合理的规划设计，采用性价比最高的管道材料，尽可能缩短管线，只需满足正常安全输送水源即可。在此过程中，还应当采用先进的技术手段和方法，比如叠压输水方法以及先进的节水设施等，这有利于降低水资源输送过程中的资源浪费，而且有利于水源与终端水用户之间的无缝链接；输送水源在内循环系统中运行，淘汰了以往的蓄水池储水设备，避免出现水资源的二次污染。

3 结语

总而言之，随着城市化建设进程的不断加快，国内市政给排水工程项目建设难度逐渐增大，实践中应当因地制宜，根据本市的实际情况以及地形地貌等合理选择给排水方式和方法，并且对管网进行合理分区，这样才能满足城市发展要求，才能提高供排水效率，促进城市的可持续发展。