市政给水管网设计要点分析及应用分析

杨晓平

摘 要：为了更加深入的了解给水管网的设计理论及有关规定，笔者根据市政给水管网设计的自身工作经验并结合实际，对市政给水管网在设计过程中的要点及注意事项进行分析探讨，提出了具体的设计方法，为业内人士提供参考。

关键词：市政；给水管网；设计要点；分析

1 前言

在市政给水管网设计的过程中，首先就要根据相关的规范、手册进行设计，例如施工规范、小区给水规范、消防规范、室外给水规范、给水排水设计手册等。第二就是需要从实际情况出发，结合当地的地理位置、气候条件、温度特点、水司运行的程序规定等，从经济的科学有效性、技术的安全可靠性出发，对市政给水网进行综合考虑、合理设计，从而为满足城市对水质的要求及对水的需求量提供保障。

2 市政给水管网设计要点分析

2.1 管材的选择要点

从目前来看，市政给水管网的管材主要有塑料管、预应力混凝土管、复合管、预应力钢铜混凝土管及承插式给水铸铁管这五种构成。

1、塑料管。塑料管也称PE管，具有较好的密封性能、柔韧性能、卫生性能、耐腐蚀性能，它使用寿命比较长、抗震和内冲击力强，是目前运用在市政给水管道安装最为广泛的一种聚乙烯管材。

2、预应力混凝土管。预应力混凝土管主要是在制作阶段，预先对受拉区施加应压力，形成一种人为的應力状态。它主要的优点就是弥补了一般钢筋混凝土管由于容易产生裂缝而承受不了内压的缺陷。

3、复合管。复合管主要包括了钢丝网骨架塑料复合管和钢塑复合管，它的优点就是将塑料产品和钢管的优点结合在一起，既克服了塑料产品的缺点，又克服了钢管本身缺陷。

4、预应力钢铜混凝土管。预应力钢铜混凝土管主要由高强钢丝、薄钢板和混凝土构成，具有抗拉、抗压、抗渗、耐腐、密封性好的优点。

5、承插式给水铸铁管。承插式给水铸铁管具有强度高、承压能力强、耐腐、接口方便、易于施工的优点，但是它的材质脆弱不能承受较大较多的负荷量。

2.2 管径的确定要点

合理的管径设计在保障水压的同时，还能减少损耗，节约资金量。管径的确定根据水管输水量而设计，一般有以下四种情形。

1、洒路及绿地用水：洒路及绿地用水一般是根据路面、气候、土壤、绿化等条件确定

2、生活用水：生活用水包括公共建筑用水和居民生活用水，根据生活用水量及最高日时变化系数分析来确定。

3、工业用水：工业用水主要宝库里生产用水量和工作人员生活用水量，一般根据生产工艺要求和车间性质来确定。

4、管网漏水量及未预见水量：管网漏水量及未预见水量一般是根据日用量最高的百分比计算确定或者是根据《城市给水工程规划规范》对用水量进行估算而确定。

2.3 管道的平面布置要点

管道的平面布置主要是为给水管的位置进行合理的设计。由于给水管道的水流方向对供水、施工、工程造价都会产生影响，因此在设计管道的平面布置的时候需要考虑各种因素，通过科学的技术手段选择合理的给水管线路，从而为给水管道工程的适用性和安全性提供保障。在给水管道设计的时候，还应该根据当地的地理位置、地形特点进行管线定位，尽量不要在建筑物的下面穿越或者是架空管线，为以后管线的维修维护提供方便。

2.4 管道的深埋要点

对于管道的深埋，需要根据管材的性能、抗浮要求、冰冻情况等实际状况进行设计。在市政给水管道的实际工作中，由于给水管线不断的穿越另外的管线变得越来越复杂，因此而造成管道的起伏现象，给管道留下隐患。因此在设计的时候应该遵循：多平缓少陡峭、多顺直少曲折的要求，有利于水头损失的减少。

2.5 管道的附属构筑要点

管道的附属构筑一般包括井石、支墩、小型抽升泵房、排放口、取水口等。在设计的时候，需要根据实际选择附属构筑。例如根据气候，选择对井盖是预制还是现浇，如果温度较低，一般就选择预制。

3 市政给水管网设计的应用分析

3.1 某项具体事例

一座城市主要由甲、乙两个区域构成，甲、乙区域的人口数分别是10万，22万。土壤为粘土，年平均降水量为800毫米左右，地下水位510米，平均气温在20℃左右，地震烈度为5.5度，日用水量如图1所示，取水泵房水量的设计在5200m?/h。

3.2 给水管网的布置

1、线路的布置要求：第一，线路短、少陡峭、工程造价经济性高、少占或不占土地。第二，沿现有的规划路或道路进行施工，便于日后线路的维修维护。第三，尽量避免容易诱发地质灾害的地段，如河谷、山脊。第四，充分利用水位的高差现象，优先考虑重力流输水。第五，考虑分期实施和近远期结合的可能性。

2、给水管的布置要求：第一，给水管一般是采用两根。第二，对连通管和阀门的进行科学合理的布置。

3、管网的布置要求：第一，给水管网应该呈环球状分布于全供水区域。第二，给水管网的布置应该以最短的距离到达主要用水的区域。第三，在较大用户的道路上布置干管。第四，在配水干管之间的合理范围之内设置连接管。第五，采用管径为150—200毫米，负担消防任务大于150毫米的配水支管用以配水至用户和消火栓。

3.3 给水管网的水力计算

1、给水管网的计算情况

给水管网的计算需要最高用水加消防时、事故时、最高用水时作为条件。

①生活用水管网的水压设计是根据建筑楼层数决定的，在这个给水管网中的控制点是管网中的节点30，层数是7层，因此水压设计是30米。

②根据实际情况采用最不利管段发生事故、消防等校核。事故：水压在满足设计水压的要求下水流量是设计的75%。其目的主要是确定管径和水头的损失，从而为选配二级泵站提供依据。消防：选用低压消防系统，将控制点控制在9米，并考虑3个地方同时发生火灾。

2、比流量的计算

在这公式中，qs是比流量，Q是管网的总流量，∑q是大用户的集中用水量，∑L是干管的总长度。

3.4 管网的平差

1、管段管径的确定。供水最大供水时统一为7—9时，设计用水量比为2100.102L/s，根据节点流量对流量进行初步的分配，从而确定管径。

2、电算平差。流量进行初步分配后，根据把普罗夫斯基公式可得，每个管段的水头损失从而存在闭合差。为了消除闭合差就需要进行电算平差的计算，计算应该在最大用水时的条件下得出水头损失。从而确定二泵站的扬程。

3.5 管网平差的校核

1、水压H1的计算。地面标高为510米，给水管的长度为520米，水流量最高为810.015L/s，选择控制点为20号，地面标高为512米，自由水头是30米。75%Q输值是1250.969L/s，每条输水管为790毫米。因此根据公式可得H1为36.45米，从而确定水泵。

2、池底标高H2的计算，根据相关的软件直接可得H2为550.563米。

3、最大输工况校核。进入高位水池的流量就是最大输工况，根据前面的计算可得其为395.425L/s。

4 结束语

市政给水管网是城市建设的基础设施之一，它已经与人们的生产、生活息息相关了，城市的现代化建设及经济发展也需要它作为保障。综上所述，我们对市政给水管网在设计分析中，应该加强对管材的选择、管径的确定、管道的布置、管道的深埋、管道的附属机构等设计要点进行深入的探讨研究，为其能更好的被运用于实际工作中提供理论依据，从而满足城市对用水量的高要求，为人们提供充足的水资源。