市政給排水設(shè)計中輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)探討

楊孟

中煤科工集團(tuán)北京華宇工程有限公司西安分公司 陜西西安 710075

以合格的水質(zhì)為前提，保證輸水管線的正常供壓，使得給水系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，同時合理的輸水分區(qū)能夠保證排水管網(wǎng)的正常工作，因此在市政給排水設(shè)計中，輸水方式的選擇是由需求水量和當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件等綜合性因素決定的。然而造價成本是管網(wǎng)分區(qū)需要首先考慮的重要問題，以合理設(shè)計給排水管網(wǎng)分區(qū)的規(guī)模和設(shè)計中的施工技術(shù)，能夠適合管網(wǎng)分區(qū)的合理布局，在保證盡量低的成本造價的基礎(chǔ)上確定有效的管網(wǎng)分區(qū)方案[1]。

1 市政給排水設(shè)計中輸水方式的選擇

1.1 輸水方式的分類

（1）壓力流輸水方式。選擇此種輸水模式首先要綜合考慮各項因素確定獲取水源的詳細(xì)位置，然后利用加壓儀器等打壓輸水，由于這是一個持續(xù)動態(tài)系統(tǒng)，對輸水器具以及加壓器材都要嚴(yán)格挑選，定期檢查維修。因此在水源位置周邊要安裝加壓器，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)水壓以更正輸水量，輸水管道的質(zhì)量要得以保證，真正達(dá)到科學(xué)給排水設(shè)計的目的。（2）重力型輸水方式。重力型的輸水方式充分利用了自然環(huán)境的優(yōu)勢進(jìn)行設(shè)計，可以在很大程度上節(jié)省人力和財力資源，但受限于自然條件，一般應(yīng)用于水庫建設(shè)。這就需要工作人員對城市的地形地質(zhì)進(jìn)行具體勘察，選取地勢高度差較大且地質(zhì)穩(wěn)定的區(qū)域。（3）融合型輸水方式。此種輸水模式一方面要對城市的地形地質(zhì)進(jìn)行具體勘察；另一方面要保證加壓器和輸水管道的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，融合了壓力流和重力型輸水方式的優(yōu)點(diǎn)，具有一定的創(chuàng)新性。總體來講，市政給排水設(shè)計要堅持具體問題具體分析的原則，通過精確地測量和計算選擇科學(xué)可行的輸水模式，從整體上實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)的目標(biāo)[2]。

1.2 輸水方式的選擇

供水水源、供水距離和水流量是有效的確定利用哪種輸水方式的重要因素，為合理有效的分析三種因素結(jié)合對于選擇輸水方式的影響，分別用大寫字母I、Q分別表示供水距離和水流量。在確定好供水水源、供水距離（I）和水流量（Q）的基礎(chǔ)上，需要根據(jù)實(shí)際的水源水位（Z1）和給水廠蓄水池水位（Z2）表示，綜合判斷各影響因素之間的關(guān)系，進(jìn)而確立合理的輸水方式。具體的輸水方式的比選流程如下：

當(dāng)Z1＞Z2 時，理論上可以選用重力式輸水方式，但是按照水源地和給水廠的地形特點(diǎn)，應(yīng)明確輸水管線的水力坡度和平均的地形坡度，當(dāng)if≤io時，為了有效的實(shí)現(xiàn)重力輸水的要求，需要結(jié)合加長輸水管線的方式，設(shè)置一定數(shù)值的水力坡度，其中在以上公式中，i0=（Z1-Z2）/I；在以上條件都具備的基礎(chǔ)上，如果有F1＞F2+F3+F4，其中F1—重力輸水管線的預(yù)算成本；F2—壓力輸水方式管線的成本預(yù)算；F3—泵站建造費(fèi)用；F4—管理費(fèi)用，則不能夠選擇使用重力式輸水方式，應(yīng)選擇使用加壓輸水。當(dāng)F1＜F2+F3+F4 時，此時需要使用重力式輸水法。

另外，當(dāng)Z1＜Z2 時，當(dāng)在采用重力式輸水過程中，水量無法送達(dá)時，應(yīng)采用加壓水泵完成輸水，這時應(yīng)明確兩個重要的參數(shù)，分別是水泵揚(yáng)程和水頭損失，公式如下：HP=Z1-Z2+h，其中HP—水泵揚(yáng)程；h—水頭損失。

在選擇使用重力式輸水還是加壓輸水時，需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件等因素綜合考慮，同時要做好相應(yīng)的預(yù)案，以確保輸水作業(yè)的順利開展。按經(jīng)驗(yàn)分析，一般山區(qū)的城市應(yīng)運(yùn)用重力式輸水的方式較多，由于山區(qū)城市地形高度差大，因此可以借助此優(yōu)勢，有效的縮短相應(yīng)的管線長度，確保經(jīng)濟(jì)成本的合理利用。同時應(yīng)對輸水管線進(jìn)行合理的分級處理，泵站位置進(jìn)行準(zhǔn)確確定，按照相應(yīng)規(guī)范確定增壓級別及級數(shù)。

2 市政給排水設(shè)計中管網(wǎng)分區(qū)的具體措施

2.1 合理設(shè)計給排水管網(wǎng)分區(qū)的具體布局

一是排水設(shè)計作為一個系統(tǒng)，離不開所在的城市環(huán)境，而且在不同的環(huán)境下，市政給排水系統(tǒng)的設(shè)計形式也不盡相同，給排水設(shè)計是否有效，很大程度上取決于市政府對其的重視力度以及是否能夠充分有效地契合城市設(shè)定的發(fā)展規(guī)劃；二是由于大部分城市都擁有一套舊的管網(wǎng)分區(qū)，如何將新的管網(wǎng)分區(qū)與之結(jié)合也是給排水設(shè)計當(dāng)中的重中之重；三是供水安全也要納入到排水設(shè)計當(dāng)中，通過模擬實(shí)驗(yàn)每個部分的主要風(fēng)險點(diǎn)，真正做到防患于未然，及早將風(fēng)險消滅在萌芽狀態(tài)。

2.2 合理設(shè)計市政給排水管網(wǎng)分區(qū)的規(guī)模

同時，管網(wǎng)分區(qū)規(guī)模對于科學(xué)給排水也發(fā)揮著十分重要的作用。在多種條件的限制下，工作人員要事先勘察施工地區(qū)的地形地質(zhì)條件，在符合設(shè)計要求之后充分考慮人力、物力以及財力資源的投入，有針對性地制定出實(shí)用的管網(wǎng)分區(qū)規(guī)模。

2.3 水壓平衡

水壓的平衡是市政給排水管網(wǎng)分區(qū)設(shè)計的切入點(diǎn)。平衡水壓的目標(biāo)是在滿足城市居民用水需求的同時，把給排水系統(tǒng)的風(fēng)險降低到可接受的最低水平。因此，給排水系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該從節(jié)水因素出發(fā)，采用低壓形式避免水資源的浪費(fèi)[3]。

3 結(jié)語

由于市政給排水的輸水方式和管網(wǎng)分區(qū)是一項長期的復(fù)雜工程，涉及的領(lǐng)域極其廣泛，需要綜合考慮方方面面的因素。特別是近年來，越來越多的城市都在探索更加高效的市政給排水模式，根據(jù)施工情況的變化以及檢查過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行針對性的有效調(diào)整，及時彌補(bǔ)缺陷，加強(qiáng)管理，規(guī)避意外風(fēng)險帶來的給排水系統(tǒng)運(yùn)行的不確定性。