市政給水工程設計中輸水方式及管網分區

劉峰紅

（太原市和諧水務設計有限公司，山西 太原 030000）

對于城市供水系統而言，在總體規劃與設計中，給水管網的設計與施工需要投入較大的資金。城市供水系統中管道、閥門以及附屬設施都是必不可少的，這些部分占據項目總投入資金的70%以上。因此，在日常的工程實踐中，應該充分了解工程的實際情況，掌握資金的應用狀態，然后確定最為經濟合理的給水管網設計方案，以滿足人們的日常生活用水需求，達到工程綜合應用效果的提升。下文將具體分析市政給排水設計中輸水方式及管網分區問題，并提出相關切實可行的工程措施。

1 給排水設計中輸水方式的選擇

1.1 輸水方式的分類

市政給排水工程在進行設計的過程中，一般會選擇多種輸水方式，常規的有壓力流輸水方式、重力流輸水方式、重力與壓力聯合輸水方式。

壓力流輸水方式適用于水源水位低于水廠水池水位的情況，該方式主要通過加壓泵加壓進行輸水。對于水源水位過低，與水廠地形高差較大的情況，若一次加壓，不僅加壓泵所需揚程較高，且管道長期在較高壓力下運行，安全性較低。此時，可以選擇分級加壓輸水方式，不僅能減小加壓泵所需揚程，還能減小管道運行壓力，但加壓級數的增加勢必造成加壓泵站一次性投資費用的增加。為此，在實際工程設計中，需根據具體情況，對加壓輸水的分級數進行技術、經濟比較，合理選用［1］。

重力流輸水方式主要應用于水源水位較高的供水系統，這種輸水方式的前提是水源與水廠水池的水位高差，足以克服輸水管線的沿線和局部水頭損失，實現自流輸水。重力流輸水方式中若水源地形較高，與水廠地形高差過大時，還需在管線壓力較高點設置減壓閥，以確保管道運行安全。此外，還可通過減小輸水管線管徑，在同等輸水流量下加大管線輸水損耗，減小輸水管線壓力。

重力與壓力相結合的輸水方式，適用于水源水位較水廠清水池水位高，但二者高差不足以克服輸水管線損失，還需在輸水管線中途設置加壓泵加壓的情況。另外也有壓力與重力相結合的輸水方式，這種情況是在輸水管線沿線中途有地形高點，此時，先通過加壓泵加壓輸水至管線高點，再自流輸水至水廠水池。

1.2 合理選擇輸水方式

輸水方式的確定，應結合工程實際情況來分析，綜合考慮水源條件、地形高差、供水水量、水壓等因素，并確保所選輸水方式符合當地的輸水管理要求，這是最為基礎，也是確保輸水效果的主要因素［2］。

在輸水方式的確定中，可以根據設計要求使用I、Q、Z1、Z2分別表示供水距離、流量、水源水位、水廠水池水位，當Z1＜Z2時，選擇使用水泵加壓輸水方式，并根據工程規模、管線損失等，經過水力計算確定水泵的流量、揚程參數以及所需的加壓分級數。當Z1＞Z2且足以克服輸水管路的輸水損耗時，應選擇使用重力流輸水方式，以達到節能輸水的目的，但是必須要綜合分析管線水力坡度、地形坡度等方面的因素，確保輸水方式達到最佳效果。如果經過綜合分析發現可以選擇使用重力輸水方式，還需結合具體的情況來確定最佳的輸水管道直徑參數，以能夠達到重力輸水的標準和要求。但是如果地形高差過大，此時應該在管道的合理位置上布置減壓閥，以調節管道內部的壓力。

實際工程中輸水方式的選擇，需結合具體的工程情況，綜合考慮輸水管線沿線地質條件、地形變化、管線長度、管路損失等多種因素，通過水力計算，并經技術、經濟比較，合理選擇，確保所選輸水方式經濟、合理。

2 市政給排水設計中管網分區方案的確定

2.1 對具體階層數進行科學選擇

市政給排水設計中，對于一些供水面積較大的城市，合理確定管網分區，可消除因供水區域過大造成的供水水量水壓不均衡、供水管網承壓能力較高、供水不節能等問題。在進行管網分區設計時，首先應該考慮到階層數方面的要求，也就是說在進行分區系統設計中，第一層主要是設定為配水層，第二、三層主要是控壓減漏層、改壓體制層等，但在具體的設計方案確定中，需根據工程實際情況合理布置系統階層數。一旦明確了階層數，就要進行合理的分區規模設定，此時應該將水壓平衡的參數作為基礎數據，綜合考慮各分區所需的供水水量、控制水壓、地形高差等因素，初步劃分供水管網分區［3］。

對確定好的管網分區方案應結合相關水力計算不斷優化，以確保各分區位置和進水點能夠滿足各區域的用水需求，必要時還應進行相關的水力模擬運行實驗，以檢驗管網分區的合理性和準確性。

2.2 對節能供水技術進行科學選擇

當前在可持續發展的背景中，節能發展與環保問題得到了人們的重視，所以，在市政給排水設計的過程中，對于管網分區方案的確定，也需對節水節能技術充分考慮。

首先，在設計過程中，為了達到節能供水的目的，對于分區管網充分考慮采用疊壓供水方式，即做到對上游管網余壓的充分利用，通過設置無負壓加壓設備，并采用變頻調速，根據用水情況，實施調整加壓泵運行工況，確保水泵始終在高效段運行，達到節能供水效果。

其次，在管網分區方案確定階段，為了將用水效率提升，在設計環節，針對設備與材料的選型，需積極采用環保理念，確保節水性能得到提升。在材料與設備的選型上，盡量選擇節水性能好的材料和設備，從而將給排水系統的節水效果提高。

通過上述分析可知，在管網分區方案確定環節，采用科學的節能供水技術，可大大減小供水能耗，減低供水運行成本。

2.3 對造價方案進行選擇

管網分區方案的設計中，還需要從經濟性的角度出發來進行分析，結合總體造價確定合適的工程方案，這是提升管網分區效果的主要措施。管網的分區與規劃中，應確定合適最佳造價方案，能夠考慮到泵站的總體造價以及維護費用等方面，能夠實施全面的經濟性的評價與分析，還要綜合分析給水管網的一次性投資及日常運行中的電能損耗問題，了解管網在運行中的年平均動力費用，從而可以了解市政給排水系統的造價參數，選擇最為合適的造價方案，保證管網分區規劃的效果符合要求，提升管網分區總體應用效果［4］。

3 結語

綜上所述，在市政給排水系統在設計中，傳統輸水方式和不合理的管網分區，導致供水系統運行效果較差，供水保障率較低，給人們的正常生活用水帶來不便。因此，對于市政給排水設計，應該結合工程實際情況，綜合分析，合理選擇輸水管線輸水方式，并對城市管網合理分區，在確保供水系統良好運行的基礎上，最大程度的提升節水節能效果，以滿足現代社會發展節能供水要求。