市政給水設計中輸水方式及管網分區的研究

劉曉亮 王春彥

0 引言

現代市政給水管道工程是一項綜合性的工作，給水管道管線之間具有較為復雜的交錯性，在設計階段，要考慮各個方面的影響因素，任何一個環節出現問題，都有可能造成重復施工的現象。市政給水管道工程與人們的生活有著密切的聯系，要注重工程施工質量，保證城市運行的穩定性。

1 市政給水設計中輸水方式的選擇

在進行市政給水設計中，輸水方式的選擇是非常重要的，相關部門需要根據當地的地形、水源等實際情況來選擇輸水方式，并且需要注意供水時長、水源以及路線等因素。

（1）對于地勢較高的地區而言，需要選擇重力輸水的方式進行輸水，重力輸水能夠防止出現水資源浪費的情況；根據地形的實際情況選擇合適的輸送路線，保障水位符合施工要求。

（2）合理的使用水位高度差來完成輸水，前提是有效控制輸水管徑，使輸水管徑符合輸水量最大閾值。

（3）如果施工場地的地形差過高，施工人員需要安裝減壓閥降低壓力，保障輸水的穩定性。

（4）在加壓輸水時，需要將輸水技術與施工成本考慮進來，將輸水管按照實際情況分級，并且可以通過泵站進行輸水，但是在實際的運行過程中，施工人員需要進行適當的加壓，保障輸水的穩定性。

2 市政給水系統輸水方式及管網分區的影響因素分析

通過調查顯示，能夠對市政給水系統輸水方式及管網分區造成影響的主要有以下幾個方面：供水的需求、環境氣候以及地形情況等方面。

（1）供水的需求就是指輸水管網所服務的用水客戶在使用水資源時所體現的用水總量、集中用水時間等體征。

（2）地形因素：在比較平坦的地形使用重力流施工時，需要將管道安放在更深的地方，給管道提供更大的水動力維持管道的運行，但是這也無疑增加了施工的環節與難度，施工單位需要在該環節投入更多的成本支撐。

（3）環境氣候因素：①天氣因素：如果在偏北方地區使用重力流施工，因為天氣過于寒冷，管道會出現冰凍的情況，流速降低導致供水效率下降。②水源因素：不同的水源對應的輸水方式也不同，施工人員需要根據水源的情況選擇合適的輸水方式。③其他因素：工程造價等方面也會對管網分區造成一定程度的影響。因此，相關部門需要對各種影響因素進行詳細的分析，采取相應的措施解決問題，保障城市供水系統的正常運行。

3 市政給水設計中管網分區分析

3.1 選擇區域系統階層數

在開展市政給水的設計環節時，一定要將城市的實際情況考慮進來，然后進行構建城市的發展層級。在實際的設計過程中，第一層的系統通常都是通過管網來進行設計，對于后面的設計而言需要對空壓、改壓的方式進行設計，而第二層、第三層在管網中的應用是非常重要的，第二層與第三層的設計需要根據城市的給水情況進行分析，通常都是通過城市的發展來進行相應的規劃，保障排水系統的合理性。

3.2 穿越障礙物

輸水管道的整個路線中有許多障礙物，如鐵路、河道以及高速公路等。比如某管道工程跨越范圍非常大，其中包括14處河道，而這14 處河道大多數都是遼河或者浦河支流，這種類型的河流寬度較小，基本不能通行，一旦進入干旱季節，河道內的水流量會降低甚至沒有水。因此，基本都是采用開槽埋管的方式來安裝管道，一般選擇鋼管的管材類型。而該管道工程也穿過6 條鐵路、1 條高速公路，因為鐵路與高速公路的特性導致管道工程的開展難度較高，要想保障施工質量，需要使用鋼筋混凝土作為頂管管材，輸水管則采用內套鋼管來實現，通過雙管的方式來提高施工的質量。如果輸水管穿過城市一些比較重要的地區時，都是使用頂管的方式進行施工，管材的選擇依舊是鋼管管材。

3.3 結合區域用水需求配置管網布局

城市各個區域發展程度各有不同，因此，對用水量的需求也是不同的。在進行輸水管網的布局時，一定要結合城市各個區域的用水量需求，合理進行輸水管網的布局。從城市的結構來分析，通常制造業的用水量是非常多的，而商務辦公、餐飲以及居住區等用水量會相對少一些，所以，輸水管網的布局工作可以參考城市的產業結構來進行布局，根據城市的產業結構進行合理的規劃，這樣才能保障輸水管網的布局工作合理性，滿足各個區域的用水需求，確保人們的生活不受到影響。

3.4 管道漏損監測

漏損光纜通常安裝在輸水管道的下方與輸水管道基礎之間，與輸水管道一般安裝在同一個溝槽內。漏損光纜主要起到監測的作用，與監控室的主機連接，并且安裝專業的漏損監測軟件，實時對漏損情況進行分析，一旦監測到不正常的數據時，軟件會及時發出警報并將漏損的具體情況發送到相應的APP上，技術人員能夠第一時間掌握漏損的實際情況。通過這種監測手段，如某處水壓上升到0.3MPa 以上，該處則為漏損點，施工人員需要及時采取措施解決漏損問題，保障管道的正常運行。這種監測方法相對于傳統方法而言，效率更高且具有實時性，施工人員能夠在第一時間掌握漏損的情況。

4 市政給水設計中輸水方式及管網分區策略

4.1 材料設計

材料設計環節對于整個管道的設計都是非常重要的，因為材料的質量決定了管道的整體質量，如果材料的選擇出現了問題，將會對管道的設計造成一定程度的影響，如今，鑄鐵管是給水管道建筑工程中比較常見的一種管材，鑄鐵管道的穩定性非常好，即使管道遭受一定程度的沖擊也不會影響管道的運行，并且還能控制流速，因為管道能夠利用管道內的壓力變化來控制流速，保障輸水的速度。因此，在進行管道設計的過程中，一定要將冰凍線的位置考慮進去，對管道進行分析，通過試驗驗證管道的負荷承載能力，確保管道的整體穩定性，才能穩定給用戶輸水。

4.2 加大先進節水設備與節水技術應用

能源浪費一直是世界的難題，管道一定要保障節能措施的應用，設計人員需要對眾多設備進行分析，尋找性能較高的節能設備，這樣能夠達到節能的目的，并且還不會造成環境污染。部分城市設計人員通過分析之后，也在嘗試大量投入3PE 材質的鋼管，3PE 材質的鋼管具備強大的抗腐蝕性與抗水氣滲透性，這兩種屬性能保障3PE 材質鋼管在給水系統中的應用效率，將能源的損耗降到最低，不但達到了節能的目的，并且推動了城市的發展。

4.3 合理的建設給水系統

給水系統的方案制定與設計一定要結合當地的供水情況以及降雨量的實際情況來進行制定，這樣才能保障方案的合理性與科學性，給水系統才能穩定給用戶提供水資源。比如：對當地的居民用水量進行分析，根據得出的結果制定該區域的給水系統方案，保障居民有足夠的水源使用同時避免水資源浪費情況。我國水資源并不充沛，部分地區嚴重缺水，國家相關部門應大力宣傳節約用水的理念，提高民眾節水意識。相關部門需要不斷地改善各個領域的用水情況，科學用水、節約水資源，充分發揮出水資源的作用。對于一些降雨量比較大的區域，相關部門需要做好收集的工作，減輕給水系統的壓力。

5 市政管網設置應注意的事項

5.1 鋼筋混凝土管

當基坑施工完成之后，一定要第一時間用平基混凝土澆筑，當平基混凝土的強度高于5MPa 時，才能將管道放進去。放管的環節一定要嚴格按照要求來進行，需要使用專業的吊車來放管，機械與溝槽之間要留出一定的縫隙，避免發生溝槽塌陷的情況。而管道的吊裝也需要注意相關的細節，確保管道兩端以平行的方式對齊，適當的留管縫。并且需要做好管道的清理工作，將管道連接處的雜物全部清理干凈后涂抹適當的潤滑液，保障管道的運行更加順暢。在進行最后的管道安裝時，一定要保障膠圈覆蓋全面，并且注意膠圈的麻花等情況。

5.2 塑料管

管道的底部需要使用砂料填充，并且在接口處要留出一定的空間，這樣才能更好地進行后續的接口工作。接口的密封材料的選擇也是非常重要的。如果選擇塑料管材時，工作人員需要做好雨季的防護措施，雨季來臨帶來的巨大降水量會淹沒管道，管道長期在雨水中浸泡會導致功能受損，并且管材也可能浮起。因此，一定要做好雨季的防治工作。當管道設置施工結束之后，及時做好掩埋工作，防止管道受到外部因素的干擾，最后對管道進行全面的檢測，一旦發現管道存在任何問題，及時采取相應的措施解決問題，保障管道的正常運行。

6 結束語

綜上所述，我國在快速發展的同時，能源損耗問題一直是我國發展的主要問題，水資源給人們的生活、社會的生產帶來了巨大的幫助，因此，保障城市的正常供水是如今眾多企業的首要目標。在進行市政給水的設計過程中，一定要根據城市的實際情況來選擇輸水方式，做好供水路線的規劃工作，制定合理的施工方案，才能保障管道的正常運行，穩定給城市提供水資源。