市政给排水设计中输水方式选择及管网分区

市政给排水设计中输水方式的选择及管网分区摘要：随着社会的不断向前发展，城市化建设进程不断加快，城市的供水以及排水需求不断增加。在城市建设规划中，合理的对城市给排水系统进行设计对满足城市居民的给排水需求有着重要意义。在对市政给排水设计中设计管网分布时，合理的进行管网分布，能有效的节约能源资源，尤其是在选择输水方式的时候，在地里条件允许的情况下，选择重力输水方式，因地制宜的应用地势的落差进行输水从而节约能源、资源。在对城市的给水排水的管网进行规划设计时，应该综合城市的地理条件，进行合理的设计。本文通过对市政给排水输水方式的详细介绍，并对市政给排水设计方案进行了仔细推敲，希望能够抛砖引玉，从而达到共同提高的效果，并对我国以后的城市建设中给排水设计提供理论性的参考。

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在城市的建设发展过程中，城市的给排水系统对保证城市居民正常生产生活提供的基础保障。在整个城市供水系统中，给水管网占据了很重要的地位，并且对管网的投资业相当巨大，大约占了总投资的80%左右。在供水系统中，输水管网的主要作用是将水保质保量的送到千家万户，进而满足城市居民的生活及生产用水。城市供水系统耗能中，克服管网的水头损失和满足最小服务水头以及多余水头的耗能占了很大的比例，占据了绝大部分的供水投资成本，因此只要进行良好的设计，这部分就具有很大的节能空间。本文就给水管网的合理分布进行了深入分析，希望能够降低对整个供水系统的投资成本和节约

社会资源。

一、输水方式的选择

1 输水方式的分类

输水方式分为压力流输水方式、重力流输水方式以及压力与重力相结合的输水方式、压力流输水方式是当水厂水池位高于水源水位时，依靠水泵加压输水。采用加压输水时，输水管要根据地形高差、管线长度、管材的承受能力、地质状况及设备动力等情况，设置一级加压泵站或中途加压泵站，压力流输送至水厂。当水源水位高于水厂水池水位，且两处的地势高差足以克服输水管线的水头损失时，可根据地形地质条件，采用重力流输水，不能自流的地段，采用压力流输水，这种输水方式投资和运行费用低，是理想的输水方式；由于地形的复杂性，水在输送的过程中，要结合地形加以确定，宜用压力输水的地段采用压力输水，在压力输水段需要设置加压泵站提升水压。这种既有压力输水又有重力输水的方式成为压力与重力结合输水方式。

2 输水方式的选择

输水方式的选择往往受水源条件、地形地质条件的限制。选择输水方式，首先要确定供水的水源、供水的距离I和力量Q，之后根据水源水位Z1和水厂水池水位Z2之差来确定采用何种输水方式。

如果Z1

HP=Z1-Z2+h

式中：Hp为加压泵站水泵扬程，m；h为输水过程中的水头损失，m。

如果Z1>Z2，原则上可以考虑采用重力输水，这时重力l输水管水力坡度if和平均地形坡度i0有如下关系：

if<=i0，其中i0=（Z1-Z2）/l

重力输水需要有一定的水力坡度，达到重力输水的要求，因而管径会增大，管线长度会延长，建造费用随之增加，如果有：F1>F2+F4

式中：F1为重力输水管道的建造费用；F2为压力输水管的建造费用；F3为泵站建造费用；F4为管理运行费用。

这时仍采用加压输水。如果：

F1

选用重力输水，输水管径要满足在最大流量时水力坡度小于或者等于地形坡度。

3、输水过河方式的选择

输水管（渠）、配水管道的通气设施是管道安全运行的重要措施。通气设施一般采用空气阀，其设置（位置、数量、型式、口径）可根据管线纵向布置等分析研究确定，一般在管道的隆起点上必须设置空气阀，在管道的平缓段，根据管道安全运行的要求，一般也宜间隔 1000m 左右设一处空气阀。

3.1、架空过河

架空过河优先考虑利用过河的桥梁，但因管径较大，如输水压力较高时对桥梁的结构有影响，需得到原设计部门的许可及桥梁管理部门的同意。

3.2、河底埋设

埋在河底采用倒虹吸过河的话需采用两根管，事故时单根过水能力不小于设计过水能力的70%；采用倒虹吸过河需设置检修井，埋设深度应考虑现有挖沙对管道的影响，最好沿河床的底部岩石层敷设，便于设置管道支墩；单对架空敷设的费用远高于倒虹吸费用倒虹吸应采用内外均有较好防腐性能的管道，且连接可靠不形成泄漏架空敷设建议采用螺旋焊接管，内喷涂混凝土砂浆防腐避免管道出现腐蚀现象。

3.3、排气阀的选择

排气阀是输水管道的呼吸器，当管道排水放空时，它大量吸气，避免管道内形成负压而损坏；当管道灌水时，它大量排气，让管道内快速灌满水；在管道输水过程中，水里释放出的少量气体亦应就近排掉。因而排气阀应是复式的排气阀，既有快排、快吸的功能，要求快排时，排气口的风速超过100m/s时也不封堵，又要有小孔释放少量积气的功能。

4、山区输水方式的选择

山区城市地形高差大，有适宜重力流输水的条件，充分利用水高位差，选择最短的路线，若重力输水管线地形高差较大时，赢在适当位置跌水井或减压阀；如需要加压输水时，当水源和给水区高差很大时，可将压力输水管分成几级，没机有单独的泵站，组成多级输水系统，至于加压泵站的位置、增压方式和增压级数，应通过技术经济比较确定。

5、长距离输水方式选择

我国水资源贫乏，且在时间与空间的分布上极不均匀，加之水源污染现象严重，一些城市的河流已经不能作为饮用水水源，而不得不考虑跨流域、跨地区地进行长距离引水。到目前为止，我国已经成功实施了许多长距离引水工程，其中最为著名的输水工程即南水北调工程。长距离输水工程投资巨大，对安全性要求很高，而管线中不可避免地存在着大量空气，空气的存在不仅会降低输水效率，甚至会危及供水安全。解决这一问题最常见也是最有效的方法就是在管线的适当位置安装恰当的空气阀。

二、管网的分布

管网的分区最优方案应该是技术上合理、在一定年限内建筑费用和管理费用之和最小的方案。管网的建造费用主要是管道费用，它取决于管道的管材、直径和管材长度等因素；管理费用主要是泵站的运行费用，它取决于水泵的流量和扬程。目前管网工程在经济上的评价方法主要用年折算费用法，急将个方案的建设投资费用分摊到基准投资回收期的各年，再与各年的经营成本相加，以年折算费用最小的方案为最优秀的方案。

三、结束语

随着城市化建设进程的不断加快，人们在日常生活及生产中对水资源的需求量越来越大，为了保障人们在城市中的正常生活生产，就必须对城市的供水系统进一步改良。对城市的给排水系统中管网的合理分布，以及正确的输水方式都与城市居民能否安全放心的用水息息