关于城市给水管网系统的规划设计探讨

关于城市给水管网系统的规划设计探讨

陈溪

西安水务(集团)规划设计研究院有限公司710082

摘要：在城市基础设施建设过程中，市政给水管网工程是其中最重要的环节之一，与市民的生活质量息息相关，同时也是城市经济和工业发展的重要支撑，故在具体实践过程中，需综合考虑各种因素进行设计。基于此，文章主要对城市给水管网系统的规划设计进行了分析与研究。

关键词：市政给水管网；城市化；规划年限

前言：近年来，随着我国城市化进程的日益加快，也对当前的城市给水系统提出了更高要求，个别地区的缺水问题十分严重，甚至已影响到社会经济的持续稳定发展，故对城市给水管网规划设计进行研究意义重大。

1城市给水管网工程规划概述

1.1规划目标

即在确定好水厂位置和规模的情况下，建立完善的管网模型，并重点考虑相应的运行工况，从而建设出一个安全可靠、耗能低、投资少的管网系统规划设计方案。

1.2规划年限、范围、人口

在确定好远期和近期城市用水量、城市供水范围之后，需与总体规划相结合。正常情况下，根据近、远期规划目标，应以近期为主同时兼顾远期。在近期设计中，年限通常以5~10年为最佳，而远期设计则通常在15年左右。

1.3区域自然条件

在具体规划设计过程中，还应对气候条件、水文条件、地质地貌特征等进行综合考虑，以此建立完善的数据库。大型城市的建设区域十分广泛，故区域差异明显，如此也增加了设计难度。在规划中，需综合比较各种规划方案，如干管布置通常需依照城市的供水形势、水源位置、规划布局等来进行合理确定。

2城市给水管网系统设计基本原则

2.1结合实际情况、有的放矢

在实际设计过程中，需重点考虑供水管网的具体情况，全面统筹，以此弥补以往供水系统设计的缺陷和不足。另外，还要突出近期改造关键点，有的放矢的对影响供水安全的管网和供水漏损进行优化改造。

2.2协调发展、实事求是

为确保规划目标的顺利实施，开展相应的调研和工作十分必要，在实事求是的基础上，结合地方财力和工程状况，分阶段的对规划目标进行调整。放眼于全局，综合考虑地下水管网和城市建设工程的协调稳定发展。

2.3提升水质、优化服务

在此应紧密结合节约资源、提升服务水平等目标，在具体设计过程中，不断提高水质、强化服务，提升管网的整体素质。对于管网工程建设规划而言，需不断完善供水系统，才可有效减少供水损失、降低事故发生率[1]。

3城市给水管网系统需水量计算及供水现状

城市单位人口综合用水量指标法；城市单位建设用地综合用水量指标法；不同性质用地用水量指标法；需水量的确定。

近年来，我国的城市管网给水系统发展十分迅速，已从原有的单一型向复合型过渡。随着计算机辅助技术的出现，很多新的技术均被广泛应用于管网优化过程中，如遗传算法、人工神经网络算法等，极大的推动了该系统的优化创新。当前，在我国很多城市中，给水管网均朝着多样化、复杂化、大型化的方向发展，进而也对后续管理工作提出更高要求。

4管网设计

4.1管线定线原则

第一，管线走向应尽可能沿现有道路或规划道路敷设，以利施工和维护；第二，管道尽量走直线，以缩短管道长度，并可减少大角度弯头；第三，尽量避开地形、地质不利地段，如河谷、山脊、沼泽、重要铁路、泄洪地区和地质灾害点；第四，尽量选择地形起伏小、地质条件较优、水利条件较好的管线方案，可以减少土石方工程量，降低工程造价；第五，管线应考虑近远期结合和分期实施的可能。

4.2管网布置原则

首先，管网布置应遍及整个需水地区，并保证所有需水用户有足够的水量和水压；其次，主干管设置成环状布置，在局部管道发生故障时，尽量缩小断水区；最后，项目区近期管网建设应考虑到远期发展用水及转输用水的要求。

5管网水力计算及管材比选

在对管网水利进行优化计算的过程中，需综合对比各类算法，并从全局优化和局部优化两方面出发，如管网平差的计算方式如计算比流量、管网平差计算方法等等，以此确保计算结果的客观性和全面性。

在管材比选环节中，可从钢管（SP）、球墨铸铁管(DIP)、塑料管（PE管）几种管材进行比较，同时也可以从力学性能（承压范围）、管道防腐及耐久性、管道使用年限、管材技术成熟性、施工难易性、管材综合造价等方面进行分析比较。

6管道穿越特殊地段设计

在设计管道穿越特殊地段的施工方案时，对其他管线进行行动避让已成为一个不争事实，以倒虹管作为河底穿越的方式如沉管铺筑、托运、水下挖泥、河底开挖埋置、围堰等等。穿越河面的施工方式如管桥架设、沿公路桥附设等。供水管网附加设施具体包括阀门（闸阀、蝶阀）、消火栓、排气、排泥、泄水、补偿接头、伸缩器等，通过这些设施的实践应用，可确保管网的畅通无阻、安全性[2]。

7安全供水设计

7.1水锤的防护

水锤泵站主要是借助水锤压力提水的泵站，比较适合小流量高扬程供水，其由水工建筑物和水锤泵共同构成。正常情况下可分为交流和直流两种。目前，后者在现实工程中应用较为广泛,其由扬水管、控制阀门、进水池、动力进水钢管等共同构成。

7.2设置管网水质水压监测点

结合水力模型，分析管网水力状况，并计算出管道的流速和流量，对管网受污染时的水利状态进行模拟。

7.3建立完善的水源、水厂及管网管理调度系统

若想实现安全供水这一设计目标，还需建立一个完善的水源、水厂及管网管理调度系统。实践过程中，可将供水保障和水资源作为调度管理的核心与关键，工程管理部门负责对上级指令加以执行，具体内容包括泵站开停机、水库闸门等等，同时也具有着水库的运行、管理、监控、建设等职能，可确保系统的安全平稳运行。

结束语

综上所述，随着社会经济的不断发展以及城市化进程的日益加快，也对当前的给水系统建设提出更高要求，并推动着其朝着安全性、经济实用性方向发展。管网工程规划设计是其中重要的组成部分之一，需引起相关建设企业的高度重视，从而更好的满足现代社会发展实际需求。

参考文献

[1]刘冰,杨元明,赵悠.基于线性规划的给水管网系统动态有限元优化设计[J].中国农村水利水电,2014,78:102-105.

[2]刘波,李大军,阮见.基于ArcEngine的供水管网三维模块的设计与实现[J].测绘科学,2013,35:236-237.