市政給水管道布置設計要點及技術措施

馬逢樂

（安慶供水集團公司，安徽 安慶 246004）

引言

在經濟全球化發展的帶動下，我國城市化建設步伐日益加快，規模逐步擴大。由于排水系統既可以保證暴雨天氣下雨水的積累，又可以有效地保護城市道路，減輕交通壓力，所以它是城市化建設的重要組成部分。排水管道設計是排水管道建設的重要基礎，是保證排水管道質量的決定因素。排水管網的質量好壞直接影響到市政建設。伴隨著社會經濟的迅速發展，排水工程設計的需求也越來越大。但近年來的資料表明，排水工程設計已不能滿足當前的蓄水要求。同時，在一個資源相對匱乏的時代，由于不必要的工程設計，在排水工程的使用期間或后期維修都會造成大量的水資源消耗。所以發展節能給排水技術是大勢所趨。針對市政給水管網當中的設計要點進行探討分析，對未來城市的整體發展和城市化建設都有積極影響。

一、給水系統

由于水是不可再生資源，因此在設計供水系統時，有必要對城市的具體情況進行分析和綜合調查。例如，可以在雨季收集和存儲水資源，那些需要消耗水資源的行業可以在雨季集中生產。在水資源分配不均的情況下，為了維持水資源的平衡利用，市政當局必須在優化水資源分配方面進行合理規劃，并科學地預測和評估水量。

二、城市給水的設計原則

給水工程對城市居民的影響和意義是很大的。給水工程可以以最快的速度排出城市地面的雨水，在一定程度上保護了居民的生活環境。城鎮給水工程設計應嚴格遵循以下原則：（1）管理體制合理，流域劃分清晰，排水方向和排水口設計科學；（2）熟悉城市道路情況，能盡快合理設計排水溝；（3）雨污分流工程設計，首先要對城市雨污分流及道路積水有一定的了解，然后根據徑流系數及相關公式進行給水設計。在確定排水管埋深的基礎上，充分考慮坡度，進行排水管鋪設設計。應充分考慮位移因素，根據施工要求和設計，結合城市的具體情況，做出最合理的設計，保證所設計的給水工程不僅具有較強的可操作性，而且能達到理想的使用效果。設計污水工程時，應充分了解污水排放標準，并考慮管道的飽和度、流量等因素，確定最小管徑、最小設計坡度和埋深，以盡可能減少費用，縮短工期，達到設計要求。

三、市政給水管網的充分開發價值

（1）全面提升水資源利用率?，F階段我國的城市化建設快速發展，但由于城市基礎設施的建設跟不上城市規模擴張的速度，因此我國現階段水資源的利用率依然處于較低的狀態。從當前情況來看，我國市政的給水設計工作過于依賴雨水管網設計系統，這也意味著市政部門對于整體水循環系統并沒有足夠的重視。與其相對應的配套設施同樣存在著一些不足之處，這就導致城市污水管網系統在實際工作過程當中會面臨巨大的壓力，嚴重的可能導致內澇的情況出現。從宏觀的角度出發解讀這一背景，它不僅會影響到城市的環境，同樣對于我國整體的水資源問題都會帶來十分嚴峻的考驗。市政給水管網的科學設計會使城市水資源的利用更加高效化。（2）有利于水資源保護工作我國現階段的缺水狀況十分嚴峻，水資源的保護工作具有極強的現實性意義。由于當前階段我國的城市化建設過程依然存在一定的弊端和局限性，基礎設施建設的不足導致生活污水、工業廢水隨意排放的情況并不少見，這也導致在后續過程中相應的水體出現十分嚴重的污染情況。通過科學建設給水管網，針對日常生活中出現的各種污水進行集中性處理，并在符合相應的排放標準之后進行集中性排放。

四、市政給水管道布置的技術措施

（一）確定管徑

給水管網設計的過程中，確定合理管徑十分關鍵，對后續供水工作的有序開展和能耗的降低都有十分重要的意義。對管徑進行確認時，必須要對水管的系統化輸水量進行多方面分析。在常規情況下，有以下幾種類型的用水會影響到管徑的最終確定：（1）公共類用水。在居民日常生活中，公共性建筑用水將會是整體生活用水當中一個關鍵的部分，設計人員應當針對本地區的總體生活用水量以及變化系數等進行分析。（2）管道漏水以及未預見用水。一般情況下，設計人員應當將該地區居民的日常用水最高量當作基礎，進一步開展管道漏水量以及未預見水量的計算，設計人員還應立足于工程要求的標準規范對用水量進行確定估算。對綠化用水以及撒路用水，設計人員要充分考慮到本地區的天氣、綠化、土壤等多種情況，并對這兩部分水量加以確定。（3）工業用水。在實際設計過程中，工廠人員的日常性用水以及生產性用水，應當針對不同工廠的性質以及工藝要求等進行綜合分析。

（二）在供水系統中的應用

城市給水工程應用節能給水技術，首先要充分把握城市發展和水資源需求，通過數據分析，有效地估算城市的用水量，并根據實際需要合理規劃給水方式。城市供水方式主要有：（1）利用市政管網壓力直接供水，由于方便、經濟、方便而被廣泛采用；（2）采用平衡水壓分區法降低水壓；（3）采用儲罐供水，促進新能源的高效利用。為了更好地實施可持續發展戰略，我國近年來加大了對新能源的開發利用力度，越來越多的新能源被應用到各個領域。供水系統應根據實際情況合理選用新能源，以提高節能環保的效果。太陽能作為應用最廣泛的一種新能源，對供水系統中的熱水供應起著重要作用。在供水系統中，高效利用太陽能提供熱水，不僅可以達到節能環保的效果，而且可以減少其他能源的消耗，符合可持續發展戰略的要求。不同的城市有所不同，供水系統的設計，應根據不同城市的實際情況而定。一些人口快速增長的城市，住宅建筑以高層建筑為主。為保證生活用水的順利供應，高層建筑應選擇適當的二次供水。為了避免浪費水資源，必須進行節能設計，合理地控制城市管網壓力可以控制供水，也可采用不同樓層供水，以滿足不同樓層用戶用水需求。

（三）市政給水管網

影響給水管網設計工作的因素比較多，其中一項重要因素是城鄉之間的差異，面對這種現象，在設計給水管網的時候就需要充分結合城市的實際發展情況開展相應的設計工作。城市中用戶集中的區域用水量也相對較大，因此，管道交叉現象比較明顯，這就需要做好管道安全方面的處理工作，實現合理布設，在這些地區會用到環狀管網。而對于鄉鎮用戶分散的情況，再加上經濟水平的限制，會使用對安全性要求不高并且結構簡單、成本低廉的樹狀管網。但是樹狀管網的供水安全性不高，并且水利條件差，因此，這也是樹狀管網不適合用在城市中的主要原因。由此可見，無論是環狀管網還是樹狀管網都各有利弊。對于給水管網的設計，應該結合實際情況綜合考慮后再做出選擇。應該在允許的范圍內盡量減少管道長度，并且要嚴格把控設計細節，完善設計施工圖紙。

（四）抗震性設計

給水管網一般鋪設在地下，一旦出現地震災害將會對給水管網造成極大的破壞，導致居民無法獲取到生活用水，工業廢水等也無法排出，如果短時間內沒有得到維修，會導致城市生活無法運轉。所以設計人員應當針對給水管網開展抗震設計工作，結合以往的工程經驗，對地震災害所造成的破壞情況，綜合性設計市政給水管網的整體布局，并針對管線的抗滲措施進行強化。首先，設計人員要綜合計算本地區的實際地質情況、地震帶來的影響，并通過應用先進的工程判斷技術對有利、不利地段進行劃分，盡可能選擇在有利地段進行施工，如果最終確定無法避開該地段，則應當針對管網設計區域來構建合理的抗震建設。另外，保障管網結構的構建能夠與實際連接的高度相符合，要達到相關政策規定的標準，盡可能達到設計最優化。最后，保障管材的質量符合相關標準，這是后續給水管道工作能否正常運行的前提，管材的質量必須符合抗震的總體設計要求。

五、市政給水管道布置設計節能措施

（一）選擇正確的設計方案

在市政給水設計工作中，要選擇正確的設計方案，從而增強給水設計的效果和質量。在市政給水中，要注意提升污水處理能力和城市道路本身的排水能力，防止在城市中出現較為大面積的積水。暴雨季節下雨較為頻繁的城市要適當提高城市的排水能力，在實際給水規劃時，需要認真調查這一地區的氣候情況和水文地質情況等，精準地計算各個區域的最大排水需求量，根據排水需求量合理地選擇排水管道的位置和型號大小等，從而使城市可以應對暴雨等惡劣的天氣。在提升排水污水處理能力時，要增強城市規劃的效果和水平，以環保性為主要原則完善城市中的基礎配套設施，從而使得污水處理能力能夠得到有效地增強。相關工作人員在實際工作中要深入地挖掘城市給水系統在空間上的潛能，進一步完善城市規劃的內涵，從而進一步協調排水設計，提升城市排水系統設計的效果和水平。如果在實際給水設計時遇到諸多困難的話，那么可以構建三維立體模型，更加立體地了解城市當前的面貌以及主要的發展特點，從而對設計方案進行有效的完善和調整。這樣一來不僅可以突破以往給水設計中的局限之處，還有助于使市政給水設計更加滿足實施工作需求和工作要求，在空間和時間上進行合理規劃，防止給水管道在后續使用時存在諸多的問題，進一步協調排水系統和城市的發展特點。在完成設計方案之后需要密切關注現場的實施情況，不斷完善給水設計方案，促進城市的不斷發展。

（二）城市道路給水設計

城市道路是城市防汛、防澇的主要區域，是內澇的主要區域，對城市居民的日常出行影響極大。在結合海綿城市理念設計中應把握三個方面。1）加強路面設計。在不降低道路設計標準的同時，從設計入手提升路面的滲水性能，降低路面的鋼化率，使雨水不僅僅依賴排水管道，而是及時進入水系的生態循環。同時，防止雨水的滲入對道路基礎產生影響，要利用排水系統排出路面，注意路基排水裝置的設計，在路面加入防水材料層。2）加強綠化帶設計。綠化地帶對雨水有收集、凈化、蓄積的作用，設計時應注意控制綠化帶與路面的高度差，確保路面雨水的有效利用。綠化土層鋪設可仿效天然水凈化的原則，將細土和砂石分別鋪于上中兩層，底部安裝滲透裝置，使水分能回滲到地下。3）設置銜接帶。在地形落差較大的區域，可以在道路和綠化帶之間建設銜接帶連接。銜接帶主要有三種形式，第一，排水緩沖連接帶。在地形下沉區較大的排水薄弱節點，銜接帶的設置可以緩沖雨水瞬時徑流過大所導致的短期排水壓力。第二，設置雨水內滲銜接帶。若能將先進科學技術應用于綠化帶、下沉綠地、生活區和道路交通集聚區，可提高雨水的滲透性。第三，設置凈水的蓄水池銜接帶。特別是在水資源短缺或污染嚴重的地區，更需要設置蓄水凈水銜接帶，才能保證給水平衡和水質安全。

（三）提高能源利用率

水資源可持續開發利用是城市發展和建設的重要內容。水資源保護是國家可持續發展的需要，是全社會的共同責任。通過對城市歷年總用水量的分析，合理控制城市水資源利用規劃，包括居民用水和企業用水。在城市人口增長和企業發展的情況下，隨著用水量的變化趨勢，城市用水量得到了有效控制。要控制總量，調整水價，實行分段收費，提高定額水價。通過提高收費標準，有效遏制了水資源的浪費。城鎮給水工程施工應提高施工人員的技術水平，加強節能意識的宣傳，合理使用節能技術，確保給水系統的節能效果。給水系統的設計可直接或間接地采用給水方式，并可根據不同地區的實際情況進行有效調節。對壓力泵進行維護，不僅要做好給水系統的節能工作，而且要保證其運行效率。排水管道應根據設計要求選擇直槽、梯形槽和混槽形式，并有專業監理人員監督，保證排水管道符合規范要求。從給水角度來看，實現水資源的循環利用勢在必行，它是水資源再規劃的重要保障。比如熱水系統的排水。用熱水時，冷水首先沉淀在出口，再排出，造成大量冷水的浪費。加強冷水循環，可有效提高冷水利用率。有些區域的給水冷水部分與冷卻塔相連，而多余的冷水則用于輔助冷卻塔。冷卻塔冷卻區的水量將從冷卻塔吸收熱量，進行一定程度的熱處理，有效地滿足熱水需求，為充分利用冷水循環的節能優勢，應重新投入使用。

（四）全面設計綠化帶給水做好綠植養護

現階段綠化地帶也是市政給水設計的重點。工作人員要提高重視程度，分析其作用，在遵循現階段給水設計標準的基礎上，注重整體控制，改善整體性能，以適應現階段發展的需要。對于海綿城市概念的靈活運用，設計者在設計時主要從幾個方面進行研究。①海綿城市之雨水花園設計。如果可以在城市公園中建造一些灌木和其他植物，則可以使用植物的根系來增強雨水的保持能力。②海綿城市之屋頂綠化設計。像雨花園一樣，綠色屋頂設計有效利用了綠色空間的蓄水作用，以減輕徑流壓力，避免洪水，促進雨水蒸發并改善城市空氣質量。③海綿城市之生態滯留區設計。通過利用淺水區的洼地來儲存水資源并控制雨水的流出，雨水塘，雨水沼澤和種植溝被加速城市雨水向地下的滲透。

結語

總之，在市政給排水工程中，為了保證城市的日常供水、排水，提高城市居民的生活質量，對給排水進行合理的設計，加快城市基礎設施建設，具有重要意義。高效節能排水技術在給排水系統中的有效應用，可以在保證市政給排水質量的基礎上實現節能環保。城鎮排水管網布局合理，給水方式合理，能有效利用新能源，在城市給排水系統中合理應用污水處理技術等可以有效提高系統的節能效果。今后城市給排水工程應加強節能設計研究，以實現水資源的可持續發展。