市政给排水设计环节输水方式与管网分区的思考

发表时间:2020/6/8   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:黎栩荣
[导读] 摘要:随着城市建设的发展,我国城市的生产与生活的用水需求不断增大,对市政供水系统的要求也越来越高。
        广州市番禺水务投资集团有限公司  510000
        摘要:随着城市建设的发展,我国城市的生产与生活的用水需求不断增大,对市政供水系统的要求也越来越高。因此,为了适应城市发展对供水服务带来的影响,满足现代化城市的用水需求,市政供水系统应重视城市供水服务的质量。给排水输水方式的选择与管网分区是城市供水系统建设中的重要工作,是维持供水系统安全运行的重要保障,因此,城市供水系统的建设应重视市政给排水设计工作,选择适合当地的输水方式与管网分区方案,加强城市供水服务的质量,以适应城市的发展需求。
        关键词:给排水设计;输水方式;管网分区;方案
        一、市政给排水工程设计中输水方式与管网分区设计的意义
        全面探究市政给排水工程设计中的输水方式设计与管网分区设计工作,可以减轻水资源损耗,促进整个市政给排水系统的安全稳定运行。积极开展管网分区设计工作,能够维护整体给排水工程的经济效益与生态效益,满足生产生活的供水需求。由于给水管网的覆盖范围较广,优化管网分区设计,可以在提高供水质量的基础上,降低水资源损耗,维护生态系统平衡。另外,在市政给排水工程设计中,输水方式的选择也是至关重要的。相关人员要选择合理的输水方式,增大排水管线利用率。
        二、市政给排水设计中输水方式及管网分区原则
        2.1因地制宜原则
        我国地理环境较为复杂,加之市政给排水系统绝大多数处于地下,一旦相关管网分布不当,输水方式不科学,将可能诱发自然地理不稳定性因素,如山体滑坡、地震、水土流失等,对自然环境、社会环境、人文环境造成一定影响,为此市政部门需秉持因地制宜原则,在设计给排水系统时从客观因素着手,系统分析输水方式及管网分区方法,确保相关设计结果极为契合城市建设与发展实况。
        2.2发展性原则
        在城市化建设政策加持下,城市逐渐向乡村扩张,与乡村的交互性越来越强,二者融合度随之提升,为此市政给排水设计中输水方式及管网分布需秉持发展性原则,从城市建设周期着眼,围绕城市建设与发展目标,科学布置管网,合理选择输水方式,使相关系统可以为居民提供稳定、安全、有效的送水服务。
        2.3高效性原则
        伴随我国科学技术稳健发展,市政给排水设计方法得以优化,为提高该系统设计质量夯实技术基石,为此市政工作人员需秉持高效性原则,积极应用创新型给排水系统设计技术,使相关系统设计质量得以提高。例如,围绕市政排水中管网分区设计,相关工作人员可以采用BIM技术,将与市政给排水系统设计有关的数据信息置于该数据库内,为制定设计参数提供依据,经计算得到该系统设计参数,借助BIM技术三维立体建模功能体现相关参数,预见市政给排水设计成果,设计人员可通过调整参数优化设计方案,摒弃冗余设计环节,提高该系统设计效率,保证相关管网分布科学高效,得以满足给排水系统运行需求,凸显高新科技应用价值,达到提高市政给排水设计能力的目的[1]。
        三、输水方式的分类及选择
        3.1输水方式的分类
        (1)重力型输水方式。重力型输水主要是利用水资源自身的重力条件进行输水的一种方式,最主要的是利用水资源的地理优势,对水源进行考核。重力型输水也存在一定的输水限制,主要受到地理位置的影响,一般水势较大的区域才可以采用这种方式进行输水。
        (2)压力流输水方式。压力流输水方式是相对于重力流输水方式提出的,通常用于地势较为平缓或水源地势低于用户的地区。其原理在于:由于地势差的原因,水源中的水无法将其受到的重力转化为水流的动力,因此,要实现水资源的顺利运输,就要对水流进行加压处理,为管网中的水流提供动力[2]。压力流输水方式对管道承受能力、地形特点与动力设备的要求较高,因此其适用性也比较有限。
        (3) 融合型输水。这种输水方式是将压力型输水和重力型输水结合起来的一种新型输水方式,需要对输水管线的结构进行研究,并且对区域水资源的输送方式进行调整来实现。由于将不同的输水方式结合起来,所以可以融合不同输水方式的优势和特点,具有一定的灵活性。


        3.2输水方式的选择
        市政给水管道输水方式与输水管线水头损失、水厂水池水位、水源水位、泵站扬程存在着密切联系。因此在实际设计的过程中,设计人员主动转变传统工作理念,坚持实事求是的工作原则,加大对于施工区域前期勘察的重视程度,明确水厂水池水位、水源水位、供水距离、供水流量及供水水源等参数,以单一重力流输水为例,适用于地形崎岖的山区城市且供水距离短,水厂水池水位低于水源水位,地势高度差与输水管线水头损失相抵,一旦地势高度差过大必须设立跌水井或减压阀。此外,选择单一压力流输水时,利用增压方法、增加级数及泵站位置等手段控制整体成本投入,尽可能分级压力输水管。
        四、市政水管网分区方案制定
        4.1对管网分区系统层数进行科学选取
        管网分区系统层数设计过程中,第一层管网分区系统务必要是怎样达到配水科学化,第二层、第三层的管网分区系统设计则是要满足空压、减漏、改压以及增质等性能。就当前我国市政给排水设计中管网分区系统分层处理中,普遍选用两层管网分区系统,普遍而言管网铺设范围的大小以及工程整体成本资金投入直接决定了管网分区系统的主要类型,在全面立足于具体施工情形下,可以分阶段开展具体施工。
        4.2明确划定区域规模
        若管网设计满足用户对水压的要求,需考虑管网水压均衡问题,以降低发生供水事故的概率,将漏失量控制在最低标准,以此达到节能环保的目的。通常,在供水区域内,水压值是可控制的。在供水管网设计中,确定区域规模至关重要。在划定区域规模方面,还要考虑工程项目的投资额度。在分区后,计算管道流量与漏失量。
        4.3 管网分区位置以及进水点数量的明确
        有效明确管网分区位置以及进水点数量,有利于从根本上保证城市供水的安全性和稳定性。实际工作中,务必要确保科学合理的情况下,最大限度地减少进水点数量,一般情况下,进水管道的水压控制位置的明确在单点进水过程中进行控制效果最佳,而多点进水过程中进行控制则能够有效保障供水安全,小区域规模弓虽的进水点数量最好为两个,以便有效控紧急供水事故和水量过大的情况,从而确保城市供水系统正常运行。
        4.4优化分区设计方案
        针对市政管网的分区设计方案,相关人员需遵循科学性原则加以论证,利用仿真模拟评估方案的可执行性。在此基础上,优化道闸与设施配置方案。如今,市政管网规划设计中的计算方法越来越成熟与完善。大多数管网系统逐步向非线性特征过渡转化,部分大型城市的管网系统甚至逐步实现完全非线性化。这不仅增大了数字建模工作的难度,也使得传统的闭环自动算法无法满足实际需求。对此,本文笔者强烈推荐遗传算法。遗传算法的管网仿真系统可以简化数字建模流程。相较而言,遗传算法更加适用于复杂程度较高的市政给排水管网设计。而这也是遗传算法被广泛应用到市政给排水工程规划设计的重要原因。
        4.5节水设施与设备的应用
        目前最常用的供水设施是叠压供水。这种叠压供水与传统供水方式相比,可以摒弃掉传统蓄水池,从而降低很大一部分的成本开销。其次低压供水、供水厂、用户的一体化供水系统能够有效避免水资源的二次污染。此外,如若城市具备适当的条件,那么还可以利用地热能及水能作为能源基础,提供热水供应。推动水资源的高效利用。
        五、结语
        总之,给水的配送与城市居民的用水关系密切,为此备受人们的关注。在城市建设的过程中,给排水的设计工程已经成为重点的设计内容。综合分析给排水施工的相关因素,输水方式的选择会对给排水的建设与服务功能带来直接影响,这就要求相关人员对输水方式给予足够的关注,能够结合市政工程的发展实际,实现对输水方式的合理确认,并且以此为基础合理分布管网分区,保证供水的效率与质量符合城市用水需求。
        参考文献
        [1]黄超.浅谈市政给水设计中输水方式的选择及管网分区[J].低碳世界,2016,12:168-169.
        [2]李明才.市政给水设计中输水方式的选择和管网分区方案的确定[J].科技创新与应用,2014,08:127.
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