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摘要:近年来,随着城市化进程不断加快,城市给水需求日益加大,在市政给水设计工作中也需要加大对其的改进和优化力度。本文紧密结合市政给水设计工作的实践,从输水方式、管网分区两个方面,对其设计要点进行梳理。
关键词:市政给水设计;输水方式;管网分区
输水方式的确定与管网分区作为市政给水设计的要点所在,为切实提升其设计水平,需要在设计中切实强化节能意识,并在设计技术上加强对其的改进和优化,才能更好地满足人们日益增长的给水需求,为全面推动市政给水系统的完善着力。
1.市政给水设计中常见输水方式
1.1压力输水
压力输水是市政给水设计中最为常见的输水方式,这是由于水厂与水源之间存在高程差,水源高程差的存在,那么采用常规的输水方式就难以满足,此时就需要对水源进行加压,通过加压水源把水资源输送到水厂。因此在进行设计时,需要确保所设计加压方式的合理性,并在输水管线设计中紧密结合地质条件与地形标高差等因素,切实强化对其的节能设计,以确保所采用的输水管线设计的节能水平。
1.2重力输水
重力输水也是市政给水设计中最为常见的输水方式,这种方式主要是借助重力的作用来输水,所以设计中需要考虑地势问题,结合地势问题,针对性地加强对其的设计,这就需要设计人员在设计过程中加强对地势问题地分析,切实加强资料收集和整理,在确保采用重力输水方式具有较强科学性的前提下采用这种方式,这样在设计中能有效地减少动力源的使用,从而达到节能的目的。
1.3融合输水
相较于重力输水,融合输水具有较强的综合性,这就需要在前期设计中切实加强现状地调研,切实做好地势勘察,加强加压器的应用,并确保输水管道与加压器更好地与实际运行相符[1]。
2.市政给水设计中输水方式的选择
结合上述分析,由于输水方式较多,所以在结合实际确定输水方式时,主要是根据区域地形的地质条件与水源条件等,严格按照公式来确定。其中,代表得是泵站的扬程,Z1和Z2分别代表得是水源水位与水厂水池水位,h代表得是输水中存在的水头损失。所以在输水方式设计过程中,应对供水水源、流量、距离的水位确定,再对水厂水池水位进行确定。一般而言,若为山区城市,一般采用重力输水,且采用最短的线路,但是必须具有较高的高差,这样就能利用水位高差形成的重力来输水,而且输水管径满足最大输水流量的需要。若重力输水管线地形高差较大,还要在一定位置设置减压阀,也可以设置跌水井。若为压力输水,那么就要对其经济性和技术性进行对比,并对压力输水管道进行分级,采用单足帮组形成输水系统,结合实际情况对加压泵站位置与增压方式等进行确定。一般而言,在现代城市中,主要是采取融合输水的方式,也就是重力输水与压力输水均存在,以确保输水方式的适宜性。但是实际设计中,具体的方式还要具体确定,因此,融合输水实际就是对压力输水与重力输水进行有机结合。在市政给水设计中,主要是结合实际需要,掌握地势特点,具体的问题,采取针对性的方式处理,并通过精心测量与计算,确保所采用输水方式的科学性,最终促进城市给水系统的优化。尤其是在当前智慧水务的大背景下,为满足智慧给水的需要,在输水方式设计时,需要紧密结合水源井监控系统、水厂监控系统、管网压力监控系统、分区计量与大用户抄表系统、泵站监控系统、二次供水监控系统的综合应用,对具体的输水方式进行确定,才能更好地满足实际运行的需要。因此,当城市存在的地势差异较为明显,同时水源处于高位区域时,则需要采取重力输水,而地势平坦时采用压力输水,但是现代城市往往是综合应用,因为很多城市的地形有高有低,采取融合输水的方式,能更好地克服地势限制带来的影响,而且还能达到良好的节能效果[2]。
3.市政给水设计中的管网分区要点
3.1管网分区的基本原则
一是采取区域计量分区原则,主要是将管段截断、关闭管段阀门这两种方式进行管网分区。每个独立区域的进出水管均需要设计流量计来监测流量,从而采用这一分区方式,确定给水管网中存在的爆管问题和漏水问题,并对其进行精准定位,不仅能缩小经济损失,而且还能合理控制区域计量分区水压,确保管网始终处于最佳的压力运行状态。
二是采取压力分区原则。主要是根据区域地形与用户在水压方面存在的差异化需求来区分,且将漏失率进行有效地控制。这主要得益于给水管网压力与漏失率为正比例关系,再根据区域的地形高程、等压线分布等实际 ,对管网分成多个子系统,从而有效地控制分区压力,降低管网平均水压的同时,将管网的漏失率降低。
三是采取管理分区的原则,主要是由于实际管理难度大,需要紧密结合实际,切实采取针对性地管理分析原则,也就是按照区域的明显界限进行管网分区,使得简化市政给水工程管理难度。
3.2管网分区的设计要点
第一,提升系统阶层分配的科学合理性。为提升管网分区的科学性,降低管理成本和建造成本,就需要对市政给水系统阶层进行科学合理设计。对于第一阶层而言,旨在确保给水的科学和理性,第二阶层则是进行控压和改压,并结合管网规模和资金等因素,针对性地进行阶层分配。
第二,提升管网区域规模设计的合理性。为促进管网水压均衡,在管网分区时,需要以确保水压为前提,并针对性地做好对其漏水点的管控,根据供水区域地形特点来采取针对性的输水方式,根据管道水头损失与进水点所在位置,对其区域规模进行确定。因此,在设计过程中,需要定期采集和记录分区蛛网流量,从而为区域规模的合理性提升奠定基础,并在此基础上根据地形、高差、管道损耗、供水点位置等多因素进行综合确定。
第三,在对位置与进水点的数量进行设计时,主要是通过对区域中的进水量的数量和流量以及压力进行优化设计,避免供水管网发生意外,使得整个供水过程更加安全。因此,需要设计中对进水点数量进行合理设计。一般而言,采取单点进水的方式,能更好地对进水管的水压控制点与位置进行确定,具体详见图1所示。
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图1:管网定线示意图
第三,在对管网的区域边界确定时,主要是结合地形类型和特点,以及地面高度变化和供水能力与用户类型,同时考虑水压分界线等因素,科学地确定管网区域边界。通过对这些因素进行综合分析之后,得到的管网区域边界和管网分区方案,为确保其设计得科学合理性,还要切实做好对其的检验。在具体的检验过沉重,主要是利用模拟软件对整个方案的科学性进行模拟和自动计算,再结合计算的结果进行可行性分析,最后结合分析的情况,针对性地加强对其的改进和优化。在具体的优化过程中,主要是结合模拟的情况和实际情况,并切实做好管道和闸阀的设置优化,同时还要注意管网中存在死水的情况,需要在管网末端做好排水设施的设置,这样才能在确保输水压力的同时促进水的质量提升。比如在采用融合输水方式时,由于其属于叠压原理,其使得水厂与用户之间形成一个严密的闭环,使得二次水污染能得到有效地处理[3]。
4.结语
综上所述,本文紧密结合市政给水设计工作实践,基于理论指导实践、理论总结实践的视角,对市政给水设计的输水方式进行了梳理,提出了输水方式选择的要点,并提出了管网分区的原则和具体的措施,以更好地为市政给水设计提供指导和帮助。
参考文献
[1]秦幸.浅谈市政给水设计中输水方式及管网分区[J].低碳世界,2020,10(02):119-120.
[2]王宇.市政给水设计中输水方式及管网分区探讨[J].居舍,2019(20):173.
[3]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.