邢俊明
合肥供水集团有限公司，安徽省合肥市 230011
摘要：城市市政给水管网规划设计的科学、合理性，是确保供水安全、优质、高效的前提条件。城市给水管网随着城市建设而实施，常常由于年代较远没有得到及时更新改造而无法满足城市发展的需求，甚至无法满足人民群众对城市给水提出的更高要求，因此城市市政给水管网的优化设计显得尤为重要。
关键词：市政；给水管网；优化设计
1城市给水管网的概述
城市给水系统是保证城市居民生活、企业生产等用水的相互联系一系列构筑物和输配水管网组成的系统，由取水构筑物、水处理构筑物、泵站、给水管网、调节构筑物等工程设施组成。给水管网由不同材质、管径的給水管连接而成，是给水系统中投资最大并且极为重要的组成部分，主要包括原水输水管道、生活给水管道、消防给水管道等管道系统。
2城市市政给水管网优化设计的原则
城市市政给水管网工程是一个复杂的系统工程，给水管网优化设计应根据管网水力计算的结果和城市相关供水规划，配合好城市建设发展时序及需求，充分考虑水源、资金、技术等条件，使优化设计具有合理性和可操作性。在优化设计中应把握好以下原则:(1)贯彻执行国家和地方的相应政策和法规，与城市总体规划、区域控制性详细规划相结合;(2)科学制定近远期规划，城市建设和发展是循序渐进的过程，城市市政给水管网的优化应充分考虑近、远期的衔接;(3)充分结合现状，突出优化设计的针对性。应对现状城市给水管网进行充分的调查，针对现状城市给水网系统存在的主要问题，进行合理优化。优先改造供水瓶颈、漏损严重、安全隐患大以及对后续管网改造工程有深远作用的重要节点，避免资源浪费，节省投资;(4)满足提高服务水平，促进节约用水的要求。通过供水管网优化改造，提高给水管网整体质量，保障供水安全、促进节约用水。
3城市市政给水管网优化设计的建议
3.1管材选择
在城市建设过程中，管材性能对供水经济性、可靠性和稳定性具有一定程度的影响。基于此，在具体选择材料过程中需要综合分析其使用功能和地质情况，无论是选择使用哪种管道，都需要确保高度满足供水使用需求，对其承压能力和封闭性进行更高程度的保障，确保持续供水，进而实现供水漏项的大大降低，对其水利输送能力进行更高程度的保障，确保管网内壁光滑，有效降低水头损失。除此之外，还需要综合考虑管材经济性，在确保满足供水条件的同时，需要尽量降低经济成本投入。在具体选择管材过程中，还需要确保其耐久性。最后，在具体评价管材质量时，静音效果也是其中较为重要的一项评价标准。通常情况下，柔性铸铁管道具有要强隔音效果，同时在连接不同管道之间普遍使用柔性橡胶密封圈，能够有效避免噪音传递。基于此，科学应用柔性铸铁管道能够有效实现其隔音静音效果。当前，复合管、塑料管、混凝土管和铸铁管是较为常见的集中管材类型，相关工作人员在开展具体工作过程中需要基于具体需求进行科学选择，确保其合理性和可靠性。
3.2给水管网分区布置
给水管网分区布置(DMA)的含义是将整个城市用水的区域划分成为独立的用水分区,在用水分区的划分中需要考虑地形、街区分布等因素。每个区域的用水量根据该地区的人口密集度、管网压力分布以及运行管理便捷程度进行计算而得。在分区完毕后,将给水管线按照三级分配进行管线搭建,按照输水量由高到低分别为城市干管、分区干管以及分区配水管组成。城市干管与分区干管联结处设立压力控制以及流量阀,为了该分区的用水保持稳定,可以在该分区设立另外的分区干管连接其余的城市干管以备用,在连接处设置阀门,平时保持阀门关闭状态,在常用的分区干管故障后,就可以打开该备用阀门进行其余城市干管的取水。
3.3优化管网水力计算
水力计算是给水管网设计的核心工作。直接关系到给水管网的运行稳定性与经济性。给水管网水力计算的一般步骤：a.给水管网平面布置；b.进行初步分配流量；c.设定最不利点最小水头要求，进行管网平差计算；d.依据经济流速等要求进行管径调整。其中，流量的分配会直接影响管径的匹配性，从而影响管网运行的可靠性。在进行流量分配前，应做好现有管网流量水压资料收集工作，并以此作为流量分配的重要依据。并且应确定合适的流量分配方法，关于流量分配可靠性的研究表明，采用改进的最小平方和法进行流量分配，其管网可靠性较要最小平方和法、最短路线法节点累计法等传统方法。此外，在进行管网平差计算时，可以采用一些优化的计算方法，提高计算结果的准确性和扩展性：如GIS系统与遗传算法相结合的计算模式、自适应遗传算法等。
3.4合理建设城市增压泵站、分区分压供水
对于地势起伏较大的城市管网，应合理制定城市水厂供水压力，合理的分区分压供水，科学制定水厂供水压力、市政增压泵站的设计方案，避免城市水压过高或过低，确保给水系统科学、高效。
在城市低洼区域设置减压阀进行压力控制，确保用户用水的同时，降低漏水和爆管事故的概率，提高城市管网尤其是老旧管网的供水安全性，也起到了节水的效果。在城市局部地势较高的区域，集中设置加压泵站，优化资源配置，确保二次增压供水高效节能。
3.5抗震设计
在市政建设过程中，给水管网一般铺设于地下，因此，地震灾害会对其造成很大程度的影响，如果给水管网受到地震灾害侵袭，则居民生活用水管路会受到一定程度的损坏，进而导致无法排放工业废水和生活污水。如果不能对其进行及时维修，还会在一定程度内造成环境污染，对居民健康问题造成很大程度的影响。因此，在对给水管网具体进行抗震设计时，相关工作人员需要基于工程经验和地震灾害所获取的相关设计思想和基本设计原则设计整体结构布局，随后进行细部抗渗措施的进一步确定。在开展具体工作过程中，首先，需要基于地震影响、地震地质和工程地质科学判定不利地段和有利地段，尽量选择有利地段，合理避开不利地段，如果确定无法避开，则需要进行科学合理的抗震建设。其次，还需要确保管网结构构件与其具体连接高度符合相关科学标准要求，使其实现最优化。最后，还需要确保管材质量过关，保证管材质量高度符合抗震设计要求，在具体应用管材之前，还需要对其进行实验鉴定，确保其合格性。
3.6加快管网信息化建设，优化管理
供水部门应重视管网的信息化建设，充分利用现代化技术，建立和完善高标准的管网信息化管理系统，对给水管网及其阀门等附件全面进行信息化的管理。对现状市政给水管道资料进行系统的收集整理，必要时委托测绘单位进行管线测绘，对新建给水管网实行信息化竣工验收。
供水部门还应重视给水管网的管理养护工作，设立专门的部门和专业的队伍，对给水管网出现的问题及时处理，对城市给水管网应设置全面且即时的水压、水质和水量监测，并进行网络化、信息化的监管，充分掌握供水现状，出现异常第一时间进行问题排查和处理，提高城市供水服务水平。
结论
总而言之，在市政工程建设过程中进行给水管网设计时，管材选择、管径确定、管线布置、接口设计、抗震设计、水利计算、平差计算都是其相关工作开展的重点内容，必须对其加以重视，进一步优化给水管网的设计，使其更好地满足我国现代市政工程建设需求，进而为国家城市化建设的进一步发展创造良好的条件，有效推进现代社会经济发展。
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