海口市城市规划设计研究院 570100
摘要：水是城市生存和发展必不可少的支持要素。城市给水工程是城市最基本的市政工程，它直接关系着城市建设和发展以及城市文明、安全、居民的生活质量，也关系着城市的可持续发展。城市给水工程规划，就是为了经济合理地、安全可靠地供给城市居民的生活和生产用水，及用以保障人民生命财产的消防用水，并满足他们对水量、水质和水压的要求。
关键词：水量指标、水源、水压、流量、管径。
引言：城市给水工程大致可分为三部分，即取水工程、净水工程和输配水工程，并用水泵联系，组成一个供水系统。内容包括确定用水量标准，预测与计算城市总用水量，进行区域水资源与城市用水量之间的供需平衡分析；研究各种用户对水量和水质的要求，合理地选择水源，提出水源保护及其开源节流的要求和措施；确定水厂位置和净化方法；确定给水系统组成；布置城市输水管道及给水管网。
一、城市总用水量的估算
城市总用水量由两部分组成，第一部分为规划期内由城市给水工程统一供给的各类用水量的总和，第二部分为城市给水工程统一供给以外的所有用水量的总和。在市政工程规划中，城市总用水量系指第一部分用水量。
1、城市用水分类
进行用水量预测时，根据用水目的不同，以及用水对象对水质、水量和水压的不同要求，将城市用水分为四类：城市居民生活用水、工业企业生产用水、消防用水和市政用水等。
2、确实用水量指标
用水量指标是指城市规划期内不同供水对象单位人口、单位用地面积或单位产值、单位产品等所采用的水量定额，它是给水工程规划中的一项基本数据。
用水量指标应根据城市的地理位置、水资源状况、城市性质和规模、产业结构、国民经济发展和居民生活水平、工业用水重复利用率等因素，在一定时期用水量和现状用水量调查基础上，结合节水要求，综合分析确定。
3、用水量预测
城市用水量预测与计算是指采用一定的理论和方法，有条件地预计城市将来某一阶段的可能用水量。通常以过去的资料为依据，以今后用水趋势、经济条件、人口变化、水资源情况、政策导向等为条件，对各种影响用水的条件作出合理的假定，求出预期水量。
城市用水量预测与计算涉及到未来发展的诸多因素在规划期内难以准确确定，所以预测结果常常与城市发展实际存在一定的差距，一般采用多种方法相互校核。用水量预测与计算采用的方法有人均综合指标法、单位用地指标法、分类加和法、年递曾率法。预测城市用水量时应注意预测方法的选用、充分分析判别过去的资料、充分考虑各种因素的影响、注意人口的增长变化、掌握城市用水的变化趋势，注意城市自备水源的水量。
近年来我国城市人均生活日用水持续增长，生产用水出现明显下降的趋势，公共服务用水和城市总用水量呈现波动的趋势，随产业结构的优化和高新技术的应用，国外发达国家的城市人均综合用水不断下降并趋于平稳。
二、城市饮用水源选择与保护
城市水源条件对于城市位置选择具有重大影响，水源是否良好，选择是否合理，往往成为城市的建设和发展的重要因数之一。因此，在城市给水系统规划中，必须对城市的水源应深入调查研究，全面搜集有关水源的水文、气象、地形、地质，并通过多方面进行技术经济比较后确定。
城市饮用水源选择的原则是：先地表水，后地下水；先节水，后远距离调水；城市水源应优先保证城市居民生活用水。采用地表水作为水源时，取水量应不大于河流枯水期的可取水量。采用地下水作为水源时，取水量应不大于可开采量。
城市非饮用水源的选择为海水、微咸水、雨水及污水处理后的再生水等可作为工业冷却（除尘、冲尘）和城市生活杂用（冲厕、洗车、水景）。利用城市非饮用水源时，要充分考虑对人体健康和环境质量的影响，按照一定的水质标准处理使用。
城市的供水水源一旦遭到破坏，很难在短期内恢复。所以在开发利用水源时，应做到利用与保护结合，城市规划中必须明确保护措施。应根据不同水质的使用功能，划分水体功能区，从而实施不同的水污染控制标准和保护指标。
在饮用水地表水取水口附近，划出一定的水域和陆域作为饮用水地表水源一级保护区。其水质标准不低于《地面水环境质量标准》（GB 3838）的Ⅱ类标准。在一级保护区外划定的水域和陆域为二级保护区，其水质不低于Ⅲ类标准。根据需要在二级保护区外划定水域和陆域的准保护区。
三、城市净水工程规划
城市给水系统的净水工程主要指自来水厂及其有关设施。设置自来水厂的目的是通过一系列的净水构筑物和净水处理工艺流程去除原水中的悬浮物质、胶体物质、细菌、藻类等物质。使净化后的水质满足城市居民生活饮用水和工企业用水对水质要求。因此，水厂是城市重要的基础设施，必须对其选址及其用地进行合理的规划。
1、水厂厂址选择与用地要求
城市直来水厂厂址的选择应根据城市总体规划的要求，根据城市的发展方向、布局及用水量预测合理确定水厂的位置、数量及供水能力。水厂用地要考虑近、远期发展的需要，为新增附加工艺和未来规模扩大发展留有余地并通过技术经济比较后确定，一般应遵循以下原则：
（1）厂址应选在工程地质条件较好，不受洪水威胁，地下水位底，地基承载能力较大，湿陷性等级不高的地方。
（2）水厂尽量设置在交通方便，输配电线路短的地段。
（3）当水厂远离城市时，一般设置水源厂和净水厂分开。
（4）有条件的地方，应尽量采用重力输水。
（5）水厂的位置，一般应尽可能地接近用水区，特别是最大用水区。
（6）水厂应该位于河道主流的城市上游，取水口尤其应设于居住区和工业区排水出口的上游，并不受洪水威胁。
2、水厂系统布置
城市水厂系统布置主要根据用水对象对水质的要求及其相应采用的水处理工艺流程决定，同时也应结合地形条件进行。由于从城市水源获取原水水质各异，必须根据城市用水对水质的要求来选择净水工艺流程。针对不同的工艺流程，其系统布置和适用条件设计要求也不同。常见的净水工艺包括自然沉淀、混凝沉淀澄清、过滤、消毒等，每种净水工艺又可采用多种形式的净水构筑物。
四、给水管网的布置
1、给水管网布置的基本要求
（1）管网应布置在整个给水区域内，技术上要使用户有足够的水量和水压。
（2）正常工作或在局部管线发生故障时，应保证不中断供水。
（3）定线时应选用短捷的线路，并便于施工与管理。
给水管网由输水管和配水管组成。输水管不宜少于两根，其中一根管线发生事故时，另一根管线的事故给水量不应小于正常给水量的70%。
给水管网的布置形式，根据城市规划、用户分布及对用水要求等，分为树枝状管网和环状管网，也可根据不同情况混合布置。
2、给水管网的布置原则
由输水管送来的水量进入配水管网才能服务于城市。在城区管网成为城区给水管网，因此也称给水管网。在给水管网中，由于各管线所起的作用不同，其管径也不相等。城市给水管网按管线作用的不同可分为干管、支管、分配管和姐户管等。
干管的布置通常按下列原则进行：
（1）干管布置的主要方向应按供水主要流向延伸，而供水流向取决于量大用户或水塔调节构筑物的位置。
（2）为保证供水可靠，按照主要流向布置几条平行的干管，其间用连通管连接，这些管线以最短的路径到达用水量最大的主要用户。
（3）沿规划道路布置，尽量避免在重要道路下敷设。管线在道路下的平面位置和高程，应符合管网综合设计的要求。
（4）应尽可能布置在高地，以保证用户附近配水管中有足够的压力。
（5）干管的布置应考虑发展和分期建设的要求，留有余地。
五、管段流量与管径确定
1、管网各管段计算流量
给水流量是通过不同管径的水管输送的，流量的多少直接决定着管径的大小。只有知道管径，才能确定流速，进而进行水头损失、水塔高度和水泵扬程等一系列的水力计算。
为此，在计算之前先确定沿线输出流量和转输流量，以便确定各管段的计算流量。
（1）沿线流量
干管沿线配送的水量，可分为两部分，一部分是水量较大的集中流量，另一部分是用水量比较小的分散配水。在管网计算时，一般只考虑干管。
在计算城市给水管网时，通常采用的简化方法是比流量法，比流量分为长度比流量和面积比流量。面积比流量法因为供水面积大，用水量多，所以用面积比流量来进行管网计算更接近实际。
（2）节点流量
管网中每一管段的流量包括两部分：一部分是沿管段配水给用户的沿线流量；另一部分是转输到下游管段的转输流量。在一条管段中，转输流量是通过管段的不变流量，但沿线流量从管段始端逐渐减少，至末端为零。但这样变化的流量，难于计算管径和水头损失。为了计算方便需简化成引用一个不变的流量，称为计算流量。
（3）管段的计算流量
将沿线流量全部化成节点流量后，接下来就要确定各管段的计算流量。
在分配流量时，须满足节点流量平衡的水力学条件，即流向任一节点的全部流量等于从该节点流出的流量。在环状网中，流量分配比较复杂，因流向任一节点的流量与流离该节点的流量通常不只一个，且每一管段中的流量与其下端的节点流量没有一定的联系。
环状管网分配流量时除满足∑Q=0和水力条件外，还须满足下述原则：
1）水流应循最短的途径流向用户；
2）几条主要干管应大于均匀地分配流量，以便当一条主要干管发生事故时，仍能供应用户一定的流量。
2、管径确定
确定管网中各管段的直径是设计管网的主要任务。管段的直径应根据流速计算。管径的尺寸不仅与通过的流量有关，而且还与所选取的流速有关。在未决定流速之前。只有流量时不能确定直径的。因此在管网计算中，流速的选择是个先决条件。
在管网中，为防止产生水锤引起的破坏作用，最高流速为2.5~3.0m/s。为防止管内泥沙沉积，流速最低不得小于0.6m/s。管径的选择是要综合考虑管道的建造费用与年经营费用这两种主要经济因素。
六、总结：
给水工程规划设计必须从整体出发，在城市总体规划的前提下，根据当地地形、城市规划对水压水量的要求及原有的给水工程设施等条件，规划整个城市的供水设施，供水水源和供水管网系统要进行配套。城市的供水能力牵制着城市的发展。
参考文献：
[1]市政工程规划.刘兴昌
[2]小城镇市政工程规划.许进飞，张春明
[3]城市给水工程规划规范（GB50282）
[4]地面水环境质量标准（GB 3838）
[5]消防给水及消火栓系统技术规范（GB 3838）