李齐全
北京市市政工程设计研究总院有限公司西南分院 重庆? 巴南区 ??401320
摘要：近年来，随着经济社会实力的显著提升，我国城市人们的生活水平明显提高，生产生活领域的水资源需求量都有所增加，但本着节水、水资源利用最大化的原则，原先的市政给水工程设计理念和方法存在着巨大的局限性。因此，随着各个城市对给水工程设计的日趋重视，专业设计人员应将先进的设计理念和思维应用于其中，保证输水方式的先进性、管网分区的合理性。基于此，本文将市政给水工程设计作为研究重点，探究了这一类工程中的输水方式和管网分区，对市政给水管网的优化具有重要的意义。
关键词：市政给水工程设计；输水方式；管网分区
近年来，随着城市发展观念的转变，各个城市都加大了在各类基础设施建设方面的投入，尤其是越来越多的城市意识到了市政给排水工程的重要性，也积极在给排水管网的优化方面投入了大量的资金。给水工程设计与人们的用水便捷性息息相关，良好的给水设计不仅可以实现水资源的最合理分配和利用，还能够促进城市中的生产生活有序推进，适应可持续、现代化发展的目标。但输水方式与管网分区作为给水工程设计中不可忽视的重要方面，其在项目实施中应综合考虑城市的地形地势、气候、水资源需求等，保障设计质量。
1.市政给水工程设计中的输水方式
1.1压力流输水方式
市政给水工程设计中，压力流输水方式是一种十分有效的方式，根据其技术原理，输水是通过给水源加压的方式来完成的，为保障输水目标的顺利实现，一般对于加压设备的要求非常高。在城市给水工程中如果选择的是压力流输水方式，专业人员需加强对管材的检测和质量控制，确保给水工程中所使用的各类管材合理达到压力输水方式下的荷载要求。在供水水源附近位置，适当布设加压设备，密切监测压力流输水过程中的相应参数变化。加压过程中应加强对实际输水量因素的考虑，保障各个参数的合理性[1]。为使得压力流输水方式可以达到最佳的应用效果，设计人员应在综合性因素分析的基础上考虑各种的因素，进而确定获取水源的精准位置，借助于加压仪器来实现打压输水，维持持续动态的输水过程。
1.2重力型输水方式
市政给水工程中，重力型输水方式也较为常用，无论是工业还是生活、水库等用水领域，重力型输水方式都可以得到一定的应用。但因为重力型输水方式的特殊性，在这一输水方式应用时有着严格的地势要求，为达到最佳的给水设计目标，设计人员和技术人员应就工程现场的具体情况开展详细的地势调查，正是因为重力型输水对地势的极高要求，在采用这一方式时获得全面的地势信息与数据，并做好相应的计算。重力型输水是将重力作为输水动力的，一般此种给水工程建设时，多选择在地势高差大且地质相对稳定的地段。
1.3融合型输水方式
融合型输水方式中集中了重力型输水方式和压力流输水方式，在市政给水工程设计中，经由对地质环境、管道材料和线路等的全面分析，所确定的融合型输水方式更具灵活性，这一方式有效克服了单一输水方式下所存在的限制，整个的输水方案更为科学，也更能符合市政给水工程的建设要求。
2.市政给水工程中的输水方式选择
对市政给水工程设计而言，最为关键的是要进行输水方式的确定，但因为输水方式并不只有一种，相关主体参与市政给水工程项目的过程中，应考虑供水水源、供水距离和水流量因素，来对比不同输水方式的优缺点，选择最佳的输水方式。以I和Q分别代表供水距离和水流量，相关人员在确定了供水水源、供水距离（I）、水流量（Q）以后，根据实际的水源水位（Z1）和给水厂蓄水池水位（Z2）表示，在综合分析不同影响因素关联性的基础上，保障输水方式的合理性。输水方式的对比流程如下：
在Z1＜Z2的情况下，从理论上来看虽然重力式输水方式更为合适，但因为水源地和给水厂存在各自特殊的地形特点，在输水方式的确定上，同样应考虑输水管线的水力坡度和平均地形坡度，当水力坡度小于平均地形坡度时，为了发挥重力式输水方式的优势，利用重力作为动力来达到输水目标，设计人员应根据加长输水管线的方式，设置一个固定的水力坡度[2]。在这些条件都满足以上这些标准时，一旦存在F1＞F2+F3+F4的情况，重力式输水方式则不适用，反而应利用加压输水方式，其中，F1、F2、F3、F4分别代表的是重力输水管线的预算成本、压力输水方式管线的成本预算、泵站建造费用、管理费用。反之，如果存在F1＜F2+F3+F4的条件，则应选用重力式输水方式。
当Z1＜Z2，利用重力式输水水量难以水量送达时，应通过加压水泵的配置来完成输水作业，但在此过程中，尤其要注意水泵扬程和水头损失这两个参数的控制。总之，市政给水工程设计中，不论采用的是重力式输水还是加压输水方式，都应该从多个因素的考虑着手，制定对应的应急预案，使得输水方式可以与城市中的水资源需求相符合。
3.市政给水管网分区方案的确定
3.1区域、阶层选择
市政给水管网分区过程中，区域与阶层选择尤为重要，根据当下的市政给水工程项目实施情况，第一层次分区是供水布置合理性的基础，而二三级的管网分区是在此基础上的进一步优化，兼具减压、减漏和提高水质等多重功能。我国当下的城市发展中，越来越重视给水工程设计，且每个城市都在给水工程设计中投入了较大的人力、物力和材料，但大部分城市的给水管网都为两层级的管理模式，这一管理模式虽然可以适应大多数城市的给水与用水需求。
但因为不同城市的发展水平存在着巨大的差异，使得在市政给水工程设计的过程中，应充分从自身经济水平、供水方式等的综合性因素考虑出发，保障分层级模式选择的科学性，最大程度上促进管网分区的优化调整[3]。
3.2合理的规划布局
市政给水工程为城市中的大型工程项目，因为在这一项目实施的过程中管网密布，为了保障市政给水工程设计的科学性，同样需做好这类工程的规划布局。事实上，因为市政给水工程项目的特殊性，规划布局中涉及了管网分区的衔接、给水系统管网的阶层数、意外事故发生率等。任何城市的发展而言，规划都是前期性的工作诺，只有全面促进了规划的合理性，才能够在最大程度上促进城市的可持续发展，给水工程设计中，前期的规划工作尤为重要。在管网分区的衔接方面，具体指的是现有管网分区与原有管网分区的连接处理，只有保障了衔接处理效果，才能够发挥各个管网分区在城市给水中的作用。其次，给水管网的阶层数确定方面，应该以管网分区规模和成本作为基础，结合城市内的具体情况，分阶段、分布式开展给水管网的阶层设计[4]。最后，因为城市给水工程的规模庞大，涉及的主体和要素都非常多，为全面保障整个项目的实施成效，在确定了给水设计方案以后，应从多个角度对多个方案加以对比，经由技术性和经济性评价来保障方案的可行性。
3.3规模的确定
市政给水工程的规模确定也尤为重要，有关设计人员所确定的给水方案应在达到了城市全部用户基本用水的基础上，尽量对管网的布置长度加以控制，以通过这一控制来减小管网水压，降低给水系统运行时由于水压过高所引起的事故，达到低压供水的目标。市政给水工程的规模确定中，应考虑的因素同样非常多，供水地形、高差、管道损失、进水点位置、用水量等均是关键性的因素。
3.4进水位置和进水点的确定
市政给水工程中的进水位置和进水点与供水的稳定性有着直接的关系，为提升整体的给水系统的运行水平，有关设计人员同样要经由全面的因素考虑和计算，来做好进水位置和进水点的准确确定，只有保障了这些设计的科学性，方可降低给水系统运行中的事故几率。通常情况下，在满足给水系统合理性设计的基础上，应尽量对进水点的数量加以控制，不可使得给水管网中的进水点数量偏多。进水位置控制方面，单点进水法非常有效，但多点进水模式更适用于事故多发区，在此区域中的多点进水设计，可以使得在区域中用户的涌水安全性和便捷性。根据市政给水设计经验，对于小范围的进水点设置而言，一般其进水点保持在2个即可，这种情况下不仅可以满足基本的用水需求，更可以有效应对各种的突发事件。
3.5管网边界的确定
管网边界的确定对于市政给水工程的运行便捷性和安全性非常重要，为使得管网分区尽可能合理、科学且可行，符合城市经济社会发展的需求，管网边界确定时，应加强对地质、地形和供水能力、用户总量、水压分界线等基本因素[5]。
4.市政给水工程设计优化对策
4.1优化设计给水管网
市政给水工程的设计优化应从给水管网的优化角度出发，具体包含了以下几个方面的措施：（1）不断优化给水管网分区结构，现阶段的城市发展条件下，给水管网设计优化需考虑节能要求，并通过给水管网与其他基础设施或者附属设施的协调性因素考虑，来加大管网分区的管控力度。（2）明确区域给水管网的功能，管网分区设计时，专业设计人员应在地区基本情况的条件下开展，处理好给水管网建设与城市总体规划布局之间的关系，准确标记出各个区域所分布的管网，做好每个管网分区中的水压、流速、密封性等设计，提升管网稳定性。（3）确定给水规模。设计人员应在给水管网分区位置全面了解的基础上，详细了解区域范围内的用户用水需求，根据地区的给水压力数据分析和掌握，保障每个管网分区用水规模和用水需求的高度一致性。
4.2优化给水管网分区
管网分区设计作为市政给水工程中的设计重点，经由科学的管网分区设计与确定，可以在本质上通过对给水管网的细节优化来进一步保障给水系统的运行效率和效益，满足城市内的各种生产生活用水。在这一方面的优化工作中，应加强对地形地势等综合性因素的考虑。
4.3引进GIS系统设计
市政给水工程设计中，如果采用传统的人工设计方式，常常会出现很多的设计问题，使得给水管网难以与城市用水需求保持高度的一致性。现阶段，随着信息时代的到来，在给水工程设计中日渐突破了传统的设计理念和方式限制，可以积极将先进的信息技术应用于设计工作中，经由信息整合与分析，有效保障了设计细节的优化[6]。比如，GIS系统在市政给水工程中的应用，可以以前期所采集到的信息作为基础，构建GIS市政排水管网信息管理系统，在该系统中兼具实时监控功能，数据资料的获取更为高效，在经由相应的处理以后，最终可以以数据、文字和图形等可视化方式展现出来，建立专有的市政排水系统模型，在此模型基础上明确不同层级不同岗位的权限，对操作者开展群组划分，通过不同部门和岗位的协调与配合，来全面保障给水设计目标的综合实现。
结束语：
市政给水工程设计的难度系数高，输水方式选择和管网分区优化是重点性的设计工作，只有全面考虑了区域的综合性因素，方可做好市政给水工程的细节优化，提升给水系统的功能全面性和稳定性。
参考文献：
[1]刘国文.市政给水工程设计中输水方式及管网分区的研究[J].建筑工程技术与设计,2017,000(027):1372.
[2]史琦.市政给排水设计中输水方式的选择及管网分区方案的确定[J].科学技术创新,2016,000(009):198.
[3]孙成才.市政给排水设计中输水方式的选择及管网分区方案的确定[J].城市建筑,2016,000(020):220.
[4]喻长恒.关于给排水设计中输水方式的选择及管网分区研究[J].大科技,2020,000(007):105-106.
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[6]杨丽华.市政给排水设计中输水方式的选择及管网分区探讨[J].中国房地产业,2019,000(021):205.