摘要:市政给排水设计中的输水方式的选择和管网分区的方案是城市供水系统的重要组成部分,选择什么样的输水方式和管网分区方案更节水、节能,对于整个城市发展来说,有着相当深远的影响。本文通过分析市政道路普遍采用的给水设计,探讨研究了给排水设计中输水方式和市政给水管网分区方案,探讨如何能把给水管网的布局合理化、设计优良化,从而达到减少投资、降低资源消耗的目的。
关键词:输水方式选择;管网分区;管道造价;动力费用
给水管网是城市供水系统中的重要组成部分,需要巨额投资,在给水工程的总投资中,输水管渠和管网两者所占据的比例(其中包含管道、阀门以及其它附属设施等费用相当高,达到70%至80%。因此,给水管网在整个城市供水系统中的地位十分突出。输配水管网的主要作用是把水安全可靠的送到干家万户,并满足用户对水量、水质、水压等多方面的要求。本文通过探讨如何能把给水管网的布局合理化、设计优良化,从而达到减少投资、降低资源消耗的目的,以期能为城市供水系统更科学合理提出一些建设性意见。
1给水技术
1.1增压设施
在我国城市供水之中,某些城市存在供水能力不足的问题。经过一定程度上的研究与分析,我们发现主要的问题是城市水厂的发展在一定程度上滞后于城市的住宅以及相关的公共建筑发展。在目前状况下,我们较为常用的相关增压设施主要有3种,分别是相应的水泵、气压给水的设备以及变频调速的给水设备。对于气压给水设备的应用以及对于变频调速给水设备的应用已相对成熟。
1.2储水装置
储水装置主要指的是贮水水箱,对于水箱来说,其所使用的材料及加工方面都做了很大程度上的改进。在材质上主要有以下几种水箱,分别是镀锌水箱、搪瓷水箱、复合钥板水箱、涂塑水箱、玻璃钢水箱以及相应的不锈钢水箱。这些水箱的材质在与水接触时,其内表面就不容易被锈蚀,这样一来,对于水质来说就不会造成相应的污染。
2给排水设计中输水方式的选择
2.1市政输水方式的分类
常用的输水方式并不是单一模式,一般而言,在给水设计中多采用集中模式结合使用的方式,大致上我们可以将输水方式分为三类,分别是重力流输水、压力流输水、以及重力与压力结合输水方式。
所谓重力流就是由重力而引起的气流和水流,重力流输水方式多用于在水厂水池水位低于水源水位,且两处水位的地势高度差能克服输水管线的水头损失的情况下,我们结合地质地形条件,可以使用重力流输水方式。
2.2输水方式的选择
通常地形地质条件和水源条件制约着输水方式的选择,这里面有个公式可以很好的解释:Hp=Z1-Z2+h,其中Hp是泵站扬程,Z1是水源水位,Z2是水厂水池水位,h是输水中的水头损失。也就是说在确定输水方式之前,要确定供水水源,供水流量、供水距离和水源水位及水厂水池水位。如果选用的是重力流输水,地形若在山区城市,要满足高差大并利用水位的高差选择最短路线,输水管径要能够满足输水最大流量,地形坡度需大于等于水利坡度。
如果重力流输水管线的地形高差过大时,就要在合适的位置安装减压阀或者跌水井;在加压输水的情况下,要通过经济技术的比对,将压力输水管分级,单独泵站组成输水系统,并根据实际情况调整加压泵站的位置、增加级数和增压方式。
3市政给水管网分区方案的确定
长期以来,市政供水问题成为“老大难”问题,供水问题带来的困扰该如何解决呢?这就需要对给水管网分区方案做出选择和优化。给水管网方案的选择要依照供水业的相关原则,更要符合顺应城市发展速度,科学合理的分析现存管网系统,要保证现存管网系统的设施功能充分发挥,且在此基础上对管网系统实行分区管理,实现分区供水、独立管理,并设置应急管连通到各个区域。管网分区对城市的发展规划、管网水压的均衡和控制水质上十分有利,市政给水管网区域的划分要考虑以下几个方面:
3.1对区域系统阶层数进行选择
第一阶层分区系统是配水如何实现合理化,除此之外第二、三阶层的分区系统是实现空压、减漏、改压、提质等其它几项功能。现阶段,我国的给水管网系统多数采取的是两阶层系统,一般清况下管网规模大小和资金状况决定了阶层系统分类,在考虑当地实际情况的基础下,可以分阶段去实施。
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3.2划定区域规模
使用户的水压得到足够保证的前提之下,分区以后的管网水压必须要均衡,为了减少事故发生率,减少漏失量,也为了节能,要尽可能的实行低压供水方案。在一定范围内区域水压是可以控制的,那么区域规模是如何确定的呢? 在该问题的确定上,区域内地形和地形标高差是考虑之首,其次是管道水头损失、人口密度、进水点位置以及工业用水的情况等因素的考虑。在划定区域规模时,还要考虑费用的支出,分区设计主要涉及管道的管径及流量,对流量和漏失量要加以记录,以便日后分析查询。
3.3方案中位置和进水点数目的确定
对进水点数目控制、区域内水压控制和流量测定,是为防止意外事故的发生,更可以为安全供水提供可靠保证,而具体的解决措施就是进水点的数目少量化。通常情况下,进水管的水压控制点和位置确定在单点进水时是最有利的,而多点进水则是可以保证事故多发区的用水安全,小区域范围内进水点数目设置2个,在出现应急突发事故和用水量有较大的变化时能够方便管理。进水点数目和位置的确定要经过反复的水利模拟实验计算得出。
3.4管网区域边界的划定
总体上看,区域边界的划定要考虑到当地地形条件、地面高度、现存水厂的供水能力、用户所需用水类型以及水压分界线等因素。
3.5有关区域的方案优化规整
市政管网的分区方案做出决策之后,下一步工作就是检验分区方案的合理性,通过检验和模拟计算,进一步使方案更加完善,优化各送水管道、部分管道的改造、闸断、应加设的供水设施等逐步进行分析研究,避免管网内发生死水现象,在管网管道末端设排水设备,在管道末梢设计成环状。
3.6市政给水管网应用节水技术
建筑给排水的节约用水主要是从降低建筑用水,提升水使用效率和防止浪费三方面着手,在设计建筑给排水的过程时要采取有效的节水技术,应用新型技术减少水资源浪费。
3.6.1采用新型水设备节水
在进行建筑给排水的建设时,要尽可能选取环保、节水的功能性节水设备和节水材料,选用高效、节能、优质的产品,可以有效推广建筑给排水的节水技术和工艺的应用,加大节水功效。
3.6.2采用叠压供水
近年来,叠压供水开始应用。管网叠压供水和方式的优势在于,弃用了传统供水无法脱离的蓄水池,从建设建筑物给排水系统的成本上实现了有效节省,更重要的是叠压供水使供水厂与用户的供水龙头连接成一个严密封闭的系统,完全阻挡了任何可能的二次水污染。在城市建设条件具备的情况下,采用叠压供水要选用太阳能、地热能或风能、水能等可再生资源用于建筑热水供应,充分利用不同热源的功能,促进水资源的自然循环。
4造价方案选择
4.1管道的年费造价
管网每年都会有一次大的检修,每年的检修费包括路面恢复、试压、消毒、挖沟填埋、管材造价等施工费用以及折旧费。管道造价与管道长度、管段数、基准收益率和项目计算期有关。
4.2泵站的年费造价
泵站的年费造价主要是指压泵站和附属建筑物的设备年折旧值,一般与泵站的供水量、大修基金提存率、每千瓦容量泵站造价有直接关系。
4.3管网动力费用年平均造价。
管网的年运行费用是用于提高水位能的造价与克服管段摩阻的和,二者都在泵站的扬程上得以体现。
结语
综上所述,输水方式的选择应对技术、经济进行一定程度上的结合,并根据实际情况进行综合考虑。在条件良好、优越的地区,想要长距离进行输水时,应当首先优先考虑重力输水,输水方式的选择应综合技术、经济两方面因素考虑。而对于管网分区的方案设计,要在使用模型估算出来的管网年费用基础上,再进行技术、经济对比,在确定管网年费的用值之后,再根据这一金额对于如何分区与分区所采取的形式进行最终决策。
参考文献:
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【2】王爽,宫思远,城市多水源管网供水分区模拟分析[J].现代经济信息,2009(24).
【3】圈熊润.市政给排水设计中榆水方式的选择及管网分区方案的确定[J].商品与质量•理论研究,2011(3)
论文作者:黄宁
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/22
标签:管网论文; 分区论文; 方式论文; 泵站论文; 水压论文; 水位论文; 重力论文; 《基层建设》2019年第12期论文;