摘要:给排水输水方式和管网分布在市政系统中是非常重要的一项工作内容,并且需要很大的资金投入,所以对市政给排水设计者的专业性要求很高。每个城市的给排水设计目标都是在保证输水管的压力指标合格和水源的不被污染的基础上,科学合理的给排水设计可以以最少的消耗到达居民的用水地点。随着我国城市发展规模的急速扩大,城市所需的给排水管网分区面积也越来越大,这就对给排水设计中输水方式和管网分区的设计有了新的要求,怎样设计出既能全面服务城市居民又能保证科学经济的给排水输水方式和管网分区是当前市政工作中的一项重要内容。
关键词:市政给排水设计;输水方式;选择;管网分区
以合格的水质为前提,保证输水管线的正常供压,使得给水系统能够正常运行,同时合理的输水分区能够保证排水管网的正常工作,因此在市政给排水设计中,输水方式的选择是由需求水量和当地的地形条件等综合性因素决定的。然而造价成本是管网分区需要首先考虑的重要问题,以合理设计给排水管网分区的规模和设计中的施工技术,能够适合管网分区的合理布局,在保证尽量低的成本造价的基础上确定有效的管网分区方案。
1输水方式的分类及选择
1.1输水方式的分类
根据供水水厂、水源地、需求用水单位等的地势环境、地质条件和标高差等因素,在保证管线合理设计的基础上,输水方式可分为以下几类:(1)压力流输水方式。当给水厂与水源水位的标高差存在一定差距时,应合理的采用加压输水,顺利将水从水源加压的形式输入给水厂中;另外,在输水管线的设计上,应根据综合性因素,例如地质条件、地形高差等因素合理选择承压能力强的输水管线;(2)重力型输水。重力型输水是根据高度差,借助水自身的重力进行输水的方式。当水源地的高度高于给水厂时,结合当地地质条件,评估是否可以选用重力型输水方式。此外还有压力与重力式并用方式。
1.2输水方式的选择
供水水源、供水距离和水流量是有效的确定利用哪种输水方式的重要因素,为合理有效的分析三种因素结合对于选择输水方式的影响,分别用大写字母I、Q分别表示供水距离和水流量。在确定好供水水源、供水距离(I)和水流量(Q)的基础上,需要根据实际的水源水位(Z1)和给水厂蓄水池水位(Z2)表示,综合判断各影响因素之间的关系,进而确立合理的输水方式。具体的输水方式的比选流程如下:当Z1<Z2时,理论上可以选用重力式输水方式,但是按照水源地和给水厂的地形特点,应明确输水管线的水力坡度和平均的地形坡度,当0fii≤时,为了有效的实现重力输水的要求,需要结合加长输水管线的方式,设置一定数值的水力坡度,其中在以上公式中,i0=(Z1-Z2)/I;在以上条件都具备的基础上,如果有F1>F2+F3+F4,其中F1—重力输水管线的预算成本;F2—压力输水方式管线的成本预算;F3—泵站建造费用;F4—管理费用,则不能够选择使用重力式输水方式,应选择使用加压输水。当F1<F2+F3+F4时,此时需要使用重力式输水法。另外,当Z1<Z2时,当在采用重力式输水过程中,水量无法送达时,应采用加压水泵完成输水,这时应明确两个重要的参数,分别是水泵扬程和水头损失,公式如下:HP=Z1-Z2+h,其中HP—水泵扬程;h—水头损失。在选择使用重力式输水还是加压输水时,需要结合当地的地形条件等因素综合考虑,同时要做好相应的预案,以确保输水作业的顺利开展。按经验分析,一般山区的城市应运用重力式输水的方式较多,由于山区城市地形高度差大,因此可以借助此优势,有效的缩短相应的管线长度,确保经济成本的合理利用。
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2市政给排水设计中管网分区的具体措施
市政给排水设计中管网分区存在很大的问题。首先是路线设计不合理,市政进行管网设计时,没有资料的参考,所以缺少长远性的打算,管网分区不适合现实的需求。再者,管网分区和城镇建筑物的规划没有科学性,设计管网分区的思路受到图集和传统计算的限制,效率很低。在设计方法方面,技术人员习惯采用图集、传统计算方法进行设计,设计思路受限,效率比较低;三是劣质的管道材料在长时间的使用中会出现老化的现象导致水资源的浪费和环境的污染。因此在管网分区的设计中要有具体的措施。第一,合理设计给排水管网分区的具体布局。给排水管网分区的设计,一方面要考虑所在城市的发展规划,另一方面要分析现在的管网分区和原始的管网分区的衔接。设计合理的市政给排水的阶层数,先考虑怎样合理化的进行管网分区的设计,管网分区的规模和建设成本是决定阶层的分类,在设计时应该综合考虑所建城市的具体情况,对不同的阶段建设分布实施。另外供水安全也是非常重要的一点,要降低意外事故发生的概率,需要很多次的模拟实验,确认设计方案中的管网分区的具体位置和进水量,保证给排水管网分区的设计具有科学性。第二,合理设计市政给排水管网分区的规模。管网分区水压是否均衡的问题也是非常重要的,管网设计的规模满足了居民的用水量需求时,为了降低给排水发生事故的概率,在给排水中需要采用低压的措施,对水压值进行调节,保证在给排水过程中控制最低的漏失量,在最大的程度上做到节能。另外,合适的管网分区规模在给排水设计中也非常重要,因为在市政给排水设计中,市政投入的经费和管网分区的规模都会有限制,这需要我们在设计前对所处地区的地形进行仔细的考察,再结合管道的流量和经费的投入进行管网分区的设计,并形成记录分析,保证管网分区的规模和居民用水量的均衡。第三,提升市政给排水设计中管网分区的施工技术,市政给排水设计中不可避免要存在改造原有给排水系统的工程建设,但要想减少安全事故的发生和输水过程中水资源的浪费,这就对管网分区的施工技术人员的专业技术水平要求比较高,比如施工中所用的挖掘机械的设备性能和挖掘深度以及分层挖掘在人工挖掘中必须要慎重,对于人工挖掘时如果挖掘深度超过三米,就必须要进行分层挖掘,而机械挖掘时地基土不能动而且不能受到水的浸泡,并且在进行挖掘和支撑过程中,支撑板的规格大小要严格选择和计算,定期检测支撑板是否有松动、裂开或弯曲的现象,这一点在春季和雨期要格外注意。要全面保证给排水设计输水过程的安全。第四,市 政给排水设计中管网分区的其他问题分析。比如,在设计给排水管网分区时,如果是道路低于45米以下,就不需要两侧都进行管网的铺设,这样能减少给排水一部分的管道,减少经费的支出。所以管网分区的合理性非常重要。经济合理的管网分区更适合现在城镇建设的需要。
3结论
合理确定城市给排水输水方式对于控制输水管线的长度,且结合投资预算的成本合理分析现有技术条件下的相关供水管网的选择方式。同时管网分区的合理性首先体现在管网的造价成本上。随着给排水节能技术的发展,输水方式及管网分区的选择原则及方案制定将更加科学化、合理化。
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论文作者:李雪飞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
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