摘要：城镇给排水设计及管网分区是道路施工中的重要配套工程，主要以给水、排水和中水回用管网设计为主，合理分区，力争结合科学的设计方法、最低消耗的将水量输送到目的地，或者实现高效的污水排放处理，以实现高效的水资源配置。优化城镇给排水输水方式，将管网分区根据用水需求量合理设计，是优化城市城镇功能，完善城镇系统科学性的关键内容。本文以城镇给排水设计中输水方式选择及分类为基础，详细分析了管网分区方案的确定中成本核算的要求，供参考。
关键词：输水方式；管网分区；城镇；给排水
引言
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，因此在城镇给排水设计中，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[1]；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[2]。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[3]。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[4]。同时应对输水管线进行合理的分级处理，泵站位置进行准确确定，按照相应规范确定增压级别及级数。
2管网分区方案初探管
网分区的方案制定的前提是需要制定相应的原则，依据区域计量分区的原则、压力分区原则和管理分区的原则，以实现最合理的经济成本预算为目的，合理选择区域系统的阶层数，进而实现有效的管网分区方案的制定。
2.1管网分区方案确定的流程
对城镇给排水管网系统进行设计时，要在综合考虑各项实际情况的基础上进行建设，促进管网系统建设与城市发展的契合度。第一阶层网管系统是对功能的设定，将各个区域分布的管网进行标记。第二阶层与第三阶层是对管网系统空压、改压、减漏等方式的设计，一般情况下，第二阶层与第三阶层的应用较多。因此，首先应按照我国城镇管网的现有系统阶层和各阶层的使用功能等，合理选择区域系统阶层数，应结合当地城镇给排水管网的投入等进行有效的成本划分；其次，确定管网区域及规模，充分结合供水区域的地形特点及进水点的位置等，合理计算水头损失，结合现阶段倡导的节能技术，尽量推广低压输水的方式；其次是优化调整区域管网分区的方案，并结合现有的节能环保技术，在城镇管网的分区的过程中合理选择使用节能技术[5]。
2.2给排水管网GIS系统的设计
随着城镇给排水管网系统建设的不断完善，管网的管理设计尤为重要，建立在GIS基础之上的管网信息管理系统，可以对管网的属性数据与图形数据进行统一的管理。并通过模拟图的构建观测城市管网的具体分布。首先，GIS系统可以实现权限分层管理，即对系统的使用人员进行权限设置。一种是用户权限组的设定，这对操作者进行群组划分，规范操作者的系统使用范围。另一种是自定义权限，能够对不同群组的人进行特殊的权限分配。提高管理的效率性。其次，管网信息管理系统信息收集的有效性，系统中包含了管网工程信息、使用信息、维修信息等，要求管理人员在每次维修过后将维修的信息完整的录入系统中，完善系统中掌握管网信息的全面性。最后，管网信息系统提高管网管理的有效性，利用GIS系统及时监测与报告管网故障的具体位置，并根据管网分布的具体环境进行合理的设计修理，使得管网故障得到及时的解决。城镇给排水管网信息系统的设计应用，规范了管网管理的具体事项与制度，提高管网设计的经济效益。
2.3管网分区的经济评价
（1）管道造价年费。管道的造价年费一般是指所属的建筑材料硬件成本费用和每次整修施工的费用，具体可用以下公式表示：
其中，Wi—管道成本计算费用；m—整修费用；P—管网的动态造价；N—管道的数量；a，b，α为公式系数；L—为管道的长度。结合一定的经验可以得到管网的动态造价费用，如下式：
式中，t为项目计算期。（2）管网平均动力费用，其中一部分是水的位能、另一部分是管道的摩擦阻能、二者结合起来，加上相应的养成，计算管网平均动能。此外，还需要有效的确定泵站的造价年费用。包括给水厂的仪器、附属实验设备等的费用及确定的水泵泵站的造价等。
结束语
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。
参考文献：
[1]张健.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].中国新技术新产品，2015（10）：124-124.
[2]单琦.市政给排水设计中输水方式的选择及管网分区[J].科技创新与应用，2015（13）：143-143.
[3]徐月，冷梧双.市政工程给排水输水方式的选择及管网分区[J].科技创新与应用，2014（7）：119-119.
[4]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（9）：198-198.
[5]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（20）：220-220.
论文作者:郭凤雷1,陈云飞2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：管网论文; 分区论文; 方式论文; 给排水论文; 重力论文; 城镇论文; 管线论文; 《基层建设》2019年第7期论文;