城鄉(xiāng)規(guī)劃師規(guī)劃實務(wù)：城市給水管道系統(tǒng)

輸配水管網(wǎng)是城市給水系統(tǒng)的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著向用戶輸送、分配水的任務(wù)，以滿足用戶對水量、水壓的要求。由于給水管網(wǎng)的分布面廣、距離長、材質(zhì)要求高，因此它在給水系統(tǒng)中所占的投資比例高，約占總投資的60%一80%，在總投資中有著舉足輕重的作用。在輸配水過程中需要消耗大量的能量，供水企業(yè)的能耗有90%用于一級、二級泵站的水力提升，這部分能耗占制水成本的30%-40%。同時，配水管網(wǎng)運行狀態(tài)的好壞直接影響到供水壓力和水量，影響到服務(wù)質(zhì)量。因此，輸配水管網(wǎng)在給水系統(tǒng)中占據(jù)著重要的位置，加強管網(wǎng)的設(shè)計、施工、運行管理和研究，不僅可以減少投資、降低運行成本、增加供水企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且對于提高服務(wù)質(zhì)量、增加企業(yè)信譽、提高人民的生活水平具有重要的現(xiàn)實意義。

1 給水管道系統(tǒng)的組成與布置

1.1輸水管渠的布置

在輸水過程中基本沒有流量分出的管渠稱為輸水管渠，它主要是指從水源到水廠的渾水輸水管渠、從水廠到用水區(qū)或從用水區(qū)到遠(yuǎn)距離大用戶的清水輸水管。

輸水管渠雖然管線單一、構(gòu)成簡單，但輸水距離長，管徑大，對投資的影響大，對供水安全有重要的影響。因此，輸水管規(guī)劃布置時應(yīng)認(rèn)真對待每一個影響因素，力求采用最合理的輸水方案以節(jié)約投資，提高供水安全性。

1.1.1 輸水管定線

輸水管定線時，首先在地形圖上初步選定幾條可能的輸水線路，然后再實地踏勘、測量，必要時進(jìn)行地質(zhì)勘探。將各方案細(xì)化，并弄清各種方案的優(yōu)缺點，最終經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定最后的輸水線路。輸水管定線時應(yīng)遵循下列原則。

(1)盡量縮短輸水線路長度，土石方量少，少占農(nóng)田，減少拆遷，減少與河流、鐵路、公路、山岳及山谷的交叉，降低工程投資。

(2)選擇較好的地形地質(zhì)條件，盡可能沿現(xiàn)有或規(guī)劃道路布設(shè)，避開滑坡、塌方、巖層、沼澤、侵蝕性土壤和洪水泛濫區(qū)，以便于施工和維護(hù)，提高供水安全性。

(3)充分利用地形，優(yōu)先考慮重力輸水或部分重力輸水，降低運行費用。

(4)考慮近遠(yuǎn)期結(jié)合和分期實施措施。

1.1.2 輸水方式

輸水方式有重力輸水和壓力輸水兩種。當(dāng)水源位置低于給水區(qū)，或高于給水區(qū)但其間高差不足以提供輸水所需的能量時，需采用泵站加壓供水，輸水距離長時還在輸水途中設(shè)置加壓泵站;當(dāng)水源位置高于用水區(qū)時，可采用重力自流輸水。

長距離輸水常根據(jù)具體情況采用重力和壓力相結(jié)合的輸水方式，如從位置較高的山區(qū)水庫向平原城市供水，前端可利用高差采用重力輸水，經(jīng)過一定輸水距離后能量消失殆盡，再采用水泵加壓輸水;或輸水管要翻過山梁時，上坡時采用壓力輸水送至山頂水池，再從水池向山下重力供水。輸水管可采用壓力管道、無壓隧洞或暗管、明渠，清水輸水管一般采用壓力管道，未經(jīng)處理的原水除可采用壓力管道輸送外，還可以采用無壓的隧洞和暗管、明渠輸送。無壓的隧洞和暗管對管材要求低，其水流不得充滿整個過水端面，水面上必須留有足夠的透氣空間與大氣相通，否則會出現(xiàn)爆管等安全事故。明渠輸水的水頭損失小，造價低，輸水量大，但存在著滲漏、蒸發(fā)等水量損失，沿途還會受到人類活動、農(nóng)藥、地表沖刷等污染，供水安全性不如管道。長距離輸水可根據(jù)實際情況采用多種形式相結(jié)合的管渠方式.

1.1.3 輸水管條數(shù)

輸送設(shè)計流量可以用一根粗管，也可以用數(shù)根細(xì)管。管道的條數(shù)越多，供水安全性越高，投資也就越大。一般地，當(dāng)供水安全性要求較高時采用兩條輸水管，每隔一定距離設(shè)連接管連接兩根輸水管，并在節(jié)點處設(shè)置閥門，用以隔離事故管段。發(fā)生事故時應(yīng)保證能供應(yīng)70%的設(shè)計流量，如圖3—1所示。當(dāng)供水安全性要求較低或采用雙管供水不可行、不經(jīng)濟(jì)時，可采用一根管渠輸水，在管渠末端設(shè)儲水池，保證管渠發(fā)生事故時的用水量，儲水池儲水量應(yīng)能滿足檢修期內(nèi)70%的用水量。當(dāng)供水安全性要求低或多水源供水時，可采用單管供水。

輸水管應(yīng)有不小于1：5D的坡度(D為管徑，以mm計)，以便在管線的下凹點安裝排水閥，在上凸點安裝排氣閥。管線坡度小于1：1000時，應(yīng)每隔0.5—1.Okm設(shè)排氣閥。地形起伏大時，應(yīng)避免在位置較高處管道出現(xiàn)負(fù)壓，否則，有可能吸入管外污水或空氣。

1.2配水管網(wǎng)的布置

配水管網(wǎng)分布于整個用水區(qū)，其任務(wù)是將輸水管送來的水分配給用戶。

1。2.1 管網(wǎng)組成

按照在管網(wǎng)中所起作用不同，可將配水管道分為干管、連接管、分配管、接戶管。

干管的作用是將水輸送給各用水區(qū)域，同時也向沿途用戶供水。干管對各用水區(qū)的用水起著控制作用。

連接管用于連接各干管，以均衡各干管的水量和水壓。當(dāng)某一千管發(fā)生故障時，用閥門隔離故障點，通過連接管重新分配各干管流量，保證事故點下游的用水。

分配管的作用是從干管取水分配到各街坊或某一小的用水區(qū)域以及向消火栓供水，大中城市的分配管管徑不宜小于150mm，小城鎮(zhèn)分配管管徑不宜小于lOOmm，以防消防時管網(wǎng)水壓太低。

接戶管是從分配管或直接從干管、連接管引水到用戶去的管線，用戶可以是一個企事業(yè)單位，也可以是一座獨立的建筑。