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我國城市給水管網(wǎng)現(xiàn)狀與建設建議
摘 要：城市的給水管網(wǎng)是城市供水系統(tǒng)重要組成部分，也是城市必不可少的關鍵基礎設置之一，了解城市給水管網(wǎng)的使用現(xiàn)狀和建設過程中應當注意的問題，對提高城市給水管網(wǎng)的運行安全、降低供水的成本、保證城市的正常運轉(zhuǎn)有著重要的作用。本文介紹了城市給水管網(wǎng)的重要性以及城市給水管網(wǎng)在使用中存在的問題與解決方法，并提出了優(yōu)化城市給水管網(wǎng)設計布局的策略。
關鍵詞：城市給水管網(wǎng) 現(xiàn)狀 建設過程 注意事項 城市給水管網(wǎng)作為城市基礎設施的重要組成部分，其使用的安全直接影響著城市居民的正常生產(chǎn)生活，因此，從城市給水管網(wǎng)的現(xiàn)狀和建設過程中的問題出發(fā)，完善給水管網(wǎng)的設計、建設與管理，對提高城市的供水效率、保障城市的供水安全有著重要的作用。 一、城市給水管網(wǎng)的重要性 城市給水管網(wǎng)承擔著為城市輸送生活和生產(chǎn)用水的重要任務，隨著我國城市化進程的不斷加快，現(xiàn)有城市規(guī)模的日漸擴大，對城市給水管網(wǎng)建設的要求也在逐步提高。作為城市供水系統(tǒng)的重要組成部分，給水管網(wǎng)具有提升、運輸、存儲、調(diào)整以及分配水源的功能，如果在給水管網(wǎng)的布設過程當中，不能進行科學有合理的布局規(guī)劃，選擇經(jīng)濟耐用的建筑材料，便會增大給水管網(wǎng)的運行維護費用、提高供水成本、增大管理的難度，同時還可能發(fā)生供水水質(zhì)受到污染的情況，給城市居民的生命健康帶來威脅。因此，只有根據(jù)城市的地形以及居民的用水需要，合理的安排城市給水管網(wǎng)的布局，并加大對城市給水管網(wǎng)運行維護的力度，才能有效地保證城市居民的用水質(zhì)量，維護城市的正常穩(wěn)定運行。此外，對給水管網(wǎng)進行統(tǒng)一的規(guī)劃與科學的管理，還能夠起到控制工程造價、降低給水管網(wǎng)運行能耗和維護費用的效果，為供水企業(yè)節(jié)省了資金，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益和市場競爭力。 二、城市給水管網(wǎng)存在的問題和解決的方法 隨著我國城市化進程的不斷加快，城市居民正常的生產(chǎn)生活對基礎設施的要求也越來越高。而城市的給水管網(wǎng)由于建設時間的不同和設計原則的差別，在設計布局的方面還有一定的優(yōu)化空間。另外，使用時間較長的給水管網(wǎng)還存在著一定的設備損耗現(xiàn)象，給城市的正常運轉(zhuǎn)帶來了問題。因此，深入的了解城市給水管網(wǎng)建設和管理過程中存在的問題，并提出合理的解決方法，對保障城市居民的用水安全，促進城市的快速平穩(wěn)發(fā)展有著重要的意義。 （一）城市給水管網(wǎng)存在的問題 1.城市給水管網(wǎng)的老化現(xiàn)象嚴重 在一些建設年代較早的城市當中，老城區(qū)給水逛網(wǎng)的布設年代較早、采用的技術和材料相對落后、對給水管網(wǎng)運行管理的維護力度不足、加之管道的使用時間過長，造成了老城區(qū)的給水管網(wǎng)存在著嚴重的跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計，大部分城市中老城區(qū)給水管網(wǎng)的管齡已達到50年以上，由于建設時所用的材料質(zhì)量較差，且在后期運行的過程中缺乏有效的管理與維修措施，造成老城區(qū)給水管網(wǎng)漏損與爆管現(xiàn)象時有發(fā)生，這些現(xiàn)象帶來的損失已經(jīng)達到了城市自來水漏失率的10%—30%，嚴重的提高了城市的供水成本，造成了水資源的浪費。據(jù)有效統(tǒng)計，我國城市每年因為給水管網(wǎng)的漏損與爆漏事故造成的經(jīng)濟損失高達上億元人民幣。 2.城市給水管網(wǎng)的安全系數(shù)有待提高 城市給水管網(wǎng)管道材質(zhì)的多樣化，經(jīng)過處理達標的自來水在給水管網(wǎng)內(nèi)部運輸?shù)倪^程中，會發(fā)生一系列的物理、化學以及生物的反應，造成供水的水質(zhì)隨著運輸距離和運輸時間的增加而不斷下降。另外，天氣狀況、供水壓力、路面施工、給水管網(wǎng)的埋設深度以及管道自身的抗壓能力等，都會影響到給水管網(wǎng)的正常使用，甚至會產(chǎn)生爆管現(xiàn)象，給供水企業(yè)造成經(jīng)濟損失，并給廣大市民的正常生產(chǎn)生活帶來不利的影響。 3.城市給水管網(wǎng)的布局欠妥 由于城市給水管網(wǎng)布設的工程十分巨大，運行和維護都需要耗費大量的人力、物力與財力，使得國內(nèi)大部分城市的給水管網(wǎng)依然維持著老式的規(guī)劃布局，未能隨著城市建設的不斷提速和用戶需求的變化而改變，導致城市給水管網(wǎng)的布局難以適應城市發(fā)展的速度，無法滿足當前狀況下城市居民對生產(chǎn)生活用水的需要。 （二）解決城市給水管網(wǎng)存在問題的有效方法 1.優(yōu)化城市給水管網(wǎng)的布局 通常情況下，城市的給水管網(wǎng)主要由輸水管網(wǎng)與配水管網(wǎng)兩個部分組成，承擔著城市各處輸送生產(chǎn)和生活用水的重任。而只有在鋪設給水管網(wǎng)時，結(jié)合當?shù)氐牡匦蔚孛病⒊鞘械囊?guī)劃布局、水源所在的位置以及城市居民的用水需要，不斷優(yōu)化管網(wǎng)的布局，才能夠做到降低工程的成本、保障供水的安全、維護城市的正常運轉(zhuǎn)。 2.加強城市給水管網(wǎng)建設過程中工程質(zhì)量管理的力度 城市的給水管網(wǎng)在施工中的過程單中，會遇到多種因素的影響，從而降低工程的質(zhì)量。因此在城市給水管道建設的過程當中，應當加強對工程項目全過程的質(zhì)量管理，盡可能的減少管道建設過程中不利因素對工程質(zhì)量的不利影響，提高給水管網(wǎng)使用的可靠性。例如，在給水管網(wǎng)的設計階段，認真地對管道所經(jīng)過的地區(qū)加以考察，合理的確定管道的埋設深度與管道的材料等，不僅能夠減少工程的造價，還能夠減少管道在使用過程中出現(xiàn)問題的可能性，降低了給水管網(wǎng)管理與維護的難度，保證了供水的質(zhì)量。 3.對城市給水管網(wǎng)進行科學的管理 加強對城市給水管網(wǎng)檢查與維修的力度，注意對管道進行科學合理的養(yǎng)護，并及時更換出現(xiàn)問題的管道，能夠有效地降低管道跑、冒、滴、漏現(xiàn)象的發(fā)生，達到提高供水質(zhì)量，降低水源的損耗。另外，采用先進的管理理念，對城市給水管網(wǎng)進行合理的監(jiān)管，在不同區(qū)域安裝壓力探測器，及時檢測到各個區(qū)域管網(wǎng)的水壓，既保證城市給水管網(wǎng)的工作壓力維持在一個恒定的范圍之內(nèi)，且可以對防止管道故障、減少管道漏耗起到積極的作用。對輸水距離較長的管網(wǎng)末段安裝水質(zhì)監(jiān)測儀，時時觀測管網(wǎng)末端的水質(zhì)指標以保證供水的安全性。 三、城市給水管網(wǎng)設計原則 1.城市生活用水管網(wǎng)的布置原則與優(yōu)化設計 在對城市生活用水的給水管網(wǎng)進行設計時，首先應當保證供水的安全。在進行設計時，可以將主干管布局設置為環(huán)形，并以滿足最大用水量、事故時段用水、以及消防用水的需求為目的，保證供水的充足與水質(zhì)的安全。 其次，需要考慮到城鄉(xiāng)一體化對供水的需求，從城市的主干管上接出枝狀的給水管線，用于滿足各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的需要，同時對鄉(xiāng)鎮(zhèn)原有的給水管網(wǎng)加以改造，從根本上實現(xiàn)供水的城鄉(xiāng)一體化。 最后，城市生活用水管網(wǎng)的布局需要在滿足居民用水需求的前提下，盡可能的縮短給水干管的長度，降低工程的造價，減少運輸過程對水質(zhì)的不利影響，提高供水的經(jīng)濟型，保證供水的質(zhì)量安全，蠻子城市居民對生活用水的需要。 2.城市工業(yè)用水管網(wǎng)的布置原則與優(yōu)化設計 工業(yè)用水管網(wǎng)的服務對象主要以特定的大型工業(yè)區(qū)為主，在進行設計時，需要考慮到供水對象的位置，大型工業(yè)對與用水的需求量大、水量集中，且在一般情況下水源與用水點分散、距離較遠，故考慮鋪設長距離、大管徑輸水干管轉(zhuǎn)輸用水。另外，在多水源供水的情況下，各供水水源的供水管道應考慮互聯(lián)，形成雙或多水源對置供水布局，提高供水安全性，優(yōu)化設定出廠水水壓。 四、城市給水管網(wǎng)設計與建設要點 從大范圍來講，市政給水管道工程設計首先要依據(jù)室外給水設計規(guī)范、小區(qū)給水規(guī)范、施工規(guī)范、消防規(guī)范、給水排水設計手冊等相關規(guī)范和手冊；然后要結(jié)合地區(qū)地理、氣候特點及各地水司的運行規(guī)程等實際情況，從技術可行性、經(jīng)濟合理性出發(fā)綜合考慮、設計。 首先是管材的選擇。現(xiàn)在比較常用的市政給水管材主要有：承插式給水鑄鐵管、復合管、塑料管等。 1、承插式給水鑄鐵管：具有較高的強度及承壓能力，有較強的耐腐蝕性，接口方便，易于施工。其缺點在于不能承受較大的動荷載及質(zhì)脆。按制造分為普通灰口鑄鐵管和球墨鑄鐵管，較為常用的為球墨鑄鐵管。 2、復合管：主要分鍍鋅鋼管襯塑復合管、孔網(wǎng)鋼帶塑料復合管兩種。這種管材由于是由兩種以上材料復合而成，存在著熱膨脹系數(shù)差異與電位差的不同，存在不同程度腐蝕性的危險。所以多用于管徑DN200以下給水管道的安裝。 3、塑料管：主要指聚乙烯管材，就是通常說的PE管，主要存在連接方便、耐磨性好、便于維修等特點。現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應用于室外給水管道安裝中。 在北方地區(qū)，由于球墨鑄鐵管施工方便，不易腐蝕，對于環(huán)境要求比較低，所以用的較多。而塑料管多用于水表井內(nèi)管件的連接，室內(nèi)用的比較多。 其次是管徑的確認。合理經(jīng)濟的確定管徑，不僅能夠保證管網(wǎng)的水壓，減少損耗，還能節(jié)省工程造價。是市政給水管道設計的重點。 1、市政給水管道管徑一般根據(jù)管網(wǎng)平差計算結(jié)果和用水量情況來確定。實際中，有些管徑在若干年前已經(jīng)規(guī)劃，隨著各地城市發(fā)展速度的加快，應結(jié)合城市改造的步伐，考慮遠期發(fā)展，同時照顧經(jīng)濟性和可靠性。對于已形成的城區(qū)或工業(yè)區(qū)，設計供水量根據(jù)下列各種用水確定：①綜合生活用水：包括居民生活用水和公共建筑用水。根據(jù)居民生活用水定額或綜合生活用水定額及最高日時變化系數(shù)綜合分析確定。②工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和工作人員生活用水：生產(chǎn)用水量根據(jù)生產(chǎn)工藝要求確定；工作人員生活用水量（含淋浴用水量）根據(jù)車間性質(zhì)確定。③消防用水：消防用水量、水壓及延續(xù)時間等根據(jù)現(xiàn)行有關規(guī)定確定。④澆灑道路和綠地用水：根據(jù)路面、綠化、氣候和土壤等條件確定。⑤未預見水量及管網(wǎng)漏失水量：按最高日用水量的百分比計算。對于正在興建的新城區(qū)或工業(yè)區(qū)，雖然已有規(guī)劃，但在實際發(fā)展過程中，引進的往往與規(guī)劃不一致，如在招商引資過程中，企業(yè)的性質(zhì)與所在地塊性質(zhì)規(guī)劃不吻合，用水量就會有所變化，此時可根據(jù)《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范GB50282—98》來進行估算用水量，從而確定管徑。 2、居住小區(qū)內(nèi)室外給水管道管徑確定，一般依據(jù)小區(qū) 用戶的數(shù)量、住宅類別、建筑標準、衛(wèi)生器具完善程度及《建 筑給水排水設計規(guī)范》、《居住小區(qū)給水排水設計規(guī)范》等規(guī)范中居民用水定額、用水量等相關內(nèi)容來確定。 無論是市政道路給水管道還是居住小區(qū)室外給水管道都涉及到流量與管徑的對應問題，應依據(jù)流量、流速按《給水排水設計手冊》中的水力計算表及地方經(jīng)驗來確定。 再次是管道的平面布置。相關規(guī)范中提出配水管線盡量布置在道路外側(cè)。實際工作中，城市規(guī)劃部門出于對所有地下管線的綜合考慮，有可能安排在機動車道或慢車道下。隨著城市道路等級的逐漸提高，以及地下管線的復雜程度的提高，應考慮適當多增加一些甩口，以滿足城市美化和生產(chǎn)生活的需要。同時供水主干管上也不宜開口過多，可考慮結(jié)合地下旁通式消防甩口。對于城市的主干道，一般考慮兩條給水管線，輸水管網(wǎng)和配水管網(wǎng)同時鋪設。如果給水管線布置在車道下面，要盡量減少在車道上做井。除必不可少的干線閘閥、排氣等井外，像分支管閥門、地下旁通式消防栓等井盡量設計在人行道上。 小區(qū)內(nèi)給水管道的布置，應充分滿足每戶居民的用水需求。按照規(guī)范要求布置地上式消火栓。并且注意與其他管道的水平凈距離。當管徑小于等于DN200時，與建筑物的最小水平凈距為1.0米，與污水雨水排水管的最小水平凈距為1.0米；當管徑大于DN200時，與建筑物的最小水平凈距為3.0米，與污水雨水排水管的最小水平凈距為1.5米。 然后是管道的埋深。根據(jù)規(guī)范，管道的埋設深度，應根據(jù)冰凍情況、外部荷載、管材性能、抗浮要求及與其他管道交叉等因素確定。北方，主要考慮冰凍線，南方則不存在這樣的問題，一般，為了降低工程造價，施工單位會減少管道的埋深，但是對于小管徑球墨鑄鐵管和PE管等，一般最小埋深不低于0.7米。城市管線綜合規(guī)劃一般都本著“有壓讓無壓”的原則。在實際工作中，市政地下管線越來越復雜，給水管線在不斷穿越其他管線后，可能會造成給水管道頻繁的上下起伏。不僅會增加很多的排氣、增大水頭損失，還可能增加隱患點。所以在管線穿越障礙時，盡量從全段角度綜合考慮，局部上返還是下返，少陡峭變化，多平緩過渡；少一些曲折，多一些順直。這樣有利于減少水頭損失，保證管網(wǎng)末端有足夠的壓力。比如我們在平時鋪設給水管線，需要跨越障礙時，一般多采用管道自然坡度，實在無法順延時，就盡量采用度數(shù)小的彎頭，就是這個道理。在給水管道設計中，一般會固定一個埋深，根據(jù)原始地面標高，通過計算，確定挖土深度，這對于計算工程量從而確定工程造價是很有幫助的。 最后是管道的附屬構筑物。市政給水管道的附屬構筑物比較簡單，主要就是一些井室、支墩等，另外就是管道工程中涉及的小型抽升泵房及其取水口、排放口等。井室砌筑分為矩形砌筑和圓形井室砌筑。其中閥門井包括排泥井排氣井等，不同的井室在砌筑上有不同的要求。在設計中要根據(jù)當時當?shù)氐膶嶋H情況選擇合適的構筑物。比如說，考慮到開關閥門的需要，一般300以上的都采用蝶閥，每個閥門井都設一個柔性伸縮接頭等。這些問題都需要在設計的時候詳細選擇。另外就是井蓋，需要根據(jù)氣候，選擇現(xiàn)澆還是預制。在寒冷的冬季，考慮到冰凍，一般不建議選擇現(xiàn)澆。但是預制需要機械吊裝，也要考慮當時當?shù)氐膶嶋H情況。 另外就是支墩，室外給水規(guī)范上要求支墩應在堅固的地基上修筑。無原狀土作后背墻時，應采取措施保證支墩在受力情況下，不至破壞管道接口。采用砌筑支墩時，原狀土與支墩之間應采用砂漿填塞。管道及管件支墩施工完畢，并達到強度要求后方可進行水壓試驗。 市政給水管道設計在整個給水設計中所占的比重不大，其復雜程度遠遠不及室內(nèi)給水管道設計。但卻是一切設計的基礎，直接關系到水壓和工程造價。在這里我只是結(jié)合工作中的幾點經(jīng)驗淺議一下，還需要在實踐中不斷學習，不斷積累。 總結(jié)： 加大城市給水管網(wǎng)管理與維護的力度，優(yōu)化給水管網(wǎng)的設計，提高給水管網(wǎng)建設過程中的質(zhì)量控制，能夠有效地減少給水管網(wǎng)出現(xiàn)問題的可能性，保障城市居民生產(chǎn)生活的用水安全，對進城市的快速穩(wěn)步發(fā)展有著重要的意義。 參考文獻： [1]陳汝春.城市給水管網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化布置及其相關問題研究[J].科技信息，2011，(7) [2]苗秀榮.城市給水管網(wǎng)優(yōu)化設計研究[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2008，(1) [3]柳曉明，王圃，甘福寧.分形理論在城市給水管網(wǎng)布置中的應用[J].水資源與水工程學報，2011，(6) [4]熊潤.給水管網(wǎng)系統(tǒng)在城市給排水中的重要性及其相關問題研究[J]. 科技信息，2011，(7) 
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