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我國城市給水管網現狀與建設建議
摘 要：城市的給水管網是城市供水系統重要組成部分，也是城市必不可少的關鍵基礎設置之一，了解城市給水管網的使用現狀和建設過程中應當注意的問題，對提高城市給水管網的運行安全、降低供水的成本、保證城市的正常運轉有著重要的作用。本文介紹了城市給水管網的重要性以及城市給水管網在使用中存在的問題與解決方法，并提出了優化城市給水管網設計布局的策略。
關鍵詞：城市給水管網 現狀 建設過程 注意事項 城市給水管網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生活，因此，從城市給水管網的現狀和建設過程中的問題出發，完善給水管網的設計、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、城市給水管網的重要性 城市給水管網承擔著為城市輸送生活和生產用水的重要任務，隨著我國城市化進程的不斷加快，現有城市規模的日漸擴大，對城市給水管網建設的要求也在逐步提高。作為城市供水系統的重要組成部分，給水管網具有提升、運輸、存儲、調整以及分配水源的功能，如果在給水管網的布設過程當中，不能進行科學有合理的布局規劃，選擇經濟耐用的建筑材料，便會增大給水管網的運行維護費用、提高供水成本、增大管理的難度，同時還可能發生供水水質受到污染的情況，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的布局，并加大對城市給水管網運行維護的力度，才能有效地保證城市居民的用水質量，維護城市的正常穩定運行。此外，對給水管網進行統一的規劃與科學的管理，還能夠起到控制工程造價、降低給水管網運行能耗和維護費用的效果，為供水企業節省了資金，提高了企業的經濟效益和市場競爭力。 二、城市給水管網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生活對基礎設施的要求也越來越高。而城市的給水管網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化空間。另外，使用時間較長的給水管網還存在著一定的設備損耗現象，給城市的正常運轉帶來了問題。因此，深入的了解城市給水管網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發展有著重要的意義。 （一）城市給水管網存在的問題 1.城市給水管網的老化現象嚴重 在一些建設年代較早的城市當中，老城區給水逛網的布設年代較早、采用的技術和材料相對落后、對給水管網運行管理的維護力度不足、加之管道的使用時間過長，造成了老城區的給水管網存在著嚴重的跑、冒、滴、漏等現象。據統計，大部分城市中老城區給水管網的管齡已達到50年以上，由于建設時所用的材料質量較差，且在后期運行的過程中缺乏有效的管理與維修措施，造成老城區給水管網漏損與爆管現象時有發生，這些現象帶來的損失已經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。據有效統計，我國城市每年因為給水管網的漏損與爆漏事故造成的經濟損失高達上億元人民幣。 2.城市給水管網的安全系數有待提高 城市給水管網管道材質的多樣化，經過處理達標的自來水在給水管網內部運輸的過程中，會發生一系列的物理、化學以及生物的反應，造成供水的水質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的正常使用，甚至會產生爆管現象，給供水企業造成經濟損失，并給廣大市民的正常生產生活帶來不利的影響。 3.城市給水管網的布局欠妥 由于城市給水管網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，使得國內大部分城市的給水管網依然維持著老式的規劃布局，未能隨著城市建設的不斷提速和用戶需求的變化而改變，導致城市給水管網的布局難以適應城市發展的速度，無法滿足當前狀況下城市居民對生產生活用水的需要。 （二）解決城市給水管網存在問題的有效方法 1.優化城市給水管網的布局 通常情況下，城市的給水管網主要由輸水管網與配水管網兩個部分組成，承擔著城市各處輸送生產和生活用水的重任。而只有在鋪設給水管網時，結合當地的地形地貌、城市的規劃布局、水源所在的位置以及城市居民的用水需要，不斷優化管網的布局，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。 2.加強城市給水管網建設過程中工程質量管理的力度 城市的給水管網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量管理，盡可能的減少管道建設過程中不利因素對工程質量的不利影響，提高給水管網使用的可靠性。例如，在給水管網的設計階段，認真地對管道所經過的地區加以考察，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問題的可能性，降低了給水管網管理與維護的難度，保證了供水的質量。 3.對城市給水管網進行科學的管理 加強對城市給水管網檢查與維修的力度，注意對管道進行科學合理的養護，并及時更換出現問題的管道，能夠有效地降低管道跑、冒、滴、漏現象的發生，達到提高供水質量，降低水源的損耗。另外，采用先進的管理理念，對城市給水管網進行合理的監管，在不同區域安裝壓力探測器，及時檢測到各個區域管網的水壓，既保證城市給水管網的工作壓力維持在一個恒定的范圍之內，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末段安裝水質監測儀，時時觀測管網末端的水質指標以保證供水的安全性。 三、城市給水管網設計原則 1.城市生活用水管網的布置原則與優化設計 在對城市生活用水的給水管網進行設計時，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的安全。 其次，需要考慮到城鄉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，用于滿足各個鄉鎮的需要，同時對鄉鎮原有的給水管網加以改造，從根本上實現供水的城鄉一體化。 最后，城市生活用水管網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的不利影響，提高供水的經濟型，保證供水的質量安全，蠻子城市居民對生活用水的需要。 2.城市工業用水管網的布置原則與優化設計 工業用水管網的服務對象主要以特定的大型工業區為主，在進行設計時，需要考慮到供水對象的位置，大型工業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，形成雙或多水源對置供水布局，提高供水安全性，優化設定出廠水水壓。 四、城市給水管網設計與建設要點 從大范圍來講，市政給水管道工程設計首先要依據室外給水設計規范、小區給水規范、施工規范、消防規范、給水排水設計手冊等相關規范和手冊；然后要結合地區地理、氣候特點及各地水司的運行規程等實際情況，從技術可行性、經濟合理性出發綜合考慮、設計。 首先是管材的選擇。現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。現在已經被廣泛應用于室外給水管道安裝中。 在北方地區，由于球墨鑄鐵管施工方便，不易腐蝕，對于環境要求比較低，所以用的較多。而塑料管多用于水表井內管件的連接，室內用的比較多。 其次是管徑的確認。合理經濟的確定管徑，不僅能夠保證管網的水壓，減少損耗，還能節省工程造價。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管網平差計算結果和用水量情況來確定。實際中，有些管徑在若干年前已經規劃，隨著各地城市發展速度的加快，應結合城市改造的步伐，考慮遠期發展，同時照顧經濟性和可靠性。對于已形成的城區或工業區，設計供水量根據下列各種用水確定：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綜合分析確定。②工業企業生產用水和工作人員生活用水：生產用水量根據生產工藝要求確定；工作人員生活用水量（含淋浴用水量）根據車間性質確定。③消防用水：消防用水量、水壓及延續時間等根據現行有關規定確定。④澆灑道路和綠地用水：根據路面、綠化、氣候和土壤等條件確定。⑤未預見水量及管網漏失水量：按最高日用水量的百分比計算。對于正在興建的新城區或工業區，雖然已有規劃，但在實際發展過程中，引進的往往與規劃不一致，如在招商引資過程中，企業的性質與所在地塊性質規劃不吻合，用水量就會有所變化，此時可根據《城市給水工程規劃規范GB50282—98》來進行估算用水量，從而確定管徑。 2、居住小區內室外給水管道管徑確定，一般依據小區 用戶的數量、住宅類別、建筑標準、衛生器具完善程度及《建 筑給水排水設計規范》、《居住小區給水排水設計規范》等規范中居民用水定額、用水量等相關內容來確定。 無論是市政道路給水管道還是居住小區室外給水管道都涉及到流量與管徑的對應問題，應依據流量、流速按《給水排水設計手冊》中的水力計算表及地方經驗來確定。 再次是管道的平面布置。相關規范中提出配水管線盡量布置在道路外側。實際工作中，城市規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生活的需要。同時供水主干管上也不宜開口過多，可考慮結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，輸水管網和配水管網同時鋪設。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。 小區內給水管道的布置，應充分滿足每戶居民的用水需求。按照規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。根據規范，管道的埋設深度，應根據冰凍情況、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。在設計中要根據當時當地的實際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，需要根據氣候，選擇現澆還是預制。在寒冷的冬季，考慮到冰凍，一般不建議選擇現澆。但是預制需要機械吊裝，也要考慮當時當地的實際情況。 另外就是支墩，室外給水規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。在這里我只是結合工作中的幾點經驗淺議一下，還需要在實踐中不斷學習，不斷積累。 總結： 加大城市給水管網管理與維護的力度，優化給水管網的設計，提高給水管網建設過程中的質量控制，能夠有效地減少給水管網出現問題的可能性，保障城市居民生產生活的用水安全，對進城市的快速穩步發展有著重要的意義。 參考文獻： [1]陳汝春.城市給水管網系統的優化布置及其相關問題研究[J].科技信息，2011，(7) [2]苗秀榮.城市給水管網優化設計研究[J].工業安全與環保，2008，(1) [3]柳曉明，王圃，甘福寧.分形理論在城市給水管網布置中的應用[J].水資源與水工程學報，2011，(6) [4]熊潤.給水管網系統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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