北方地区城市给水管网现状与优化设计

摘要：城市给水设施是市政的基础设施，给水管网是给水设施的主要组成部分，它在工业建设和人民生活中占有重要地位。本文从分析目前城市给水管网现状与存在问题入手，提出了优化现代城市给水管网的设计中需要注意的问题。

关键词：给水管网；存在问题；设计

Abstract: City is municipal infrastructure of water supply facilities, water supply facilities of water supply pipe network is the main part of it, in the industry construction and plays an important role in people's life. Based on the analysis of the current city water supply current situation and existence problem proceed with, put forward to optimize the modern city water supply pipe network design problems need attention.

Key words: water supply network; existing problems; design

中图分类号：TU2 献标识码：文章编号：2095-2104（2013）1-0020-02

一、目前城市中给水管网系统现状与存在问题

随着经济的快速发展，城市规模的扩大，水资源的日趋紧张，城市中原来的给水管网系统逐渐显现出不适应经济发展的短板，这在北方城市中显得尤为突出。

1、给水管网的布局不合理。随着我国经济政策向西、向北倾斜，北方地区经济在近年来有了一个快速发展过程，城市规模不断扩大，而原来一些城市的供水系统还停留在以前的规划控制中，没有随着城市发展需求的改变而改变；或者高速发展的城市虽然创造了大量的经济效益，但是用于地面的形象工程方面比例偏大，而作为城市发展必不可少的配套设施给水管网的改造投入很少；同时随着城市规模的不断扩大，经济、文化、政治中心的调整，原来不发达的区域变成了商业繁华、人口密集的中心区域，人们对生活用水的质量和要求逐步提高，使原来的给水管网已经不能很好的适应当前的供水需求。

2、给水管道老化，漏耗严重。由于前些年北方城市经济财政收入普遍不高，使在管网铺设之初就存在管材质量不高问题，后来更新又不是很及时，在一些北方城市的老城区这种现象尤为明显，一般的给水管网铺设时间在30多年以上，管道长期超限运行，并且年久失修，严重老化，结果造成爆管以及各种形式的明漏、暗漏，据调查数据表明，北方城市中大多数存在给水管网漏损严重、爆漏事故多，同时由于给水管网的输配水能力小于净化处理能力，管网超负荷送水，增加了能耗和漏耗，城市自来水漏失率一般在30%以上，远远高于国外和我国东南方发达地区城市，每年由于给水管网漏损和爆管而造成的经济损失达数亿元。

3、用户对供水的安全性的要求不断提高。管网供水系统是一个复杂庞大的“反应器”，经水厂处理合格的水，在管网中会发生一系列的物理、化学以及生物反应而导致水质下降。而当前人们由于生活水平和生活质量的不断改善，对于日常用水的数量和质量要求也随之提高，这在一定程度上也加大了供水系统的运行难度。

4、给水管网的供水效益有待于提高。由于北方城市寒冷天气的影响，供水压力过高、道路施工措施欠妥，地下管道埋没过浅，抗重压能力较差的因素，导致管道因不堪重负而经常发生爆管现象，而在现实计算供水成本过程中，这种由于管网漏失造成的损失往往被忽视，但实际上在北方很多城市中，由于管道漏失造成的损失是影响供水单位经济效益的很重要因素。同时由于电费在自来水成本中所占比例较大，降低电耗、贯彻节能方针是提高供水单位经济效益的重要环节。因此，在满足社会需求和环境保护要求的前提下，必须尽量减少供水成本，提升供水单位的效益。

二、城市给水管网改造的优化

北方地区城市给水管网的现状以及在实际生活中存在的问题，在一定程度上制约了城市经济的发展速度和人们对于高质量生活水平的追求。随着城市经济的不断发展，当地政府对于地下管网运行的重视程度也在不断提高，优化给水管网设计，从根本上提升给水管网的效能，降低运行成本，更好地为城市人们生产、生活提供优质的水源成为当前城市给水管网发展的一种趋势和必然。

从城市给水管网的整体设计角度来讲，一个城市的管网设计要依据室外给水设计规范、小区给水规范、施工规范、消防规范、给排水设计手册等相关规范进行。但是在实际操作中，还要结合本城市所在地区、气候特点以及当地供水公司的运行规程等情况，从技术的可行性、经济合理性角度出发综合考虑设计。

1、城市给水管网要坚持合理布局的原则进行设计

对于城市生活用水的给水管网首先要保证供水的安全性，在设计时可将主干管网设计成环形，并以满足最大用水量、事故时段用水以及消防用水的需要为目的，保证供水的充足与水质的安全；其次要考虑城乡一体化的需求，在设计时要有超前谋划，在城市主干网上设计枝状接口，满足城市规模扩大和周边乡镇用水需求。最后给水管网在满足基本城市居民用水的前提下，要尽可能的缩短给水管道的长度，降低工程造价，减少供水运输过程中的对水质的影响，保证用水质量安全。

对于城市工业用水管网设计时，要充分考虑用水企业的地理位置、用水需求的因素，在加大供水管道径的同时，考虑多水源供水，并且管道要实现互联，形成多水源供水格局，提高用水安全性。

2、选用适当的材料在优化给水管网设计中占有重要地位

目前国内城市给水管网的管材比较常用的主要有三种：承插式给水铸铁管、复合管、塑料管。承插式给水铸铁管的特点是具有较高的强度和承压能力，有较强的耐腐蚀性，对接口方便，施工中易于操作；它的缺点是不能承受较大的动荷载且质地脆，一般较为常用的是球墨铸铁管。复合管主要分为镀锌钢管衬塑复合管、孔网钢管带塑料复合管两种。由于是由两种以上材料复合而成，使这种管材德热膨胀系数、电位差不同，很容易产生不同程度的腐蚀，因此多用于管径小的给水管道。塑料管主要是指聚乙烯管材，也就是平时我们说的PE管，它有连接方便、耐磨性好、便于维护等特点。目前在室外给水管道安装中应用很多。针对与北方地区的城市，由于球墨铸铁管施工方便，不容易腐蚀，对外部环境的要求比较低，所以应用较为广泛。

3、结合城市发展实际对管网进行合理平面布局

一般情况下，给水管道尽量分布在道路外侧，但是在实际操作中，规化部门通过对城市整体规划的综合考虑，有时候可能将管道铺设在城市道路的中央，这是为了满足城市美化和生产生活的硬性需要。但是城市给水主干管网建议不宜开口过多，对于城市主干管网，一般考虑两条给水管网，输水管网和配水管网同时铺设，但是给水管网出了必要条件下，要尽量避免在行车道下做井，尽量设计在人行横道下面。

城市小区内的给水管网布局设计，要充分满足小区居民的正常用水需求，按照规范要求，要注意做好与其他诸如建筑物、雨污排水管的水平距离设计布局。

4、要结合城市实际做好管网铺设深埋设计

给水管道铺设深埋要在国内通用的规范要求下，结合城市的冰冻情况、外部荷载、灌草的性能、抗浮要求以及与其他管道较差的实际情况而定。在北方地区的城市管网铺设中，还要着重考虑当地的冰冻线。在一般实际操作中，施工方为了降低工程成本，会在管道的深埋程度上做文章，这就要求市政主管部门和监理方要严格监督到位，尤其是对于对于小管径球墨铸铁和聚乙烯管材的铺设，最少深埋一般不应该低于0.7米。

一般情况下，城市管网综合规划坚持“有压让无压”原则，在实际操作中，城市的地下管网原来越多，越来越复杂，给水管网在不断与其他管网交叉后，可能会造成管道的频繁起伏。而这种情况所带来的弊病是管道内产生很多的排气，增大水头损失，同时还有可能增加隐患点。因此在给水管网遭遇其他管网交叉时，要尽量从全段角度综合考虑，减少管道的陡峭变化，采取平缓过渡的方式，尽量少一些曲折，多一些平直。这样更有利于减少水头损失，保证管网末端有足够的压力。在一般情况下，目前很多现代城市中，铺设给水管网时，如果遇到障碍或与其他管网交叉，多采用管道自然坡度，在实在无法顺眼时，也尽量采用小弯度的万头。

在通常的管道设计中，一般都会固定一个深埋，然后再根据原始地面标高，通过精确计算，再确定挖土的深度。

5、要切实规范给水管道的附属构筑物

一般给水管道的附属物主要有井室、支墩、抽升泵房以及取水口和排放口等。其中井室的砌筑根据性质不同有不同的要求，在设计时要根据当地城市的实际情况选择合适的方式。再有就是对于井盖的要求，一般在北方城市，有时候考虑寒冷的冬季容易出现冰冻现象，不建议用现浇方式，但是预制井盖在吊装时要结合所在城市的季节和气候进行。支墩按照规范要求应该在坚固的地基上修筑，采用砌筑支墩时，原装土与支墩之间应采用砂浆填塞。

加大城市管网的管理与维护力度，优化给水管网的设计，提高给水管网建设过程的质量控制，能够有效的减少给水管网出现问题的可能性，保障城市居民生产生活和工业用水的质量和数量，对推进城市的快速发展有着极其重要的意义。