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我国城市给水管网现状与建设建议

发布于：2023-01-18 11:23:18 来自：给排水工程/市政给排水 [复制转发]

摘  要：城市的给水管网是城市供水系统重要组成部分，也是城市必不可少的关键基础设置之一，了解城市给水管网的使用现状和建设过程中应当注意的问题，对提高城市给水管网的运行安全、降低供水的成本、保证城市的正常运转有着重要的作用。本文介绍了城市给水管网的重要性以及城市给水管网在使用中存在的问题与解决方法，并提出了优化城市给水管网设计布局的策略。
关键词：城市给水管网现状建设过程注意事项

城市给水管网作为城市基础设施的重要组成部分，其使用的安全直接影响着城市居民的正常生产生活，因此，从城市给水管网的现状和建设过程中的问题出发，完善给水管网的设计、建设与管理，对提高城市的供水效率、保障城市的供水安全有着重要的作用。
一、城市给水管网的重要性
城市给水管网承担着为城市输送生活和生产用水的重要任务，随着我国城市化进程的不断加快，现有城市规模的日渐扩大，对城市给水管网建设的要求也在逐步提高。作为城市供水系统的重要组成部分，给水管网具有提升、运输、存储、调整以及分配水源的功能，如果在给水管网的布设过程当中，不能进行科学有合理的布局规划，选择经济耐用的建筑材料，便会增大给水管网的运行维护费用、提高供水成本、增大管理的难度，同时还可能发生供水水质受到污染的情况，给城市居民的生命健康带来威胁。因此，只有根据城市的地形以及居民的用水需要，合理的安排城市给水管网的布局，并加大对城市给水管网运行维护的力度，才能有效地保证城市居民的用水质量，维护城市的正常稳定运行。此外，对给水管网进行统一的规划与科学的管理，还能够起到控制工程造价、降低给水管网运行能耗和维护费用的效果，为供水企业节省了资金，提高了企业的经济效益和市场竞争力。
二、城市给水管网存在的问题和解决的方法
随着我国城市化进程的不断加快，城市居民正常的生产生活对基础设施的要求也越来越高。而城市的给水管网由于建设时间的不同和设计原则的差别，在设计布局的方面还有一定的优化空间。另外，使用时间较长的给水管网还存在着一定的设备损耗现象，给城市的正常运转带来了问题。因此，深入的了解城市给水管网建设和管理过程中存在的问题，并提出合理的解决方法，对保障城市居民的用水安全，促进城市的快速平稳发展有着重要的意义。
（一）城市给水管网存在的问题
1.城市给水管网的老化现象严重
在一些建设年代较早的城市当中，老城区给水逛网的布设年代较早、采用的技术和材料相对落后、对给水管网运行管理的维护力度不足、加之管道的使用时间过长，造成了老城区的给水管网存在着严重的跑、冒、滴、漏等现象。据统计，大部分城市中老城区给水管网的管龄已达到50年以上，由于建设时所用的材料质量较差，且在后期运行的过程中缺乏有效的管理与维修措施，造成老城区给水管网漏损与爆管现象时有发生，这些现象带来的损失已经达到了城市自来水漏失率的10%—30%，严重的提高了城市的供水成本，造成了水资源的浪费。据有效统计，我国城市每年因为给水管网的漏损与爆漏事故造成的经济损失高达上亿元人民币。
2.城市给水管网的安全系数有待提高
城市给水管网管道材质的多样化，经过处理达标的自来水在给水管网内部运输的过程中，会发生一系列的物理、化学以及生物的反应，造成供水的水质随着运输距离和运输时间的增加而不断下降。另外，天气状况、供水压力、路面施工、给水管网的埋设深度以及管道自身的抗压能力等，都会影响到给水管网的正常使用，甚至会产生爆管现象，给供水企业造成经济损失，并给广大市民的正常生产生活带来不利的影响。
3.城市给水管网的布局欠妥
由于城市给水管网布设的工程十分巨大，运行和维护都需要耗费大量的人力、物力与财力，使得国内大部分城市的给水管网依然维持着老式的规划布局，未能随着城市建设的不断提速和用户需求的变化而改变，导致城市给水管网的布局难以适应城市发展的速度，无法满足当前状况下城市居民对生产生活用水的需要。
（二）解决城市给水管网存在问题的有效方法
1.优化城市给水管网的布局
通常情况下，城市的给水管网主要由输水管网与配水管网两个部分组成，承担着城市各处输送生产和生活用水的重任。而只有在铺设给水管网时，结合当地的地形地貌、城市的规划布局、水源所在的位置以及城市居民的用水需要，不断优化管网的布局，才能够做到降低工程的成本、保障供水的安全、维护城市的正常运转。
2.加强城市给水管网建设过程中工程质量管理的力度
城市的给水管网在施工中的过程单中，会遇到多种因素的影响，从而降低工程的质量。因此在城市给水管道建设的过程当中，应当加强对工程项目全过程的质量管理，尽可能的减少管道建设过程中不利因素对工程质量的不利影响，提高给水管网使用的可靠性。例如，在给水管网的设计阶段，认真地对管道所经过的地区加以考察，合理的确定管道的埋设深度与管道的材料等，不仅能够减少工程的造价，还能够减少管道在使用过程中出现问题的可能性，降低了给水管网管理与维护的难度，保证了供水的质量。
3.对城市给水管网进行科学的管理
加强对城市给水管网检查与维修的力度，注意对管道进行科学合理的养护，并及时更换出现问题的管道，能够有效地降低管道跑、冒、滴、漏现象的发生，达到提高供水质量，降低水源的损耗。另外，采用先进的管理理念，对城市给水管网进行合理的监管，在不同区域安装压力探测器，及时检测到各个区域管网的水压，既保证城市给水管网的工作压力维持在一个恒定的范围之内，且可以对防止管道故障、减少管道漏耗起到积极的作用。对输水距离较长的管网末段安装水质监测仪，时时观测管网末端的水质指标以保证供水的安全性。
三、城市给水管网设计原则
1.城市生活用水管网的布置原则与优化设计
在对城市生活用水的给水管网进行设计时，首先应当保证供水的安全。在进行设计时，可以将主干管布局设置为环形，并以满足最大用水量、事故时段用水、以及消防用水的需求为目的，保证供水的充足与水质的安全。
其次，需要考虑到城乡一体化对供水的需求，从城市的主干管上接出枝状的给水管线，用于满足各个乡镇的需要，同时对乡镇原有的给水管网加以改造，从根本上实现供水的城乡一体化。
最后，城市生活用水管网的布局需要在满足居民用水需求的前提下，尽可能的缩短给水干管的长度，降低工程的造价，减少运输过程对水质的不利影响，提高供水的经济型，保证供水的质量安全，蛮子城市居民对生活用水的需要。
2.城市工业用水管网的布置原则与优化设计
工业用水管网的服务对象主要以特定的大型工业区为主，在进行设计时，需要考虑到供水对象的位置，大型工业对与用水的需求量大、水量集中，且在一般情况下水源与用水点分散、距离较远，故考虑铺设长距离、大管径输水干管转输用水。另外，在多水源供水的情况下，各供水水源的供水管道应考虑互联，形成双或多水源对置供水布局，提高供水安全性，优化设定出厂水水压。
四、城市给水管网设计与建设要点
    从大范围来讲，市政给水管道工程设计首先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、给水排水设计手册等相关规范和手册；然后要结合地区地理、气候特点及各地水司的运行规程等实际情况，从技术可行性、经济合理性出发综合考虑、设计。
首先是管材的选择。现在比较常用的市政给水管材主要有：承插式给水铸铁管、复合管、塑料管等。
1、承插式给水铸铁管：具有较高的强度及承压能力，有较强的耐腐蚀性，接口方便，易于施工。其缺点在于不能承受较大的动荷载及质脆。按制造分为普通灰口铸铁管和球墨铸铁管，较为常用的为球墨铸铁管。
2、复合管：主要分镀锌钢管衬塑复合管、孔网钢带塑料复合管两种。这种管材由于是由两种以上材料复合而成，存在着热膨胀系数差异与电位差的不同，存在不同程度腐蚀性的危险。所以多用于管径DN200以下给水管道的安装。
3、塑料管：主要指聚乙烯管材，就是通常说的PE管，主要存在连接方便、耐磨性好、便于维修等特点。现在已经被广泛应用于室外给水管道安装中。
在北方地区，由于球墨铸铁管施工方便，不易腐蚀，对于环境要求比较低，所以用的较多。而塑料管多用于水表井内管件的连接，室内用的比较多。
其次是管径的确认。合理经济的确定管径，不仅能够保证管网的水压，减少损耗，还能节省工程造价。是市政给水管道设计的重点。
1、市政给水管道管径一般根据管网平差计算结果和用水量情况来确定。实际中，有些管径在若干年前已经规划，随着各地城市发展速度的加快，应结合城市改造的步伐，考虑远期发展，同时照顾经济性和可靠性。对于已形成的城区或工业区，设计供水量根据下列各种用水确定：①综合生活用水：包括居民生活用水和公共建筑用水。根据居民生活用水定额或综合生活用水定额及最高日时变化系数综合分析确定。②工业企业生产用水和工作人员生活用水：生产用水量根据生产工艺要求确定；工作人员生活用水量（含淋浴用水量）根据车间性质确定。③消防用水：消防用水量、水压及延续时间等根据现行有关规定确定。④浇洒道路和绿地用水：根据路面、绿化、气候和土壤等条件确定。⑤未预见水量及管网漏失水量：按最高日用水量的百分比计算。对于正在兴建的新城区或工业区，虽然已有规划，但在实际发展过程中，引进的往往与规划不一致，如在招商引资过程中，企业的性质与所在地块性质规划不吻合，用水量就会有所变化，此时可根据《城市给水工程规划规范GB50282—98》来进行估算用水量，从而确定管径。
2、居住小区内室外给水管道管径确定，一般依据小区用户的数量、住宅类别、建筑标准、卫生器具完善程度及《建   筑给水排水设计规范》、《居住小区给水排水设计规范》等规范中居民用水定额、用水量等相关内容来确定。
无论是市政道路给水管道还是居住小区室外给水管道都涉及到流量与管径的对应问题，应依据流量、流速按《给水排水设计手册》中的水力计算表及地方经验来确定。
再次是管道的平面布置。相关规范中提出配水管线尽量布置在道路外侧。实际工作中，城市规划部门出于对所有地下管线的综合考虑，有可能安排在机动车道或慢车道下。随着城市道路等级的逐渐提高，以及地下管线的复杂程度的提高，应考虑适当多增加一些甩口，以满足城市美化和生产生活的需要。同时供水主干管上也不宜开口过多，可考虑结合地下旁通式消防甩口。对于城市的主干道，一般考虑两条给水管线，输水管网和配水管网同时铺设。如果给水管线布置在车道下面，要尽量减少在车道上做井。除必不可少的干线闸阀、排气等井外，像分支管阀门、地下旁通式消防栓等井尽量设计在人行道上。
小区内给水管道的布置，应充分满足每户居民的用水需求。按照规范要求布置地上式消火栓。并且注意与其他管道的水平净距离。当管径小于等于DN200时，与建筑物的最小水平净距为1.0米，与污水雨水排水管的最小水平净距为1.0米；当管径大于DN200时，与建筑物的最小水平净距为3.0米，与污水雨水排水管的最小水平净距为1.5米。
然后是管道的埋深。根据规范，管道的埋设深度，应根据冰冻情况、外部荷载、管材性能、抗浮要求及与其他管道交叉等因素确定。北方，主要考虑冰冻线，南方则不存在这样的问题，一般，为了降低工程造价，施工单位会减少管道的埋深，但是对于小管径球墨铸铁管和PE管等，一般最小埋深不低于0.7米。城市管线综合规划一般都本着“有压让无压”的原则。在实际工作中，市政地下管线越来越复杂，给水管线在不断穿越其他管线后，可能会造成给水管道频繁的上下起伏。不仅会增加很多的排气、增大水头损失，还可能增加隐患点。所以在管线穿越障碍时，尽量从全段角度综合考虑，局部上返还是下返，少陡峭变化，多平缓过渡；少一些曲折，多一些顺直。这样有利于减少水头损失，保证管网末端有足够的压力。比如我们在平时铺设给水管线，需要跨越障碍时，一般多采用管道自然坡度，实在无法顺延时，就尽量采用度数小的弯头，就是这个道理。在给水管道设计中，一般会固定一个埋深，根据原始地面标高，通过计算，确定挖土深度，这对于计算工程量从而确定工程造价是很有帮助的。
最后是管道的附属构筑物。市政给水管道的附属构筑物比较简单，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。井室砌筑分为矩形砌筑和圆形井室砌筑。其中阀门井包括排泥井排气井等，不同的井室在砌筑上有不同的要求。在设计中要根据当时当地的实际情况选择合适的构筑物。比如说，考虑到开关阀门的需要，一般300以上的都采用蝶阀，每个阀门井都设一个柔性伸缩接头等。这些问题都需要在设计的时候详细选择。另外就是井盖，需要根据气候，选择现浇还是预制。在寒冷的冬季，考虑到冰冻，一般不建议选择现浇。但是预制需要机械吊装，也要考虑当时当地的实际情况。
另外就是支墩，室外给水规范上要求支墩应在坚固的地基上修筑。无原状土作后背墙时，应采取措施保证支墩在受力情况下，不至破坏管道接口。采用砌筑支墩时，原状土与支墩之间应采用砂浆填塞。管道及管件支墩施工完毕，并达到强度要求后方可进行水压试验。
市政给水管道设计在整个给水设计中所占的比重不大，其复杂程度远远不及室内给水管道设计。但却是一切设计的基础，直接关系到水压和工程造价。在这里我只是结合工作中的几点经验浅议一下，还需要在实践中不断学习，不断积累。

总结：
加大城市给水管网管理与维护的力度，优化给水管网的设计，提高给水管网建设过程中的质量控制，能够有效地减少给水管网出现问题的可能性，保障城市居民生产生活的用水安全，对进城市的快速稳步发展有着重要的意义。