城鄉規劃師規劃實務:城市給水管道系統


輸配水管網是城市給水系統的重要組成部分,擔負著向用戶輸送、分配水的任務,以滿足用戶對水量、水壓的要求。由于給水管網的分布面廣、距離長、材質要求高,因此它在給水系統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,配水管網運行狀態的好壞直接影響到供水壓力和水量,影響到服務質量。因此,輸配水管網在給水系統中占據著重要的位置,加強管網的設計、施工、運行管理和研究,不僅可以減少投資、降低運行成本、增加供水企業的經濟效益,而且對于提高服務質量、增加企業信譽、提高人民的生活水平具有重要的現實意義。
1 給水管道系統的組成與布置
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、從水廠到用水區或從用水區到遠距離大用戶的清水輸水管。
輸水管渠雖然管線單一、構成簡單,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,輸水管規劃布置時應認真對待每一個影響因素,力求采用最合理的輸水方案以節約投資,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,必要時進行地質勘探。將各方案細化,并弄清各種方案的優缺點,最終經技術經濟比較確定最后的輸水線路。輸水管定線時應遵循下列原則。
(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條件,盡可能沿現有或規劃道路布設,避開滑坡、塌方、巖層、沼澤、侵蝕性土壤和洪水泛濫區,以便于施工和維護,提高供水安全性。
(3)充分利用地形,優先考慮重力輸水或部分重力輸水,降低運行費用。
(4)考慮近遠期結合和分期實施措施。
1.1.2 輸水方式
輸水方式有重力輸水和壓力輸水兩種。當水源位置低于給水區,或高于給水區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置加壓泵站;當水源位置高于用水區時,可采用重力自流輸水。
長距離輸水常根據具體情況采用重力和壓力相結合的輸水方式,如從位置較高的山區水庫向平原城市供水,前端可利用高差采用重力輸水,經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、蒸發等水量損失,沿途還會受到人類活動、農藥、地表沖刷等污染,供水安全性不如管道。長距離輸水可根據實際情況采用多種形式相結合的管渠方式.
1.1.3 輸水管條數
輸送設計流量可以用一根粗管,也可以用數根細管。管道的條數越多,供水安全性越高,投資也就越大。一般地,當供水安全性要求較高時采用兩條輸水管,每隔一定距離設連接管連接兩根輸水管,并在節點處設置閥門,用以隔離事故管段。發生事故時應保證能供應70%的設計流量,如圖3—1所示。當供水安全性要求較低或采用雙管供水不可行、不經濟時,可采用一根管渠輸水,在管渠末端設儲水池,保證管渠發生事故時的用水量,儲水池儲水量應能滿足檢修期內70%的用水量。當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,應每隔0.5—1.Okm設排氣閥。地形起伏大時,應避免在位置較高處管道出現負壓,否則,有可能吸入管外污水或空氣。
1.2配水管網的布置
配水管網分布于整個用水區,其任務是將輸水管送來的水分配給用戶。
1。2.1 管網組成
按照在管網中所起作用不同,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域,同時也向沿途用戶供水。干管對各用水區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。當某一千管發生故障時,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,小城鎮分配管管徑不宜小于lOOmm,以防消防時管網水壓太低。
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單位,也可以是一座獨立的建筑。
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