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摘要：在城市的建设中，市政供水管网的系统是重要的基础设施。随着城市发展的不断深入，市政供水官网的系统为跟上发展的步伐也需要不断创新。然而，当前城市的市政供水管网系统却存在一定的缺陷，如，存市政供水管网的系统运行易被外部环境所影响以及布局不够合理等问题。本文主要对城市市政供水管网布置优化设计进行探讨。
关键词：城市市政供水管网；管网布置原则；优化设计
1.城市供水管网的现状及问题
随着我国城市的迅猛发展，各地供水管网已具规模，但随着人口增长和生活水平的提高，以及城市产业布局的调整，城市区域用水量有所变化，管网系统在各方面存在一系列问题：
1.1一些城市供水管网出现老化，老城区问题尤为突出，供水管网铺设时间大多在30年以上，管材质量差，年久失修，老化严重，造成爆管以及各种形式的明漏、暗漏。
1.2供水管网的布局不合理，部分还停留在以前的规划控制中，并没有随着需求的改变而改变，供水安全性较差，供水效益也有待提高。
1.3城填供水管网的更新、改造和扩建，导致管网压力分布不均，高压区的供水能力浪费，而管网末梢服务压力却明显不足。
为了保持供水满足正常的生活需要，在大、中型城市当中，供水管网通常都会使用环状管网，这种管网建设的规模大、费用也大，将其进行优化，找出最为经济且实用的方案，是目前的当务之急。
2.城市市政供水管网布置优化设计
2.1管网布置
供水管网规划、定线是管网设计的初始阶段，其布置的合理与否直接关系到供水运行的合理与否，对工程投资和管理维护也有很大影响；管网规划与布置是管道系统规划中的关键部分，管网工程投资巨大，一般占管道系统总投资的60%-80%，管线埋藏于地下，从而使资金浪费、供水不合理等问题不易曝露，存在的隐患较多。因此，为了彻底消除这些不合理因素，必须在管网规划和设计阶段，进行合理的规划和优化设计，并进行系统的现状、近期和远期的水力模拟校核，以期能达到设计最优化的目的。
随着城市的发展，作为城市基础设施的供水事业的发展将日益显现其重要的作用。而在供水发展规划中管网布置设计的科学性日益重要，需要在规划的制定过程中不断探索，使管网布局更合理。所以，在进行城市管网布置设计时，除满足基本要求之外，还应充分考虑地形及地质情况采用统一供水或采用分区分压供水，在管网中可设置加压泵站及高地水池，优选重力流输配水以节能。
2.2管网定线
管网定线取决于城市平面布置，供水区的地形，水源和调节水池位置，街区和用户特别是大用户的分布以及河流、铁路、桥梁等的位置等。所以，管网定线时需要考虑输水管定线与干管定线的设计。
2.3改扩建管网的现状分析
随着我国供水事业的迅速发展，各地城市供水管网均具规模，城市供水管网在其新建成的一定时期内，其供水能力是可以满足用户用水要求的。但随着人口增长和生活水平的提高，城市用水量急剧增长，供水管网供水能力逐渐不能适应用水量增长的需要。
2.4改扩建管网的管线布置
做好管线布置的方案比较是进行改扩建管网优化设计的关键。对改扩建管网的布置应尽量利用原有管道，增设新管道，以管网改造为主。
抓住对管网改扩建的时机，有步骤地对低压缺水区进行改扩建，增设新管道或增大原有管道的管径，更换年久失修或过水断面明显缩小的管段，达到提高供水效率的目的，以及增强管网运行的安全可靠性。
3.给水管网的优化设计
3.1输水管设计
从水源到水厂或从水厂到配水管网的管线，因沿线一般不接用户管，主要起转输水量的作用，所以叫做输水管。有时，从配水管网接到个别大用户去的管线，因沿线一般不接用户管，所以，此管线也叫做输水管。因此，输水管有原水输水管和清水输水管之分，对输水管线选择与布置的要求
（1）应能保证供水不间断，尽量做到线路最短，土石方工程量最小，工程造价低，施工维护方便，少占或不占农田。
（2）管线走向，有条件时最好沿现有道路或规划道路敷设，以便于进行施工和管道维修。
（3）输水管应尽量避免穿越河谷、重要铁路、沼泽、工程地质不良的地段，以及有洪水淹没的地区；若无法避免时，必须采取有效措施，以保证管道能够安全输水。
（4）选择线路时，应充分利用地形，优先考虑重力流输水或部分重力流输水。
（5）输水管线的条数（即单线或双线），应根据给水系统的重要性、输水量大小、分期建设的安排等因素，全面考虑确定。当允许间断供水或水源不只一个时，一般可以设一条输水管线；当不允许间断供水时，一般应设两条，或者设一条输水管，同时修建有相当容量的安全贮水池，以备输水管线发生故障时供水。
（6）当采用两条输水管线时，为避免输水管线因某段损坏而使输水量减少过多，需要在管线之间设连通管相互联系，并装设阀门。连通管直径可以与输水管相同或比输水管小20％～30％，以保证在任何一段输水管发生事故时，仍能通过70％的设计流量。在输水管和连通管上装设必要的阀门，以缩小发生事故时的断水范围。当供水可靠性要求较低时，阀门数可以适当减少。阀门应安放在阀门井内。
（7）输水管的最小坡度应大于1.5D（D为管径，以mm计）。管线坡度小于1：1000时，应每隔0．5～1km，在输水管线的最高点安装排气阀（管内无水时，能自动打开；管内有水时，能自动关闭），以便及时排除管内空气，或在辅水管放空时引入空气；在输水管线的低洼处设置泄水阀及泄水管，泄水管接至河道或地势低洼处。
（8）管线埋深应考虑地面荷载情况和当地冰冻深度，防止管道被压坏或冻坏。
在输水管选线与布置时，有时上述要求难以同时满足，此时应进行技术经济比较，以确定最佳的输水管线和布置方案。
3.2配水管网设计
配水管网是将输水管线送来的水，配给城市用户的管道系统。在配水管网中，由于各管线所起的作用各不相同，因而其管径也各不相同，因此可将管线分为干管、分配管（或称配水管）、接户管（或称进户管）三类。干管的主要作用是输水至城市各用水地区，同时也为沿线用户供水，其管径均在lOOmm以上。大城市中，则在200mm以上。为简化起见，配水管网的布置和计算，通常只限于干管。分配管的主要作用是把干管输送来的水，配给接户管和消火栓。此类管线均敷设在每一条街道或工厂车间的前后道路下面，其管径均由消防流量来确定，一般不予计算。为了满足安装消防栓所需要的管径，以免在消防时管线水压下降过多，通常规定分配管的最小管径：中小城市采用100～150mm大城市采用150～200mm。接户管就是从分配管接到用户去的管线，其管径视用户用水的多少而定。
结语
城市的市政供水管网的布置与设计的优化是一项复杂的、较为系统的长期建设工程。我国当前的城市供水管网存在一定的缺陷，需要城市管理者实事求是进行完善。在市政供水管网的建设中，要注重以人为本，在建设稳定供水系统的前提下，节约建设成本，注重环境保护，从而使城市的市政供水管网的布置与设计得到实质性的优化，促进城市的可持续发展。
参考文献：
[1]李文杰.城市市政供水管网的优化配置与管理综述[J].低碳世界，2014，19：111-112.