摘要：管網優化技術在工程實踐中運用不僅能節省大量的資金，而且還能改善整個管網的水力條件，將產生巨大的經濟效益和社會效益。本文以某城市給水系統作為工程實例，對該市的管網在新建或改擴建時進行了優化布置并對其合理簡化，經水力計算得出了令人滿意的效果。
　　關鍵詞：給水管網，設計
　　城市給水系統由取水、凈水和輸配水三個子系統組成，輸配水管網是城市供水系統的重要組成部分，它擔負著把水安全可靠地輸配到用戶，并滿足用戶對水量、水壓和水質的要求。給水工程建設中，輸配水管網的投資占整個給水工程投資的60%、80%，而且還涉及每年龐大的能量消耗，同時管網的運行狀態還影響著供水水質。因此，對給水管網技術經濟合理性進行研究，探討如何對管網進行統一規劃、合理布局、合理選擇管徑、布置泵站，以期達到降低投資，節約能量和保證安全供水的目的，對提高供水系統的經濟效益和社會效益有著重要的意義。
　　一、城市給水管網布置原則
　　做好管線布置的方案比較是進行新建、改擴建管網優化設計的關鍵。對改擴建管網的布置應盡量利用原有管道，增設新管道，以管網改造為主。抓住管網改造的時機，有步驟地對低壓缺水區進行改擴建，增設新管道或增大原有管道的管徑，更換年久失修或過水斷面明顯縮小的管段，達到提高供水效率的目的，增強管網運行的安全可靠性。根據規劃，結合原管網道路下埋有多種管線的實際情況，對管網進行改擴建時的管線布置應按以下原則進行：一是摒棄原有的嚴重老化、漏損的管道，采用新管代替；二是管網改造盡可能采用耐壓性較好、抗腐蝕性較強的管道，以減少管道事故；三是管網改造應有利于降低運行成本，避免對水質造成二次污染；四是新管敷設盡量和原管道走向一致，以減少勘察和施工費用，同時便于和已建管段銜接；五是新管敷設應和改造的街道走向一致；六是考慮遠、近期管網的有機結合。
　　二、給水管網的優化布置
　　2.1管網布置
　　給水管網規劃、定線是管網設計的初始階段，其布置的合理與否直接關系到供水運行的合理與否及水泵揚程的設置，對工程投資和管理維護也有很大影響；管網規劃與布置是管道系統規劃中的關鍵部分，管網工程投資巨大，一般占管道系統總投資的60%~80%，管線埋藏于地下，從而使資金浪費、供水不合理等問題不易曝露，存在的隱患較多。因此，為了徹底消除這些不合理因素，必須在管網規劃和設計階段，進行合理的規劃和優化設計，并進行系統的現狀、近期和遠期的水力模擬校核，以期能達到設計最優化的目的。
　　隨著城市的發展，作為城市基礎設施的供水事業的發展將日益顯現其重要的作用。而在供水發展規劃中管網規劃的科學性日益重要，需要在規劃的制定過程中不斷探索，使管網布局更合理。所以，在進行城市管網布置時，除滿足基本要求之外，還應充分考慮地形及地質情況采用統一供水或采用分區分壓供水，在管網中可設置加壓泵站及高地水池，優選重力流輸配水以節能。
　　2.2管網定線
　　管網定線取決于城市平面布置，供水區的地形，水源和調節水池位置，街區和用戶特別是大用戶的分布以及河流、鐵路、橋梁等的位置等。所以，管網定線時需要考慮輸水管定線與干管定線的設計。
　　2.3改擴趁管網的現狀分析
　　隨著我國給水事業的迅速發展，各地城市給水管網均具規模，城市給水管網在其新建成的一定時期內，其供水能力是可以滿足用戶用水要求的。但隨著人口增長和生活水平的提高，城市用水量急劇增長，給水管網供水能力逐漸不能適應用水量增長的需要。
　　2.4改擴建管網的管線布置
　　做好管線布置的方案比較是進行改擴建管網優化設計的關鍵。對改擴建管網的布置應盡量利用原有管道，增設新管道，以管網改造為主。
　　抓住對管網改擴建的時機，有步驟地對低壓缺水區進行改擴建，增設新管道或增大原有管道的管徑，更換年久失修或過水斷面明顯縮小的管段，達到提高供水效率的目的，以及增強管網運行的安全可靠性。
　　三、某城市管網優化設計
　　3.1供水現狀
　　根據該市供水管理部門提供的有關資料，城區現有兩個水廠，總供水能力為1.6萬m3/d。城區配水管網呈環枝結合形式，以枝狀管居多。管徑最大為DN300，DN100的管道占管網總長度的80%以上。舊城區的供水管網在多敷設于50年代和70年代。管材多為灰鐵管。隨著城市經濟發展和人口不斷增加，近年來該市供水的供求矛盾將日益突出，加之該城區的某些局部地區或舊城區，仍然存在著一些主要問題，迫切需要對供水管網進行改造。
　　這些問題主要表現在：①現有水廠供水能力嚴重不足；②城區工業用水量不斷增大；③城市人口增長使需水量不斷增加；④舊城區供水管網不能滿足用戶對水量和水質的要求：a.管網布置不合理，管徑偏小；b.舊城區內管網老化及管段結垢現象嚴重，且管道腐蝕相當嚴重，管網的暗漏現象普遍存在。
　　現狀管網簡化后，有58條管段，管段中，DN400的管段有2條；DN300的管段有6條；DN250的管段有4條；DN200的管段有6條；DN150的管段有21條；DN100的管段有19條。節點數為44個，其中有2個水源點。
　　由于管網不配套等原因，沒能充分發揮其作用，不能滿足城市未來的需水量。另外，供水主干管管徑偏小，水頭損失大，加壓泵的動力消耗增大。因此，經過有關部門規劃，并根據用戶對供水能力的要求，必須對現有配水管網進行改造和新設，使得全管網供水均勻。
　　3.2優化管網
　　充分利用了水源地與城區地形高差的特點，新建三水廠，形成重力輸水系統，2.5萬m3/d水量無需二次加壓，節約了動力費用。輸水管采用PE100塑料管，管長3600m，公稱外徑630mm(0.6MPa)，供水安全性好。將55~41引節點間的枝狀管網由一水廠泵房單獨設加壓站供水，形成局部高壓供水區。若不設加壓泵站，為滿足局部高壓地區的水壓要求，造成一、二水廠的出水點的水壓很高，即要求水泵的揚程很高:三水廠與配水管網的地形高差本來就大，還需要抬高20m左右;管網壓力分布不均，地形低處的壓力過高，造成能量浪費:這樣是很不經濟的。而采用優化管網，充分利用地形高差，不僅管網壓力分布均勻，降低送水泵站出廠壓力，水量也能滿足規劃要求，管網的可靠性較高，能夠滿足消防時、事故時的用水量和水壓要求，而且減少了管網的運行費用，故能產生較大的經濟效益和社會效益。
　　四、結束語
　　管網優化設計是一個復雜的優化問題。本論文針對優化設計涉及到的各個方面進行了論述，并對一些具體內容進行了深入的研究，對某市給水系統進行合理的規劃和優化設計，以期能達到設計最優化的目的。
　　
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