王荣晓

摘 要：城市地下给水管网作为重要的市政基础设施，和城市的发展、生产、人们的生活密切相关，同时也是关系城市供水系统效益的关键一环。本文将分别从改造城市地下给水管网必须坚持的原则、城市地下给水管网存在的问题以及改善城市地下给水管网优化设计的对策三个方面展开较为详尽的阐述。

关键词：城市；给水管网；改造原则；存在问题；优化设计

中图分类号：TU998 文献标识码：A

一、改造城市地下给水管网必须坚持的原则

1 坚持“一切从实际出发”的原则。城市地下给水管网的改造是一件涉及众多因素的复杂项目，如果工作人员不切实际的盲目设计、改造，必然给所在城市给水管网的正常运行带来阻碍。所以，改造城市地下给水管网首先要坚持的就是“一切从实际出发”的原则，在规划设计和目标设定环节，工作人员一定要有全面、充分的调查、研究，切记盲目行事。在具体的项目改造工作中，要综合考虑城市供水系统的实际需要、施工条件和财政实力等因素，对其最好有一个全面的分析和评估，在这些工作的基础之上设置可行性的阶段规划目标。另外，所有的相关工作人员都应该明白城市供水管网改造是城市总体规划蓝图的重要组成部分，在开展具体的供水管网改造工作时一定要与该城市具体建设和改造项目结合，这样可以有效地降低因设计不合理、实用性差必须进行设计变更或者是二次短时间改造发生的可能性。

2 坚持“高供水质量，节约用水”的原则。现在国家一直提倡建设节约型社会，节约型社会建设工作的重要步骤之一就是实现淡水资源的节约，工作人员在进行给水网优化设计工作时一定要坚持“高供水质量，节约用水”的原则。详细做法为在管网改造的帮助下逐步展开供水管网的优化，与此同时，系统的配水能力要进行充分地、系统性地提高，确保水质的大幅度提高，减少供水过程中的水量损失，降低管网事故发生的可能性，确保整个城市的供水安全。在日常工作中，要重视加强宣传引导力度，培养全民养成节约用水的习惯。

3 坚持“全面改进，重点改造”的原则。城市地下给水管网的改造是建立在不会对供水系统的正常运行带来影响的基础之上的，在系统实际优化设计和改造环节要以城市供水管网实际情况为基本依据，同时还要考虑城市人民的实际需求和系统所在城区未来的发展规划，如果我们能够将这些因素考虑全面再做出统筹安排，那么城市供水管网改造工作的全局性、战略性和统一性都能得到确保。

除此之外，管网改造的层次性也是我们必须关注的重点问题之一，在对整个城市地下给水管网统筹设计的基础之上，将供水漏损和供水安全影响较大的管网以及在可持续改造中位置重要的主干管作为改造的重点，并对这些项目进行优先施工，将“全面改进，重点改造”的原则坚持到底。

二、城市地下给水管网存在的问题

1 供水效益和安全性处于较低水平。城市给水管网系统的实质是一座城市的反应器，本身具有复杂性和庞大性的特点。在这个“反应器”中经过处理合格之后的水会流入管网，只是水在被配送的过程中并不是一成不变的，它极可能在这个过程中产生化学反应、物理反应和生物反应，这些反应都会在不同程度上直接影响水质，导致其质量整体下降。同时在水被配送的过程中很有可能遭遇供水压力过高、天气变化、地下管道埋设比较浅等种种问题，两者的结合极大地增加了给水管道经常性发生爆管的可能性。简而言之，水在被配送的过程中一旦遇到水质下降，输水管路安全性降低等安全性问题，社会用水需求便会受到不同程度的影响，并且增加了人们用水的危险性。另外，供水电费是自来水供水成本中比例比较大的一块，通常情况下能够占到整个成本的30%～40%左右。综上所述，我们相关人员必须提高供水的安全性和供水效益。

2 供水管网布局错综复杂，毫无合理性和科学性可言。现在城市发展速度越来越快，人们对水的需求量也在逐步增加，但是我国城市的供水管网在规划控制方面依旧保持之前落后的控制措施，根本没有看到需求较之前有了什么样的变化，有些供水管网布局单位虽然看到了人们需求的变化，但是在及时应对方面还是没有多大的改变，导致城市供水管网规划控制较为落后。所有的工作人员都明白城市地下给水管网的设计布局是城市建设的重要组成部分，尤其是现在，各地的城市规模都在按照各自的速度逐步扩大，经济中心、文化中心也在原来的基础上有一定的调整，甚至一些原本欠发达的区域都被划进商业街的建设范围，这些区域对生活用水的质量、数量和要求都有所提升，但是我们的供水管网设计却因缺乏长远性，最终导致给水管网处于超负荷工作的状态。

3 老化供水管普遍存在，漏耗现象时常发生。长期处于运行状态是城市供水管网最显著的特点，尤其是在老城区管网老化现象非常明显。这一方面是因为老城区的一些管网铺设的时间比较长，管材的质量没有现在的管材质量好有重大关系，另一方面还是由于管网长期超负荷的工作量引起的，并且结合管材年久失修等问题，最终造成城市供水管道爆管现象时常发生，同时还伴随着明漏、暗漏，消耗量大等问题。据有关统计资料显示，大多数城市自来水因供水管问题引起的漏损率通常在10%～30%，现在漏损率的平均水平已经高达24%，这个数字和欧洲发达国家的漏损率相比较，已经超过7%，并且现在城市管网超负荷送水的状态大有存在，能耗和漏耗数量都有不同程度的增加。有关部门数据表明，现在我国每年因给水管网漏损和爆管造成的经济损失费已经高达5亿元人民币。

三、對城市地下给水管网设计优化的相关策略

1 对城市地下给水管网设计模型进行优化。水管网系统种类较多，具体能够分为压力流给水管网、重力流给水管网、枝状给水管网、环状给水管网以及单水源给水管网、多水源给水管网。前两者是按照水源是否需要加压来划分的，枝状和环状给水管网主要是按照管网的形式划分的，而以水源个数为具体分类标准的是单水源给水管网、多水源给水管网。以环形给水管网的优化设计为例，对其优化最先采用的是线性规划模型，具体是以目标函数对其流量完成预分配，接着在计算目标函数的基础之上，对流量分配进行反复地调整，最终达到较为理想的工作效率。这样的模型对于我们突破树状给水管网到环状给水管网是最有效的，但是这种模型也有自身的缺陷，不能很好地解决环状网自身非线性的缺陷。随着相关研究人员对环状网研究的逐步深入，通过泵站送水的方式成功地弥补了环状网非线性的弊端，但是这样做的“短板”在建造费用和运行费用的增加，并且这两项费用并不包含除管网静态费用和泵站动态费用的其他费用，并且还有其非常复杂的约束集合条件的限制，又在一定程度上增加了非线性规划的求解难度。现在越来越多的学者都开始借助简化模型或者是限定某些约束条件，达到利用非线性规划方式解决实际问题的目的。

2 对城市地下给水管网设计内容进行优化。就目前城市总体规划的发展现状而言，城市给水系统规划是城市总体规划的重要组成部分。尤其是现在，随着城市给水系统性能的逐步完善和自身规模的增大，其已经成为供给城市生产和生活用水的重要工程设施。该系统通常包括水泵站、水处理厂、供水管网、水塔以及蓄水池等设施，其最基本也是最明显的功能就是将经过处理厂处理过的达到国家卫生标准要求的水通过水泵站再经给水管网送到千家万户。在对城市地下给水管网设计进行优化时，必须注重对水源、供水系统、排水系统设计的综合优化，同时要把握好管线布置优化方案和管线布置既定条件下管道系统的优化设计两个关键点。在对城市地下给水管网设计优化的过程中，给水管网规划和定线是管网设计的初始阶段，必须在管网规划和设计阶段进行合理的规划和优化设计，同时为了确保供水的安全性和可靠性，要注意将管网布置在整个供水区域中，力求以最短距离敷设管线。在管线布置既定条件下管道系统的优化设计环节，一定要注意对新建的给水管网进行恰当地简化，尽全力去掉对管网水力计算构不成影响的管线或者是支管。

结语

伴随着我国经济的全面发展和城市规模的不断扩大，每年需要更改、扩建的城市给水系统都有所增加，而且大城市的新建开发区和最近一段时间内发展起来的城镇对给水管网的需求量非常大。所以，城市给水系统改造以及给水管道的优化整合是非常符合我国城市现状的发展措施。在设计模型不断被优化的基础上，给水管网无论是在科学性上还是在效率上都有了不同程度的改善和进步，城市人民用水的安全性和保障性也能得到一定程度的提升。

参考文献

[1]潘学民.城市地下给水管道工程重点环节质量控制[J].城市建筑，2014（17）.

[2]蒋承杰.楼华锋市政给水管网周围土体流失机理的研究[J].才智，2013（25）.