管网设计要求

为了保证供水管网的正常运行、消防需求和维护管理工作，管网上必须装设各种必要的附件，例如在适当的位置安装阀门、消火栓，在管道高处装设排气阀，在管道低处设置排水阀等。管网上还有各种附属构筑物，如管道的基础、支墩、阀门井、倒虹吸管、管桥等。为调节供水管网内的流量，降低管网的造价和运行费用，常设置清水池、加压泵站、水塔、高地水池等调节构筑物。

供水工程总投资中，供水管网所占费用约占70%以上，因此必须进行多种方案的计算比较，以达到降低投资、节约能源和保证安全供水的目的。

各管段的管径由流量及流速两者决定。在流量一定时，如选用的流速大，则管径小，管路造价低。但流速大会导致水头损失大，又会增加水塔高度及水泵运行的经常费用;反之，如果选用的流速小，则管径大，虽然可以减小水头损失和经常运营费用，但增加了管路造价。所以在确定管径时应作经济比较使供水总成本最低。传统方法是应用经济流速，现代方法是用优化设计方法。

供水管网的布置有枝状和环状两种基本形式。前者干管和支管分明，形成树枝状;后者管道纵横相互接通形成环状。供水管网由众多水管连接而成，水管材料可分非金属管(钢筋混凝土管、塑料管、加强玻璃纤维管、钢塑复合管、钢套筒预应力钢筋混凝土管等)和金属管(铸铁管、球墨铸铁管、钢管等)。

给水管网的干管呈枝状或环状布置(见图)。如果把枝状管网的末端用水管接通，就转变为环状管网。环状管网的供水条件好，但造价较高。小城镇和小型工业企业一般采用枝状管网。大中型城市、大工业区和供水要求高的工业企业内部，多采用环状管网布置。设计时必须进行技术和经济评价，得出最合理的方案。

近代大型给水系统常有多个水源，有利于保证水量、水压，并且供水既经济又可靠。随着社会的发展，用水量在不断增加，而优质水源却由于污染而减少，于是出现了分质供水的管网，即用不同的管网供应不同水质的水。

管网布置实质上是整个给水系统规划的一部分，合理与否涉及整个工程的效益。给水管网可以建立数学模型，充分运用数学分析方法和计算机技术来求得最优方案。

在管网的线路布置完成后，要求通过计算确定各管段的管径、泵站扬程和扬水量以及水塔或水池的高程和容量等。管网计算中首先是用水量的分析和管道流量的分配，然后是管径的确定和水压的计算。计算不仅是一个水力学问题(见水流阻力和水头损失)，而且是一个经济问题。管径小些，造价低了，但水头损失大了，要求的水压高了，泵站的电耗和运行费用也就高了。这里就有一个最优方案问题。

环状管网的水压计算比枝状管网复杂，需要采用平差方法。按照水力学原理，每个管环的水头损失代数和应等于零;如果不等于零,要调正分配给管段的水量,一再复算，直至符合要求。因不准管环水头损失的代数和出现差额，故称管网平差。

在运用电子计算机和数学模型之后，管网计算已经推进到以前难于问津的优化设计。