城镇给排水技术：给水管网的分类和组成

2.1.1.1 城镇给水管网的分类

给水系统是保证城市、工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网的组成系统。根据系统的性质，可分类如下。

1.按水源种类

分为地表水（江河、湖泊、蓄水库、海洋等）和地下水给水系统（浅层地下水、深层地下水、泉水等）。

2.按供水方式

分为自流供水系统（重力供水）、水泵供水系统（压力供水）和混合供水系统。

3.按使用目的

分为生活给水系统、生产给水系统、消防给水系统和其他用水。

4.按综合条件

根据区域、地形条件、水质、水压要求及系统归属的不同，给水系统可分为统一给水管网系统、分系统给水管网系统（分质给水系统、分压给水系统）、区域给水管网系统。

（1）统一给水管网系统。根据向管网供水的水源数目，统一给水管网系统可分为单水源给水管网系统和多水源给水管网系统两种型式。

1）单水源给水管网系统。即只有一个水源地，处理过的清水经过泵站加压后进入输水管和管网，所有用户的用水来源于一个水厂清水池（清水库），较小的给水管网系统，如企事业单位或小城镇给水管网系统，多为单水源给水管网系统，系统简单，管理方便。如图2.1（a）所示。

2）多水源给水管网系统。有多个水厂的清水池（清水库）作为水源的给水管网系统，清水从不同的地点经输水管进入管网，用户的用水可以来源于不同的水厂。较大的给水管网系统，如中大城市甚至跨城镇的给水管网系统，一般是多水源给水管网系统，如图2.1（b）所示。多水源给水管网系统的特点是，调度灵活、供水安全可靠（水源之间可以互补），就近给水，动力消耗较小；管网内水压较均匀，便于分期发展，但随着水源的增多，管理的复杂程度也相应提高。

图2.1　给水管网系统示意图

1—取水设施；2—给水处理厂；3—加压泵站；4—给水管网；5—地表水水源；6—地下水水源；7—水塔

图2.2　分区给水管网系统图

（2）分系统给水管网系统。分系统给水管网系统和统一给水管网系统一样，也可采用单水源或多水源供水。根据具体情况，分系统给水管网系统又可分为分区给水管网系统、分压给水管网系统和分质给水管网系统。

1）分区给水管网系统。管网分区的方法有两种：一种是城镇地形较平坦，功能分区较明显或自然分隔而分区，如图2.2所示，城镇被河流分隔，两岸工业和居民用水分别供给，自成给水系统，随着城镇发展，再考虑将管网相互沟通，成为多水源给水系统。另一种是因地形高差较大或输水距离较长而分区，又有串联分区和并联分区两类：采用串联分区，设泵站加压（或减压措施）从某一区取水，向另一区供水，如图2.3（a）所示；采用并联分区，不同压力要求的区域有不同泵站（或泵站中不同水泵）供水，如图2.3（b）所示。大型管网系统可能既有串联分区又有并联分区，以便更加节约能量。

图2.3　分区给水管网系统图

a—高区；b—低区；1—净水厂；2—水塔；3—加压泵站

2）分压给水管网系统。由于用户对水压的要求不同而分成两个或两个以上的系统给水，如图2.4所示。符合用户水质要求的水，由同一泵站内的不同扬程的水泵分别通过高压、低压输水管网送往不同用户。

3）分质给水管网系统。因用户对水质的要求不同而分成两个或两个以上系统，分别供给各类用户，称为分质给水管网系统，如图2.5所示。(www.xing528.com)

图2.4　分压给水管网系统图

1—净水厂；2—二级泵站；3—低压输水管；4—高压输水管；5—低压管网；6—高压管网；7—水塔

图2.5　分质给水管网系统图

1—分质净水厂；2—二级泵站；3—输水管；4—居住区；5—工厂区

（3）区域给水管网系统。由于水源等因素，需同时考虑向几个城镇或工业区供水的大范围的给水系统，称为区域给水系统。对于水源缺乏地区，尤其是城市化密集地区较为适用，可以发挥系统规模效应，降低供水成本。

2.1.1.2 城镇给水管网系统的组成

给水系统通常由水源、取水构筑物、水处理构筑物、泵站、输水管渠和管网、调节构筑物等组成，如图2.6所示。

图2.6　给水管道系统示意图

（1）水源。水源的选用应通过技术经济比较后综合考虑确定，并应具有水量充沛可靠；原水水质符合要求；取水、输水、净化设施安全经济和维护方便等特点。

1）地面水，如江、河、湖、泊、水库及海洋等。特点：易受污染，水量较大；但一般水质较差，不能直接使用，必须进行适当净化来改善水质。

2）地下水，如井、泉等。特点：地下水埋藏于地下，流动于地层之中，水质较地面水为佳，有时不经净化或经简单净化即可供使用，因此具有经济安全的特点；但一般水量较小。

（2）取水构筑物。用以从选定的水源（包括地下水源和地表水源）取水，取水构筑物是给水工程的起端，它关系到整个给水工程的成败，必须安全可靠、经济合理。

1）地下水取水构筑物，如管井、大口井、渗渠、辐射井、复合井等。

2）地面水的取水构筑物。

a.固定式取水构筑物：岸边式取水构筑物、河床式取水构筑物、斗槽式取水构筑物。

b.移动式取水构筑物：浮船式取水构筑物、缆车式取水构筑物。

（3）水处理构筑物。是将取来的原水进行处理，使其符合用户对水质的要求。最常用的是混凝-沉淀-过滤-消毒工艺。

（4）泵站。用以将所需水量提升到要求的高度，可分为抽取原水的一级泵站、输送清水的二级泵站和设于管网中的加压泵站。

（5）输水管渠和管网。输水管是将原水输送到水厂的管渠，当输水距离10km以上时为长距离输送管道；配水管网则是将处理后的水配送到各个给水区的用户。

（6）调节构筑物。它包括高地水池、水塔、清水池等。用以储存和调节水量。

建于高地的水池其作用和水塔相同，既能调节流量，又可保证管网所需的水压。当城市或工业区靠山或有高地时，可根据地形建造高地水池。如城市附近缺乏高地，或因高地离给水区太远，以致建造高地水池不经济时，可建造水塔。中小城镇和工矿企业等常用建造水塔以保证水压。

清水池，为储存水厂中净化后的清水，以调节水厂制水量与供水量之间产差额，并为满足加氯接触时间而设置的水池。为了使清水池内空气流通，保证水质新鲜，在清水池顶部设通气孔。