节能给排水技术在市政公用工程施工中的应用

引言

市政给排水工程包括给水系统与排水系统两个部分，给水系统可以给居民、企事业单位提供安全饮用水，保障水质安全；而排水系统主要负责收集与处理城市污水资源，可有效缓解城市内涝，保护生态环境。在可持续发展的战略背景下，为节约利用水资源，做好市政给排水优化设计，设计人员必须紧跟时代发展步伐，充分践行节水节能技术标准，高效利用水资源，确保给排水工程始终稳定运行。

1 市政给排水设计中节能环保措施应用的意义

市政给排水设计中节能环保措施应用具有重要意义，主要因为在当前背景下，国家大力推动绿色、低碳、可持续发展，将节能环保措施应用于市政给排水设计中是积极响应国家政策的表现，能够实现城市建设的绿色发展，且节能环保措施的应用，还能利用节水器具、优化水泵运行等降低给排水系统的能耗，减少能源浪费，符合节能减排的社会需求。同时节能环保措施的应用可减少水资源的浪费，提高水资源的利用效率，符合当前水资源短缺的社会现状。另外，节能环保措施的运用，可通过合理利用雨水资源、优化管道设计等提高给排水系统的安全性，保证城市水务管理工作的正常开展，提高城市的绿色形象、环保意识，以及城市的整体形象和竞争力。

2 市政给排水设计中节水节能技术标准的应用

2.1 分区供水

一些城市现场地形地貌较为复杂，具备典型山地城市特征，各处城区地面存在明显高差。在传统集中供水模式下，供水区域内形成高区、低区，低区管网长时间保持高压状态，不但会增加送水泵站能耗，还可能出现管道炸裂、渗漏、附属配件损坏等故障问题，从而产生额外的供水成本和维修成本。对此，需要把分区供水作为市政公用工程给水管网的节能改造重点。收集整理工程地质资料，围绕当地地形特点，把给水管网拆解形成诸多子系统，单个子系统作为相对独立的供水分区，各处供水分区内布置独立管道及配套加压设备，经过连通管道连接相邻供水分区，分区边界安装流量计与阀门。在分区供水改造期间，重点掌握选择分区方式、低压改善、能量分析、水锤预防四方面的应用要点。第一，选择分区方式。主流分区供水方式包括大高差并联分区、大高差串联分析、长距离串联分区以及长距离并联分区，根据工程情况进行选择。一般情况下，大高差并联 / 串联分区方式多用于山地城市给水管网，长距离串联 / 并联分区方式多用于大型城市给水管网。第二，低压改善。为确保低压分区改造后不会发生局部低压和增压效果不显著情况，始终保持均衡压力状态，搭配采取到直接增压技术。额外在给水管网低压区域内部署水泵与修建水池等构筑物，自水池抽水与加压处理，输送至管网低压处，再将水流循环送回水池内部，以此来调节剩余水量，但会损耗部分管网余压，并面临水池内水质污染的现实难题。第三，能量分析。着手制定多套分区改造方案，各套方案的分区方式、加压泵站数量及位置、分区数量、分区界限有所不同。随后，构建数学分析模型，推演不同改造方案在实施期间的给水管网能耗水平，再从中挑选能量节省效率最高的分区改造方案。第四，水锤预防。水锤是一种管网内部压力交替升降而形成剧烈冲力冲击的现象，在管道长期负压和放空前段水体的情况下，容易出现水锤现象，或是因泵站断电瘫痪而形成停泵水锤，造成严重损失。必须额外采取防治处理措施，部署调压塔、注气微排阀组或是调压池，起到弥补负压水锤、预防水柱分离的作用。

2.2 管网余压利用的设计

市政给水系统的压力通常在0.2 到0.4MPA 左右，科学合理地利用管网余压，可预防资源浪费问题，满足节能环保的要求。因此在市政给水系统设计的过程中，需要重视对管网余压的利用，例如：市政管网压力为 0.3MPA ，民用建筑方面，5 层以下的楼层直接利用市政管网供水，5 层以上的楼层利用其他的方式供水。除了可借助管网余压提升供水效率以外，还能预防能耗浪费的问题。在进行市政给水系统分区设计的过程中，需按照当地区域地形、用水量、管网压力等因素划分供水区域，保证每个区域的供水压力与流量满足要求。采用分区供水方式，结合不同区域的用水需求、管网压力，设计加压供水、二次加压供水等模式，提高供水效率，减少水资源浪费。基于不同区域的用水需求、管网压力设计加压设备，如水泵、增压泵等，提高加压设备的效率，保证供水的稳定性，提升给水的连续性。在分区供水中需科学设计节能型给水配件，以减少能源消耗。设计人员需要尽可能地优化管网布局，减少管道的长度、弯头数量，降低管道阻力损失与能源消耗，有效地解决市政给水系统中存在的压力过高、水资源浪费等问题。合理划分供水区域、采用分区供水方式和节能型给水配件，提高供水的效率、质量，减少能源浪费，预防环境污染。

2.3 智能控制系统的应用

为提高市政给排水系统的运行效率，达到节能降耗的效果，设计人员需要科学应用智能控制系统，综合物联网、云计算等技术自动化调控给排水系统，控制能耗。智能控制系统以实时监控与调整水泵运行状态为核心，通过在线传感器、数据采集装置等全天候监测水泵的流量、压力等参数，并将这些参数实时传递到中心站点，实现智能化调控水泵运行。同时，市政给排水设计中应用智能控制系统，将优化管道流量作为基础优势。在复杂的给排水系统管网结构中，对于时刻变化的水流，设计人员应通过智能控制系统精确采集各项运行参数，快速分配每个节点的流量值，科学调度水资源，避免不均匀流量分配增加能源消耗的问题出现，并结合CJJ92—2016《城镇供水管网漏损控制及评定标准》的要求优化控制流量，提高系统的运行性能。此外，智能控制系统能够在系统长期运行中出现故障时，及时发出警报，实时监测设备运行，提醒工作人员尽快维修，以免系统停止运作。

2.4 加强监管与评估

在推动节能给排水技术的发展过程中，加强监管与评估是保证技术应用效果的重要手段。相关部门应制定严格的监管机制，对节能设备材料的质量进行严格把关，对设备生产过程、材料质量、安装工艺等进行全面监控，确保使用的节能设备材料能达到预期的节能效果，符合国家行业标准要求。在此基础上，定期对节能给排水系统的运行状态、能耗情况、排放指标以及节水效果进行检查评估，可及时发现并解决存在的问题，保证系统的稳定运行和良好的节能效果。评估应重点关注能耗、排放节水效果等关键指标，以期达到预期的节能目标。

结语

综上所述，为充分践行可持续发展理念，在提高市政公共工程项目服务品质的基础上，实现绿色节能目标，相关单位应积极对市政公用工程给排水管网进行节能改造，以改善管网运行工况，减少无意义的电能损耗。灵活应用分区供水、二次加压余压利用、叠压供水、变频调速等多项给排水节能技术，从而节约水资源，实现可持续发展，稳步提高城市建设水平。

参考文献：

[1] 朱神海 . 论节能技术在市政给排水设计工程中的应用研究 [J]. 建材与装饰，2021，17（36）：64-66.

[2] 龙辉，陈小军 . 市政给排水工程设计中节能技术的应用研究 [J]. 低碳世界，2023，13（3）：103-105.

[3] 郜强强，王洪畅，李广福 . 市政给排水工程设计中节能技术的应用研究 [J]. 模型世界，2024（14）：112-114.