根據以上管網布置的原則，并結合該集鎮的實際情況，對集鎮管網進行近期設計和遠期規劃設計。
該鎮區地形較平坦，標高在1480～1520m之間。本設計考慮集鎮區由500m³高位水池統一供水，水池設置于集鎮西北面高程1545m處。
從該集鎮規劃建設發展方向和新建水廠的位置關系確定，水廠至集鎮區各用水點實現全重力供水；近期集鎮中心區采用環狀管網布置，局部采用枝狀管網延伸，遠期供水管網覆蓋中心區以外的集鎮規劃區范圍，逐步連成環網，管網布置如圖2所示。
 
圖2 集鎮區管網平面布置圖
Fig 2 Towns area network layout
 
2 管材選用
（1）管材性能可靠，抗震、防爆裂性能好，能承受要求的內壓和外壓；
（2）輸水能力好，內壁光滑、不結垢，在相同條件下，輸水能力長期保持不變；
（3）強度高、密封性好，給水管是承壓管，密封性差的管道會經常漏水，增加了管理和運行費用；
（4）使用年限長，壽命≥50年，維修工作量小；
（5）來源可靠，管配件齊全，貨源有保障，運輸條件好；
（6）工程造價低，技術經濟指標合理。
室外給水管道常用管材有：鋼筋混凝土（PRC）管、鑄鐵管、玻璃鋼（PMP）管、衛生級聚氯乙烯（UPVC）管、聚乙烯（PE）管等^[2]。
在供水管網管材選擇中，要綜合管材的物理機械性能、耐蝕性、液體輸送能力、生物毒性等技術因素，同時還要根據工程的具體情況，對技術、經濟、安全、工期等方面分析比選，綜合平衡后確定。
PE管及球墨鑄鐵管具有良好的物理機械性能，水力條件優越，能夠保證重量輕，方便運輸，不需要采取防腐措施，安裝費用低，使用壽命長，運行維護方便，長期投資條件優越等優點，比較適合大部分地區的埋設條件和施工條件。
因此，本供水工程管網管材推薦選用聚乙烯（PE）管，管道壓力等級選用0.6MPa等級。原水輸水管及清水輸水管管材推薦選用球墨鑄鐵管。局部地形復雜，穿越障礙物及河流地段推薦采用無縫鋼管。
3 管網附屬設施
（1）閥門的設置：供水主管每隔500m~1000m應設置一個檢修閥門；干管上的閥門在2~3支管后加設一個；支管上的閥門設置不隔斷5個以上消火栓^[3]。閥門設于支管上，以便關閉閥門時盡可能減小供水影響。直徑較小，位于人行道上或簡易路面以下的閥門，可采用閥門套筒，寒冷地區不宜采用。安裝在道路下的大閥門，可采用閥門井。為減少管道埋深和減小閥門井直徑，并考慮到閥門的拆裝檢修及更換方便，本設計管徑均小于DN400的管道，因此選用伸縮閘閥。
（2）消火栓的設置：消火栓設于使用方便、易于尋找處，如街口、街沿石等位置。距道路街沿石不大于2米，距建筑物外墻不小于5米。地上式消火栓如距房屋外墻5米有困難時，可減少至1.5米。冰凍深度≤400mm的地區宜設置地下式消火栓，冰凍深度≤200mm的地區宜設置地上式消火栓。消火栓服務半徑不超過120米，設置消火栓的管道直徑不小于100毫米。本設計選用SS100-1.0地上式消火栓，根據規范，設置間距不大于120m。
（3）排氣閥的設置：在給水管網的最高點或隆起點設置排氣閥；長距離管道每隔500m~1000m設置一個排氣閥。排氣閥的口徑與管道直徑之比為1:8~1:12。以保證管網輸水暢通和在管網放空時引入空氣，避免形成負壓。排氣閥安裝在排氣閥井內。
（4）排泥閥的設置：在供水管網各片區的最低點或低洼地設置排泥閥，以定期排除管網中的沉淀物，提高供水質量；并在出現供水事故時，排空管道便于搶修。排泥閥的口徑與管道直徑之比為1:3~1:4。排泥閥安裝于排泥閥井內。
4 確定管徑
確定管網中每一管段的直徑是輸水和配水系統設計中計算的主要課題之一。管段的直徑應按分配后的流量確定。計算公式如下：
    
式中：D―管段直徑，m；
      q―管段流量，m³/s；
      ν―流速，m/s。
從上式可知，管徑根據管段流量和流速來確定。一定年限（稱為投資償還期）內管網造價和管理費用（主要是電費）之和為最小的流速，稱為經濟流速，以此來確定管徑^[4]。設計中采用平均經濟流速（表3）來確定管徑。

管徑（mm）      平均經濟流速（m/s）

D=100~400            0.6~0.9 D≥400               0.9~1.4

注意：大管徑取較大值，小管徑取較小值。
表3 平均經濟流速
Fig 3 Average economic velocity
定額預測法一般是按照該集鎮用水量的組成（綜合生活用水、工業企業用水、澆灑道路和綠地用水、管網漏失水量及未預見水量）來預測設計用水量^[5]。用水量標準的取值主要依據《室外給水設計規范》的規定以及地區總體規劃確定指標，結合當地氣候、城市性質、工副業發展趨勢、人口組成、建筑物特點等實際情況確定。
市政給水管道管徑選擇一般根據設計用水量和經濟流速，通過鴻業市政管線軟件平差計算來確定最適管徑。鴻業市政管線軟件主要針對環狀管網的平差計算來確定管徑，對于輸水管道和枝狀管網，應依據設計流量、經濟流速按《給水排水設計手冊》第一冊中的水力計算表及地方經驗來確定流量和流速，進而確定管徑。 
5 管網平差計算
該集鎮供水工程設計供水范圍為集鎮鎮區。在選取水源，從水源取水，通過原水輸水管將原水輸送到水廠，經處理后的水通過清水輸水管送至500m³高位水池統一供水至配水管網。以下介紹該集鎮區配水管網的平差計算。圖3為鴻業市政管線軟件的工作界面。
 
圖4 鴻業市政管線軟件工作界面
     Fig 4 Hongye municipal pipelines work of software interface
在計算該集鎮設計用水量之后，按照鴻業軟件平差下拉菜單中的項，做好管網定線、管材選擇、定節點地面標高、定節點流量、預賦管徑之后，從圖面提取管道信息軟件自動進行管網平差計算，根據計算結果調節預賦的各管段的管徑，使各個管段的流速盡量在經濟流速范圍內的管徑，即為最適管徑，平差結束。本工程給水管網平差結果及供水管網平差圖（圖4）如下。
給水管網平差結果
一、平差基本數據
1、平差類型：最不利點校核。
2、計算公式：海曾威廉公式
V=0.44*C*(Re/C)^0.075*(g*D*I)^0.5
Re=V*D/ν
計算溫度：13，ν=0.000001
3、局部損失系數：1.10
二、節點參數

節點編號	流量(L/s)	地面標高(m)	節點水壓(m)	自由水頭(m)
1	-15.200	1545.000	1548.000	3.000
2	1.222	1520.500	1546.778	26.278
3	1.450	1515.680	1544.355	28.675
4	1.752	1495.200	1542.412	47.212
5	1.329	1496.980	1541.474	44.494
6	1.555	1498.000	1540.399	42.399
7	1.588	1483.260	1540.147	56.887
8	1.188	1480.300	1540.107	59.807
9	1.368	1489.290	1540.147	50.857
10	1.049	1494.090	1540.381	46.291
11	0.982	1485.340	1540.905	55.565
12	1.037	1505.110	1541.956	36.846
13	0.674	1517.120	1543.963	26.843

三、管道參數

管道編號	管徑(mm)	管長(m)	流量(L/s)	流速(m/s)	千米損失(m)	管道損失(m)
1-2	150	176.0	15.194	0.795	6.945	1.222
2-13	100	200.3	7.683	0.904	14.055	2.815
3-2	100	249.7	6.289	0.740	9.704	2.423
4-3	100	325.1	4.839	0.570	5.976	1.943
5-12	100	331.8	2.253	0.265	1.453	0.482
5-4	100	360.5	3.087	0.363	2.602	0.938
6-5	100	254.5	4.011	0.472	4.222	1.075
7-9	100	288.0	0.011	0.001	0.000	0.000
7-6	100	196.2	2.112	0.249	1.289	0.253
8-7	100	385.3	0.534	0.063	0.101	0.039
9-8	100	265.6	0.654	0.077	0.147	0.039
10-9	100	195.6	2.032	0.239	1.200	0.235
10-6	100	401.1	0.344	0.041	0.045	0.018
11-10	100	251.6	2.737	0.322	2.083	0.524
12-11	100	286.1	3.719	0.438	3.672	1.051
13-12	100	169.2	7.009	0.825	11.859	2.007

四、管網平差結果特征參數
水源點1:節點流量(L/s):-15.200
節點壓力(m):1548.00                  
最大管徑(mm):150.00最小管徑(mm):100.00                  
最大流速(m/s):0.904  最小流速(m/s):0.001                  
水壓最低點8,壓力(m):1540.11
自由水頭最低1,自由水頭(m):3.00
從水力計算結果來看：①在管網水力計算中，對供水管道作了主次干管之分，主干管主要負責轉輸近、遠期等工況下水量，次管道主要保證供水到用戶。②管徑的確定上，主干管一般不小于DN100，以保證消防用水及留有一定的余地。③計算得出，管網中最大自由水頭不超過60m，管道自由水壓均大于10m，滿足設計供水水壓要求。
 
圖5 供水管網平差圖
     Fig 5 Water supply network of adjustment figure
管網建設后，在集鎮主要街區及路口布置消火栓，保證集鎮發生火災時管網能有足夠的水量及水壓，保障集鎮消防安全。為滿足消火栓的設置，干管最小選用DN100的管徑，可能導致局部流速偏低，不在經濟流速范圍以內。
 
6 結語
 
室外給水管道工程設計看似簡單，但卻與人們的生活密切相關，關系到人民的身心健康。從確保室外給水管網的安全、環保、可持續性角度出發，充足計算設計給水量，合理選用給水管道材料，綜合好城市地下管線，都應引起設計人員的高度重視。總的來說，室外給水管道工程設計是一個實踐經驗與能動性相結合的過程。在滿足規范要求的前提下，要結合區域的實際情況，因地制宜，盡量做到經濟合理，造福人民。