给水管网是给水工程中向用户输水和配水的管道系统，由管道、配件和附属设施组成。给水管网的设计与给水管系、附属设备和管网布置、管网计算和调度有关。
1.给水管系
给水管系一般设有输水管、干管、支管、用户支管、闸阀、排气阀和排水阀。
1）输水管：从供水点(水源地或给水处理厂)到管网的管道，一般不直接向用户供水，起输水作用，称输水管。
2）干管：管网中同时起输水和配水作用的管道称干管。
3）支管：从干管分出向用户供水的管道管径为100或150毫米，起配水作用，称支管。
4）用户支管：从干管或支管接通用户的称用户支管，管上常设水表以记录用户用水量。消火栓一般接在支管上。
5）闸阀：给水管网中适当部位设有闸阀。当管段发生故障或检修时，可关闭适当闸阀使它从管网中隔离出来，以缩小停水范围。闸阀应按需要设置，但闸阀愈少，事故或检修时停水地区愈大。
6）排气阀：当管线有起伏，或管道架空过河时，在管道的隆起点需设排气阀，以免水流挟带的气体或检修时留在管道中的气体积聚，影响水流。
7）排水阀：在管道的低凹处常设排水阀，用以放空水管。
2.附属设施
附属设施有调节构筑物（水池、水塔或水柱）和给水泵站等。
小型给水管网或大型给水管网的边缘地区，用水总量虽少，但流量变化较大，设置调节构筑物可降低管网造价和运行费用。
再者，大型管网的水头损失很大，致使管网起端和末端的压力相差悬殊，如在管网中适当地点设置增压泵站，可以减小泵站前管网的压力，降低输水能耗和费用，并改善管网运行条件。
此外，在地面高程相差甚大的丘陵地区或山区，为均衡管网的水压，常按地形高低分区供水。低区管网和高区管网可以串联，在前者末端设置增压泵站以供应后者；也可以并联，同时从供水点向低区和高区管网供水。
3.管网布置
给水管网的干管呈枝状或环状布置。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BIM模型，充分运用BIM分析方法和计算机技术来求得最优方案。
4.管网计算
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。
5.调度
给水管网特别是有调节构筑物和增压泵站的管网或多水源管网，应合理调度以降低运行费用。检漏和维修对降低成本很重要。此外，为了提高供水质量，应定点连续监测管网的水压，以发现低压区，并采取必要的措施。
除了考虑以上因素外，事实上，如今在进行给水管网设计时，很多企业都会借助BIM软件，来分析整个管网建设的经济性。
给水管网分析和设计软件WaterGEMS在管道设计时，具有以下优势：
1.分析管道和阀门临界程度
2.评估消防水耗供应量
3.构建和管理水力模型
4.设计给水管网
5.制定冲洗计划
6.识别管网漏损
7.管理能源
8.确定管道更新优先级
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在实际应用，国内外很多企业，在利用WaterGEMS进行给水管网设计时，都获得良好的经济效益，如巴西国家水务公司：
巴西国家水务公司(Compesa)负责向历史名城奥林达供水，那里的泉源水库和深井受到了干旱的影响。由于给水管网失去了 56% 的供水，该公司需要减少漏失，加大对缺水地区的供水。
Compesa聘请Enorsul Saneamento在总投资1.34亿巴西雷亚尔的项目中对给水系统进行优化，以期减少56%的漏失。
Enorsul利用WaterGEMS对系统进行建模，以确定各个解决方案及其优先级，在43个计量分区(MCZ)中进行实施。水力建模将研究周期从18个月缩短到 10 个月，使得改进工作比预期启动得更早。总计1.3亿巴西雷亚尔的投入预计将在6年半内收到回报，并在两年内取消水配额供给。
又譬如菲力宾的马尼拉水务公司：
菲律宾由于位于环太平洋火山地带，频繁发生地震、火山喷发和台风，造成重大损失。Manila Water Company, Inc.（马尼拉水务公司）制定了自然灾害风险防范与缓减总体规划，旨在确保在自然灾害期间提供可靠的供水服务。
利用 WaterGEMS ，可以模拟在一个或多个串联供水系统发生故障时可能造成的影响，同时可以模拟哪些设备在非满负荷运行的情况下会对系统造成最大程度的危害。
该成果帮助马尼拉水务提前优化了供水系统中上百个设备的运行工况，为自然灾害的预防和整体规划提供了决策性的支持，减少了3.8亿美元的潜在损失。如果不采取这些措施，损失将达到5.2亿美元。
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