新疆中小縣城供水工程的設計體會

摘要：本文針對筆者在近兩三年內所參與的新疆縣城供水系統的設計實踐談幾點體會。

關鍵詞：供水管材 供水工藝 水廠設計

隨著西部大開發的不斷深入，國家對新疆城鎮的基礎設施資金投入逐年增加，新疆中小縣城供水工程近年來發展很快。2010年3月，全國對口支援新疆工作會議在北京閉幕后，新一輪對口援疆工作已拉開帷幕，正在緊鑼密鼓的進行中。不久前，中央還召開了新疆工作座談會，專題研究促進新疆跨越式發展和長治久安的政策措施。全疆80多個縣市，幾年來大多新建了水廠或對原有水廠進行了不同程度的改造，設計供水規模一般為4×103m3/d~5×104m3/d。本文針對筆者在近兩三年內所參與的新疆縣城供水系統的設計實踐談幾點體會。

一、供水管材的確定

目前常用于供水工程的管材有：預應力鋼筋混凝土管、鋼管、球墨鑄鐵管、和新型非金屬管材（如玻璃纖維增強熱固樹脂夾砂管（玻璃鋼管）、UPVC供水管、PE供水管等等）。

預應力鋼筋混凝土管的優點是輸水能力強，長距離輸水可保持水質不變，使用壽命長達50年以上，管道維修費用較低。缺點是管道的重量大，施工較為復雜，若通過鹽堿沼澤地區，管體外壁需進行防腐處理；鋼管的優點是強度高，施工安裝較為靈活，管配件可以根據需要現場制作。缺點是不耐腐蝕，作為供水管時，內外壁均需作防腐處理，管材價格較高；球墨鑄鐵管的優點是：管材的延展性好，韌性大，抗腐蝕能力強，管道配件齊全，物理性能穩定。缺點是管材較鋼管重，價格較以上兩種管材貴；PE管、UPVC及玻璃鋼管的優點是：質輕、水利條件較好，耐腐蝕，運輸和施工安裝較為方便，管材價格較便宜。一般管徑為400mm以下的PE管和UPVC管較球墨鑄鐵管便宜，而且大口徑的玻璃鋼管材較球墨鑄鐵管便宜。缺點是安全可靠性不如鋼管和球墨鑄鐵管。

管材的具體選用應根據工程的具體情況，從工程的規模、重要性、工程地質、地形、外荷載狀況、資金等多方面進行經濟技術比較后確定。

根據我院多年來設計的供水工程中的經驗，球墨鑄鐵管、鋼管比較安全可靠，但其價格較高，一般用于工程地質復雜、地形起伏大的地區；玻璃鋼夾砂管的價格相對較低，但在應用時要特別注意管材的質量檢測，注意選擇合適的剛度（一般埋地管道剛度不小于5000N/m2），目前因基配件較少多用于長距離輸水工程；預應力鋼筋混凝土管管由于自重較大等缺點，目前多用于大型輸水工程；UPVC供水管、PE供水管則因為其造價低廉（管徑為400mm以下），供水安全可靠，目前在城鎮供水工程中應用廣泛。

二、供水工藝的確定

中小縣城水廠不同于城市的大型水廠，具有如下的共同特點：

（1）供水工藝簡單

由于縣城供水規模一般較小，為簡化凈水工藝，水源地又多選用水質較好的地下水作為水源，該原水一般經過消毒處理后，即符合國家飲用水衛生標準。

（2）新疆多數縣城位于沖洪積平原上，水源多處于沖積扇上游，地面坡降較大，因此合理確定水廠的位置和地面高程一般可以達到重力供水的目的。

（3）供水規模小，且日變化系數及時變化系數均較大

一般供水規模為4×103m3/d~5×104m3/d，時變化系數為1.5~2.0。

（4）占地面積較小（一般占地面積在1公頃以內）

（5）水廠管理水平較低，缺乏技術人員。

上述特點就決定了在設計過程中設計人員應結合當地具體情況。此外，對于工程投資規模相對較小，管理力量薄弱的邊遠縣城水廠來說，日常運行管理費用以及運行管理的方便程度，將直接影響到該水廠以后的運行效果。因此，在設計過程中應做到盡量簡化工藝，降低運行管理的費用。

三、水廠設計

1、工藝設計

（1）清水池的設計

由于縣城供水規模較小，水廠的調節容積按規范中的上限值20~25%為佳。此外，由于新疆的冬季寒冷（特別是北疆寒冷地區），應對清水池進行防凍處理，一般做法是：南疆地區一般在清水池的池壁外圍砌一圈240磚墻，即能達到防凍效果。而對于北疆嚴寒地區應做法為：先粘貼50-80mm厚的聚苯板，再砌一圈240磚墻即能達到防凍效果。

（2）二級加壓泵站

中小縣城水廠的二級加壓泵站應針對小水廠供水日夜變大的特點，宜選不少于3臺水泵并配套安裝變頻調速裝置為宜。水泵建議盡量采用自灌式吸水既可省去真空引水設備，大大簡化運行操作，更有利于維護管理，易于實現自動控制。自灌式工作的水泵要求水泵的外殼頂應低于清水池的集水坑最低水位，這就要求將二級加壓泵站應建成半地下式。

（3）加氯間

地下水在清水池中要進行消毒處理，一般可采用加氯消毒，氯水接觸時間不低于30分鐘。出廠自由性余氯應控制在0.5mg/L，管網未稍應控制在0.05-0.1mg/L。設計選用最大投氯量1.5mg/L，設計可選用二氧化氯發生器作為消毒設備，加氯間設計要考慮為遠期預留位置。

加氯間設計要考慮設置必要的勞保用品和消防設施，室內應保持通風良好，須設置軸流風機，并對職工進行崗位和勞動安全知識培訓。

加氯間建筑面積50～80 m2，磚混結構。

2、附屬建（構）筑物設計

水廠建（構）筑物主要有加氯間、二級加壓泵房。附屬建筑主要有綜合辦公樓、化驗室、車庫、食堂、機修間、傳達室、大門等，設計上為使水廠功能分區明確，布局緊湊，廠區平面設計簡潔大方，可以將車庫、食堂、化驗室與綜合辦公樓合建。將傳達室和大門合建，做成與圍墻及廠區建筑風格統一的造型，充分體現水廠的企業形象。

水廠內的建（構）筑物一般要求對建筑立面進行一定裝飾，注意不應追求華麗，盡量做到與當地建筑特色和諧統一。

3、水廠電氣、自控設計

（1）電氣設計

縣城水廠屬于重要的城市基礎設施，系二類供電負荷。一般在設計中應考慮雙電源供電，一用一備，電壓等級為10KV。但由于某些縣城近期內取得兩路電源確有困難，可考慮由一路10KV專用架空線路供電，并設一臺自備柴油發電機作為低壓備用電源。

（2）水廠自控設計

對于中小縣城的水廠，其日變化系數及時變化系數均較大，這就要求在設計過程中，一般考慮采用變頻供水設備與水泵聯合供水。變頻設備與水泵的聯合方式主要有以下兩種：

方 案 一

方案一特點：一臺變頻器控制多臺水泵交替調速運行，所有水泵均可變頻供水，即所有水泵的使用頻率相同，但該做法的安全可靠性較方案二差。

方 案 二

方案二特點：采用PLC控制調節器控制數臺水泵，從而提供了工作效率，延長了電機、水泵的使用壽命。一臺變頻器控制一臺水泵變頻調速運行，使變量恒壓供水系統更為完善。

四、結論

綜上所述，在進行新疆中小縣城供水系統設計中，應做到結合當地具體情況，盡量簡化工藝，降低日常運行管理的費用。以上為筆者在近兩三年內參與的供水系統設計過程中的部分體會，請各位讀者不吝賜教。