淺談城市供水管網的專項規劃方法

文/陳妍清 中機國際工程設計研究院華東分院 江蘇南京 210023

淺談城市供水管網的專項規劃方法

文/陳妍清 中機國際工程設計研究院華東分院 江蘇南京 210023

本文重點分析高差大區域城市供水管網專項規劃的方法與要點，對高差大地區的城市供水管網主要特點、規劃中的主要問題進行闡述，并結合某工程實例，分析了城市供水管網分區規劃的方案，望能夠解決因高差大對供水管網規劃、運行所帶來的問題。

供水管網；規劃；高差；負壓

高差大的地區城市供水管網在專項規劃方案中存在一定的特殊性，這些區域的局部地勢變化比較大，供水覆蓋區與水源地高程的距離差有時達到數十米甚至百米；這種區域性的地勢特點給供水管網的規劃布置與運行帶來了很大的問題。

1 高差大地區城市供水管網主要特點

第一，水源地地勢普遍高于供水區地勢，合理的專項規劃能夠滿足對供水管網重力供水的要求。通過對重力供水水源的應用，有助于降低相應區域的制水成本，提高利用率；

第二，城市供水管網覆蓋范圍內地形起伏波動較大，市區內各個部分、市區與水源地之間的地形高差較大，需通過采取分區供水規劃的方式確保供水的穩定與可靠。因此，在專項規劃中對供水系統管線的布置以及對調度系統調度技術的要求較高；

第三，由于此類城市多依地形而建，因此市區在地形分布上并不集中，用地功能的區劃關系不明顯，城鎮地區比較分散。從供水管網運行的角度上說，管網難以延伸成環，供水過程中缺乏整體性的特點；

第四，此類城市地區的發展存在非常大的不確定性，供水管網的規劃必須充分結合城市地區的總體規劃方案，體現對近期、遠期發展的協調性要求。

2 高差大地區城市供水管網規劃問題

基于以上城市供水管網的特點，給城市供水管網的規劃設計以及運行維護均帶來了非常多的困難與阻礙，主要存在以下幾個方面的問題：（1）此類城市地區的水源地多在地勢較高的位置，與供水區域之間的距離較長，隨之產生遠距離、高壓力輸水問題；（2）由于本區域范圍內供水管網各個部分的地面高差存在非常大的差距，故在整個供水系統實際運行的過程當中容易出現低壓管網壓力過高的問題，誘發管件損壞或爆管等質量問題；（3）因為此區域地形高差比較大的原因，導致了供水管網各管段的壓差也比較大，各個管段的服務壓力和水量則難以維持在合理的范圍之內；（4）由于此類區域的地形高差大，因此要采用分區供水的方法。

3 實例分析

A市區位于XX地區東部的丘陵地帶，境內地勢西高東低，全市地貌可分為丘陵區、崗地區、平原區三大類型，各區高差較大，給區域供水設計帶來較大困難。根據A市供水情況的現狀：A市供水系統目前由1#自來水廠與2#自來水廠所組成，1#自來水廠供水量可達為6萬噸m3/d，2#自來水廠供水量為10萬噸m3/d。主要針對老城區供水。

管網狀況：城區以環狀供水管網為主，郊區以枝狀供水管道為主。目前部分片區基本建立環狀輸配水體系，但仍存在管徑偏小，造成局部地區壓力不足的情況，且投入時間較長，目前部分管網已出現老化、銹蝕的質量問題，加之本區域內地形高差大，管網布置比較隨意，局部壓力高，容易誘發爆管等安全性問題。

隨著本區域城區發展速度的不斷擴大，用水量持續增加，城區范圍內供水管網不合理、管徑偏小、管網老化等問題開始凸顯出來。為確保本區域供水管網運行的穩定與安全，就必須對現有的配水管網進行改造與優化。結合本區城市發展速度與規模來看，改擴建工程規劃設計遠期規模需達到25萬噸m3/d，加之考慮到本區域內的地形屬于高差大區域，故管網設計中遵循分區、分壓原則供水。結合A市實際情況，對整個供水管網覆蓋區域進行分區處理，并對比優選最佳設計方案。

A方案：本方案中將整個供水管網覆蓋區域劃分為三m個部分，分別為：①高區，高程在50m～70m范圍內；②中區，高程在20m～50m范圍內；③低區，高程在5m～20m范圍內；供水方案為：自一水廠出水，面向中區供水，同時負責轉輸部分低區水量；然后由一廠＋二廠聯合，面向低區供水，同時設立增壓站，經過增壓站調節后向高區供水，已達到分區供水，節能省耗的目的。

B方案：自一水廠出水直接面向高區供水，同時負責轉輸中區、低區水量；然后由一廠＋二廠聯合，面向中低區區域供水，保留現狀的部分自用水源作為備用水源。

對比以上兩個方案，在供水規模一致的情況下，從配水工程投資的角度上分析，B方案投資略低于A方案，保留了部分自用水源，但這部分自用水源存在水源水質水量等隱患；從供水管網運行性能的角度上分析，A方案中共設置增壓水泵，分區供水降低了能耗，系統供水安全性可得到保障，管網壓力可控制在60.0m以內，可滿足城市地區供水管網安全運行的要求，服務水壓可適合用戶使用。同時，由于本區域內管網供水過程當中的變化系數較高，故充分利用本地區的地形條件設置高位水池，除了能夠起到減壓控制管網壓力的目的，還能夠調節水量，降低輸水管網管徑參數，確保各個分區供水性能的可靠與穩定。經過以上對比，建議選擇方案A作為本區域的供水規劃方案。

4 結束語

根據本文以上對高差大地區城市供水管網專項規劃相關問題與方法的分析，有以下兩個方面的體會，其一是高差大地區在規劃供水管網方案時，需要結合地形標高對供水區域進行合理分區；第二，在對供水管網設置減壓措施時，當有合適地形可利用時，一般通過建設有一定有效容積的水池的方式減壓，既能起到減壓控制管網壓力作用，也能調節水量提高供水保證性；第三，可在適當的位置設立增壓泵站，實行分區供水；第四，水廠之間應聯為環狀，互為備用；第五，如局部地區高差特別大，可設置獨立片區單獨供水，以保證其他地區適當的水壓，減少不必要的能耗。

[1] 葉健,高金良,刁美玲等.分形理論在城市供水管網規劃中的應用研究[J].工程設計學報,2014,21(6):562-565,588.

[2]翟慧慧.綠色建筑給排水設計的若干問題.中國房地產業.2015.8