我國(guó)城市供水管網(wǎng)規(guī)劃改擴(kuò)建研究探析

文/王勝濤 山東省煙臺(tái)市棲霞市自來(lái)水公司 山東棲霞 265300

城市地下供水管線是保障城市正常運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施和生命線，在保障經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活中發(fā)揮著重要的作用。供水管網(wǎng)在城市供水系統(tǒng)中的地位十分重要，一般占整個(gè)供水工程總投資的50-70%，是聯(lián)系水源點(diǎn)和用戶的重要紐帶，同時(shí)供水系統(tǒng)運(yùn)行中約30-50%的能耗用于克服管網(wǎng)的阻力。供水管網(wǎng)的運(yùn)行是否安全，布局是否合理，供水量是否滿足居民的日常需求，供水管網(wǎng)的維護(hù)管理是否智能化已成為我國(guó)供水管網(wǎng)改擴(kuò)建研究的重要內(nèi)容。

1、工程概況

通過(guò)對(duì)某市老舊城區(qū)供水系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行大量的調(diào)研分析，課題組對(duì)該市供水系統(tǒng)的現(xiàn)狀有了一定的了解和認(rèn)識(shí)，以下主要介紹該市供水管網(wǎng)的現(xiàn)狀、基本故障及存在問(wèn)題，二次供水系統(tǒng)的現(xiàn)狀。

某市老舊城區(qū)的供水管網(wǎng)拓?fù)鋱D是將CAD管網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖導(dǎo)入建模軟件后，再導(dǎo)入管網(wǎng)所有組成部分的屬性和運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括節(jié)點(diǎn)屬性、管道屬性、閥門參數(shù)、泵與泵站數(shù)據(jù)、水池?cái)?shù)據(jù)和水量數(shù)據(jù)等得到的。（1）供水管網(wǎng)管材老舊、鋪設(shè)不合理、管網(wǎng)地圖資料不全，管網(wǎng)信息化建設(shè)落后。（2）管壁結(jié)垢多，飲用水易被二次污染；（3）管道強(qiáng)度差，漏失現(xiàn)象嚴(yán)重，爆管事故頻繁；（4）管內(nèi)阻力增大，供水能耗增加；（5）因爆管滲漏，停水維修期間，部分地區(qū)污水回流，水質(zhì)受到污染，嚴(yán)重影響用戶的用水安全。（6）隨著城市的發(fā)展，老舊城區(qū)的供水管網(wǎng)不能滿足生產(chǎn)生活對(duì)用水量的需求，新區(qū)的主干管的管徑偏小，不能滿足新區(qū)日后的發(fā)展。

2、改擴(kuò)建過(guò)程

2.1 供水管網(wǎng)的區(qū)塊化技術(shù)

供水管網(wǎng)的區(qū)塊化技術(shù)，是將城市供水區(qū)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膮^(qū)域劃分，分區(qū)內(nèi)干管采用環(huán)網(wǎng)、支管和用戶管采用枝狀管網(wǎng)，但各區(qū)之間有適當(dāng)?shù)穆?lián)系，以適應(yīng)供水管網(wǎng)安全性、經(jīng)濟(jì)性和日常管理可操控性要求的先進(jìn)管網(wǎng)技術(shù)。從技術(shù)上是平衡管網(wǎng)水壓，使其不超過(guò)水管可以承受的壓力，降低供水能量費(fèi)用，以免損壞水管和附件，減少漏水量。

合理分區(qū)：分壓針對(duì)供水區(qū)域布局、面積、高程等情況合理安排供水管網(wǎng)的分區(qū)分壓供水。對(duì)于來(lái)水管的水壓利用方式主要有三種情況：來(lái)水管水壓充足時(shí)，可直接利用，進(jìn)入供水區(qū)；來(lái)水管水壓過(guò)高時(shí)，須設(shè)減壓閥，減壓后進(jìn)入供水區(qū)；來(lái)水管水壓過(guò)低時(shí)，須設(shè)加壓泵，經(jīng)升壓后進(jìn)入供水區(qū)。

供水分區(qū)階層化：配水區(qū)塊階層化的構(gòu)造簡(jiǎn)化了主干管或干管的功能，當(dāng)某一分區(qū)出現(xiàn)爆管漏管等故障時(shí)，對(duì)整體影響較小，保證了供水的可靠性；當(dāng)供水管網(wǎng)無(wú)法滿足供水量需求而需要改擴(kuò)建時(shí)，只需對(duì)局部進(jìn)行改建，或增建小區(qū)（中區(qū)）來(lái)達(dá)到擴(kuò)建的效果；便于管理，當(dāng)供水管道出現(xiàn)故障時(shí)，容易定位，減小事故對(duì)居民用水的影響。

圖1 供水管網(wǎng)分區(qū)

2.2 問(wèn)題的解決措施

1）壓力過(guò)高

由于受到特殊地形的影響，供水廠與供水區(qū)域的地形高差過(guò)大，在滿足供水區(qū)域最不利點(diǎn)的供水需求下，造成了緊鄰供水廠的A供水區(qū)域管網(wǎng)壓力值超過(guò)了50m，完全超出了用水水壓需求，這樣不僅對(duì)供水管道閥門等附件容易造成破壞，同時(shí)也增加了管道爆管事故的機(jī)率和管網(wǎng)的漏損量。A區(qū)域水壓偏高，對(duì)該區(qū)域的水壓適當(dāng)調(diào)節(jié)，在進(jìn)水管上安裝減壓閥，閥口壓力設(shè)為45m，通過(guò)減壓閥使A區(qū)域的出水水壓保持穩(wěn)定。

2）B、C區(qū)壓力過(guò)低

一般情況下供水管網(wǎng)的供水壓力持正常水平，每天到用水高峰時(shí)，用戶水壓急劇降低，屬于正常現(xiàn)象。對(duì)策：對(duì)老舊破損的供水管道進(jìn)行維護(hù)、修補(bǔ)。

3）D區(qū)局部壓力過(guò)低

給水主管道壓力正常，附近給水管線水壓正常，46-47、42-43給水管線水壓較低。初步判斷這兩個(gè)管道存在破損泄漏的可能。對(duì)策：進(jìn)行漏點(diǎn)查詢，對(duì)漏損不嚴(yán)重的管段進(jìn)行修補(bǔ)，對(duì)漏損嚴(yán)重的管段進(jìn)行管道更新。

4）E區(qū)壓力過(guò)低

（1）管網(wǎng)末梢。水齡較長(zhǎng)，用戶不斷增多，供水管網(wǎng)的末端供水量不足，壓力過(guò)低。表現(xiàn)形式：供水管網(wǎng)末端的水壓過(guò)低導(dǎo)致無(wú)水，或有水壓力過(guò)低無(wú)法滿足用戶需求。對(duì)策：提升給水管道壓力或增加二次供水加壓設(shè)備，可在輸水管道的合適位置修建供水加壓站解決該問(wèn)題。

（2）用戶的地勢(shì)較高，供水壓力過(guò)低無(wú)法滿足需求。表現(xiàn)形式：供水高度超過(guò)市政供水壓力所能達(dá)到的高度時(shí)，正常的供水模式無(wú)法滿足用戶需求。對(duì)策：則需采用二次或多次加壓，可根據(jù)某市老舊城區(qū)供水管網(wǎng)的實(shí)際情況，在E區(qū)酌情增加二次供水設(shè)備。在對(duì)某市老舊城區(qū)供水管網(wǎng)進(jìn)行壓力分區(qū)的基礎(chǔ)上，通過(guò)以上改造手段對(duì)老舊城區(qū)的供水管網(wǎng)進(jìn)行改造，使供水主干管或干管功能簡(jiǎn)化，水頭損失減小，水壓過(guò)低和過(guò)高區(qū)域壓力得以改善，整個(gè)供水系統(tǒng)的供水壓力得到平衡。

2.3 效果分析

供水系統(tǒng)經(jīng)過(guò)區(qū)塊化改造后，將供水系統(tǒng)按水源分成多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域，各區(qū)域相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，在供水管網(wǎng)水壓得到平衡的基礎(chǔ)上，供水管網(wǎng)的綜合平均水齡將減少，余氯消耗將降低，同時(shí)水壓分布將更加均衡穩(wěn)定，水質(zhì)會(huì)得到了明顯改善；老舊城區(qū)供水管網(wǎng)應(yīng)用區(qū)塊化技術(shù)進(jìn)行改造后，供水管網(wǎng)中的水質(zhì)將得到改善，降低供水管段被腐蝕漏損的概率，減少了管網(wǎng)漏點(diǎn)；因?yàn)楣┧芫W(wǎng)漏失率與壓力變化成正比，平衡水壓后，供水管網(wǎng)的整體水壓降低，漏失量也隨之下降。

綜上所述，結(jié)合各區(qū)域的實(shí)際情況分析造成該區(qū)域管道高壓或低壓的原因，并給出相應(yīng)的對(duì)策。基于供水管網(wǎng)水力風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行壓力分區(qū)對(duì)于 J 市供水管網(wǎng)改擴(kuò)建的意義在于可以精準(zhǔn)的確定改造區(qū)域，平衡水壓，降低漏失，改善水質(zhì)，節(jié)約能耗。

[1]張?chǎng)?史成波,趙晴,等.我國(guó)城市供水管網(wǎng)規(guī)劃改擴(kuò)建研究探析[J].黑龍江工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011,25(02)：44-47.

[2]藺曉.供水管網(wǎng)的智能優(yōu)化改擴(kuò)建[D].青島理工大學(xué),2011.

[3]王海龍.基于水平衡的供水管網(wǎng)漏損控制技術(shù)研究[D].長(zhǎng)安大學(xué),2012.