我國城市供水管網(wǎng)規(guī)劃改擴(kuò)建研究探析

鄒向陽

重慶市江津區(qū)自來水公司 重慶 402260

1 城市供水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)以及擴(kuò)建的基本原則

一般來說，城市供水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的任務(wù)是建立供水管網(wǎng)模型，計(jì)算運(yùn)行工況，制定投資少、能耗低、安全可靠的供水管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。規(guī)劃設(shè)計(jì)主要分為以下兩部分：第一部分是管網(wǎng)設(shè)置優(yōu)化。在城市供水管網(wǎng)系統(tǒng)中，管網(wǎng)的優(yōu)化布置應(yīng)保證其科學(xué)合理性，否則將嚴(yán)重?fù)p害供水系統(tǒng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)效益。供水管網(wǎng)優(yōu)化包括供水分區(qū)優(yōu)化和供水方式優(yōu)化。可根據(jù)實(shí)際情況選擇供水方式，優(yōu)化壓力站設(shè)置，保證供水系統(tǒng)啟動(dòng)后設(shè)備運(yùn)行成本最低。第二部分是給水管道直徑的優(yōu)化設(shè)計(jì)。管道直徑的大小影響供水系統(tǒng)的分布和管網(wǎng)中受影響管段的責(zé)任，最佳設(shè)置兩個(gè)管道網(wǎng)絡(luò)。

目前，在我國城市供水管網(wǎng)改造過程中，可以借鑒國外供水管網(wǎng)改造的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)行重點(diǎn)改造。改造后的供水管網(wǎng)不僅要滿足我國城市的需求，還要保證城市的長期發(fā)展。供水管網(wǎng)改造的目的是解決部分地區(qū)管涌頻繁、漏水率增加、水質(zhì)差、供水壓力不足等問題。首先，根據(jù)城市用水規(guī)劃，要適應(yīng)未來10年城市發(fā)展的需要，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，統(tǒng)籌考慮，避免重復(fù)建設(shè)。其次，在科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，確定了管道改造的規(guī)模和口徑。在對現(xiàn)有管網(wǎng)進(jìn)行普查的基礎(chǔ)上，結(jié)合城區(qū)未來10年的用水規(guī)劃進(jìn)行管網(wǎng)計(jì)算，找出管網(wǎng)中的“瓶頸”，合理確定改造的管段和直徑。三是管道材料的合理選擇。新敷設(shè)管道盡量采用柔性接口，內(nèi)壁防腐可靠。管道材料應(yīng)穩(wěn)定可靠。第四，重點(diǎn)整治街道拓寬或路面整治引起的突發(fā)性、滲漏率高、斷水頻繁或水壓不足的路段。

2 城市供水管網(wǎng)擴(kuò)建運(yùn)行所存在的一些問題

2.1 城市供水管網(wǎng)嚴(yán)重腐蝕老化

如今也會有一份存在時(shí)間相對較長的老城市，在建設(shè)與其他設(shè)備的使用方面相對滯后，且因?yàn)閯t是相對較早的老城市，和新城市相比之下，欠缺先進(jìn)化的技術(shù)以及耐用材料，規(guī)劃設(shè)計(jì)方案不合理，另外管網(wǎng)運(yùn)行的時(shí)間過長，就會使得老城區(qū)容易引發(fā)供水管網(wǎng)老化的情況，主要體現(xiàn)在冒水、滴水以及漏水的方面。目前，國家對于新城市的開發(fā)運(yùn)用均比較重視，但是確實(shí)忽視了對于老城區(qū)的管理維護(hù)工作，所以老城區(qū)的供水管網(wǎng)所出現(xiàn)的老化現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重，這勢必會直接性的影響到國家的利益。

2.2 施工質(zhì)量中存在的問題

在給水管道設(shè)計(jì)中，埋深太淺，受地面動(dòng)荷載的影響，界面容易松動(dòng)，導(dǎo)致輸水。當(dāng)埋深太深時(shí)，管涌使準(zhǔn)確找泄漏點(diǎn)變得困難；地下資料不清楚，施工過程中變化較大，導(dǎo)致管網(wǎng)局部阻力增大，沖擊阻力減小；后墩設(shè)計(jì)承載力為Les。S比實(shí)際承載力大，而地基沉降很難準(zhǔn)確地找到漏點(diǎn)。管道接頭松動(dòng)、未安裝的管道膨脹、熱膨脹和冷收縮引起的焊縫開裂等都會導(dǎo)致管道爆炸。另外，有些管道不夠直，接口錯(cuò)位，接口容易損壞，可能導(dǎo)致管道破裂或爆管[1]。

2.3 城市供水管網(wǎng)的布局不合理

目前，城市在不斷的發(fā)展與進(jìn)步之中，但是城市供水管網(wǎng)依舊依照的是老式布局來實(shí)施，并未與時(shí)俱進(jìn)來進(jìn)行創(chuàng)新，相應(yīng)的也就很難適應(yīng)如今高速發(fā)展的城市現(xiàn)狀，另外也和整個(gè)城市的規(guī)劃布局不符，無法達(dá)到城市供應(yīng)的實(shí)際需求，最為關(guān)鍵的就是無法很好的滿足城市居民對水的實(shí)際需求。

2.4 閘閥、消防栓漏水

閘閥螺桿密封圈長期浸泡在水中，容易生銹。然而，這種閥門經(jīng)常開關(guān)，使閘門的螺桿在旋轉(zhuǎn)過程中發(fā)生摩擦，壓力水沖擠，造成更多的泄漏。地上消防栓常因人為因素泄漏或損壞。蝶閥密封圈老化導(dǎo)致關(guān)閉不嚴(yán)，易截留污垢，阻力大，易被污垢卡住，關(guān)閉不嚴(yán)等造成泄漏。

3 水管網(wǎng)規(guī)劃改擴(kuò)建應(yīng)用分析研究

3.1 完善老化供水管網(wǎng)系統(tǒng)

灰鑄鐵是管網(wǎng)的主要管材，泄漏率高，維修量大，可靠性低。通過規(guī)劃、改造、擴(kuò)建等技術(shù)，將區(qū)內(nèi)運(yùn)行時(shí)間較長的灰口鑄鐵管改為球墨鑄鐵管，可減少供水管網(wǎng)的滲漏損失，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。通過對老化供水管網(wǎng)系統(tǒng)的改進(jìn)，提高了管網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性，降低了破損率，提高了施工維護(hù)效率和防腐性能。

3.2 結(jié)合城市地形規(guī)劃對供水管網(wǎng)進(jìn)行改擴(kuò)建

山區(qū)、庫區(qū)、城市地形高程差異較大，管網(wǎng)與水源地高程差異較大。為了控制供水成本，通常采用分區(qū)供水的方式，并設(shè)置多級壓力泵站和結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，在中國西南地區(qū)的一個(gè)城市，城市土地海拔差基本上會超過300米，因此我們可以利用多級壓力將水輸送到城市高區(qū)域管網(wǎng)[2]。

3.3 水源變化引起管網(wǎng)規(guī)劃改造和擴(kuò)建

松花江原本是中國東北一個(gè)特大城市的唯一水源。為滿足城市供水的需要，應(yīng)對突發(fā)性污染事件，新建了城市供水工程，是城市的重點(diǎn)工程和熱門工程。供水工程總規(guī)模為90＊104m3/d，原水通過長約180公里的管道輸送至市區(qū)新建水廠。采用部分重力流壓力分布方法，采用三種水壓分布。該項(xiàng)目分兩個(gè)階段建設(shè)。水源地的變化將改變凈水廠的位置和各水廠之間的供水比例。在這種情況下，供水管網(wǎng)的運(yùn)行狀況也會發(fā)生很大的變化。原有管網(wǎng)結(jié)構(gòu)不能適應(yīng)這種變化。在這種情況下，有必要對管網(wǎng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以確保安全可靠的供水。

3.4 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。

4 結(jié)語

管網(wǎng)規(guī)劃、改造和擴(kuò)建在城市供水中發(fā)揮著重要作用。水資源公司需要一個(gè)完美的理論來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，這還有很長的路要走。通過上述技術(shù)的綜合互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)了對供水管網(wǎng)改造和擴(kuò)建進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、可靠、科學(xué)規(guī)劃的目標(biāo)。