簡述南北方取水輸水管道布設(shè)宏觀差異分析和發(fā)展方向

李淼 張旺成

摘要：現(xiàn)代中國南北方在許多方面都存在著不小的差異，這些差異導(dǎo)致了不同地區(qū)的取水方式和取水管道布置收到限制，因此演變發(fā)展出南北方各自獨特的取水管道布設(shè)和方法，對于這些影響因素的深入分析解剖可以一定程度準確預(yù)測未來管道優(yōu)化設(shè)計布置的發(fā)展方向，著重做出規(guī)劃，綜合有效利用資源為取水給水工程事業(yè)服務(wù)。

關(guān)鍵詞：南北方差異;取水管道布設(shè);氣候條件地形;城市基礎(chǔ);工業(yè)化發(fā)展。

中國南北方取水管道布設(shè)差異受很多條件影響限制，這些條件決定著現(xiàn)在社會的管道設(shè)計規(guī)劃和布置的存在形式。

一、氣候條件因素

南北方氣候有明顯差別，南方受海洋季風(fēng)的影響雨水充足，北方受大陸季風(fēng)的影響，干燥，降水少。地域分布不勻：南多北少，東南多西北少，81%分布在長江以南。水位帶、氣侯有相互關(guān)系，南方水位淺，河流、湖泊眾多且海洋季風(fēng)氣候顯著，雨水充足，北方水位較深，因此河流、湖泊較少（所以北方井水居多），北方是大陸季風(fēng)氣候，降水少。氣候不同導(dǎo)致水資源數(shù)量有不少差距，南方河流多且分布較為廣泛，北方河流相對較少分布較為分散。由此南方在取水地點的確定選擇多樣性，取水管道的布設(shè)路徑，方向等也形式繁多，每個城市都可以輕松的找到符合該地的水源地，這些水源地最大的一個共同點都是離取水城市很近，取水距離短可以使工作人員在管道設(shè)置型號材料選擇等方面節(jié)約很多經(jīng)濟[1];北方城市取水需要在河流分布分散且數(shù)量較少的情況選擇合理穩(wěn)定的取水水源地，對于很多城市來說，輸水距離會大大增加，這將增高管道的費用，同時，長距離運輸必須面臨不同地段的情況，一條輸水管道經(jīng)過不同地段時所需要的管道材料布設(shè)高度都要更為精確的規(guī)劃[2]。氣候不同，氣溫差距也是輸水管道要面臨的難題。北方氣溫普遍低于南方，冬季降雪早退雪晚，北方地區(qū)室外給水管采用直埋式，宜埋設(shè)在冰凍線以下，未埋設(shè)在冰凍線以下應(yīng)采取保溫措施;南方地區(qū)室外給水管采用直埋式，埋設(shè)在冰凍線以下且滿足最小埋深。北方管道在埋設(shè)深度不能達到預(yù)設(shè)要求深度時還要考慮抗凍耐寒材料和其管道特殊布局形式。地上輸水管道的取水輸水管道鋪設(shè)應(yīng)合理結(jié)合城市供暖管線避免管路冰凍情況的出現(xiàn)。在寒冬時節(jié)，風(fēng)雪堆積也會影響取水輸水管道布設(shè)。相比較北方，南方多雨，臨近地表寒氣濕氣活動及其突出，所采用的輸水管道要更加偏向于防腐防土壤內(nèi)部小型土壤動物的活動。

二、地形地勢因素

中國地處亞洲東部，所以中國的地勢特征，受到亞洲總體地形地勢狀況的影響，由于亞歐板塊和印度洋板塊的強烈碰撞擠壓，使得在亞洲中部地區(qū)隆起了巨大的青藏高原、帕米爾高原和喜馬拉雅山脈等山地，使得亞洲中部地區(qū)稱為亞洲地勢最高的區(qū)域。所以亞洲的地勢總體特征是中間高四周低，而我國地處亞洲的東部，所以我國的總體地勢特征為西高東低。我國地勢的特征除了西高東低之外，還包括從西部青藏高原到東部沿海大陸架，呈明顯的三級階梯狀分布。中國地勢的三級階梯分別是：第一級階梯青藏高原，青藏高原是世界屋脊，平均海拔在4000米以上，包括青藏高原和柴達木盆地兩大地形單元。青藏高原的邊界是昆侖山、阿爾金山、祁連山和橫斷山脈，此線往東就是我國的第二級階梯，包括準噶爾盆地、塔里木盆地、內(nèi)蒙古高原、黃土高原、四川盆地和云貴高原等地形單元，海拔多在1000至2000米。第二級階梯往東，過了大興安嶺、太行山、巫山、雪峰山一線就是第三級階梯了，第三級階梯是地勢最低的一個階梯，平均海拔多在500米以下，包括東北平原、華北平原、長江中下游平原、東南丘陵、山東丘陵和遼東丘陵等地形單元。中國西高東低，呈三級階梯的地勢特征，深刻的影響著中國的其他地理特征，包括氣候、河流水文、人口分布、交通等方面都深受影響。總體來看，北方多平原，高原，南方多丘陵、山地。北方中部偏西北方多荒地，黃土高坡，沙漠地段，在這種自然條件下，城市的取水輸水管道需要考慮黃沙干土移動對于其自身的摩擦侵蝕作用，要相對的加大管道鋪設(shè)路徑路段的土壤填埋厚度和加固技術(shù)。東北地勢平坦，但凍土居多，鋪設(shè)方案應(yīng)使用合理鋪設(shè)深度;西南地區(qū)，大部分位于喀斯特地貌，地下多溶洞、暗河，地上多山、斷崖，在進行優(yōu)先取水路途的設(shè)計時要避開斷坡等地，此時會增加工程的費用。因為暗河溶洞的存在，地下水位較為高，易導(dǎo)致管道腐蝕，未知地點地下位置穩(wěn)定性不確定，也會讓布設(shè)方案有所改動[3]。南方四川、云南省有不少地區(qū)處于地震帶上，地震帶的寬度長度和地震頻率也會讓當(dāng)?shù)氐娜∷斔艿啦贾门c北方有細微差異。

三、城市基礎(chǔ)差異

現(xiàn)在社會發(fā)展，各地經(jīng)濟迅速增長，城市處于高速發(fā)展中。但南北方乃至一個地區(qū)的各個城市發(fā)展都是有所不同的。北方自古為中國活動中心，北方歷經(jīng)很多朝代，城市發(fā)展比南方早很多，在古代很多北方城市便擁有自己的取水輸水路線和固定區(qū)域。在中國近代，外國列強侵占中國北方東北三省，山東省時，使用了他們當(dāng)時已經(jīng)較為成熟的取水輸水管網(wǎng)設(shè)計建造技術(shù)建設(shè)了不少管道工程。在現(xiàn)代城市擴建發(fā)展時，可以充分合理利用這些管道基礎(chǔ)設(shè)施和區(qū)域，大量節(jié)約選址等經(jīng)濟費用。相反，南方城市自古發(fā)展較晚，舊城的取水輸水管道建筑很少，所以南方城市發(fā)展過程中的管線設(shè)計和鋪設(shè)不能利用舊基礎(chǔ)設(shè)施和區(qū)域，都只能和新城市建筑的規(guī)劃設(shè)計合理結(jié)合。

四、工業(yè)化發(fā)展因素

中國國力增強，經(jīng)濟增長，離不開工業(yè)化發(fā)展。北方工業(yè)發(fā)展比較早，在上世紀便是中國工業(yè)化發(fā)展的起源之地。但現(xiàn)在南方工業(yè)化發(fā)展程度高于北方，南方河流湖泊多，工業(yè)化程度高，如果發(fā)生化工污染，南方河流的廣分布會使污染擴大且影響深淵。南方輸水取水管線的布置方案對于工業(yè)工廠位置和污染區(qū)域的考慮要更為普遍。

結(jié)語：

除上述四種因素外，南北方還存在很多能夠影響取水輸水管道布設(shè)的因素，這些因素會讓南北方管線布置長時間存在不同，同時也決定他們的發(fā)展方向不同。北方管線會繼續(xù)加大對于其抗寒耐寒耐風(fēng)化的技術(shù)，凍土層下不同深度對于管道布設(shè)影響研究;南方會在預(yù)防管線腐蝕，預(yù)防多種復(fù)雜地形地勢對于管線布設(shè)的課題上走的更遠。

參考文獻

[1]陳大棟. 淺談建筑給排水環(huán)保設(shè)計 [J] .中國新技術(shù)新產(chǎn)品， 2009.

[2]張雪艷.高層建筑給水排水設(shè)計中的節(jié)能節(jié)材策略[J].建筑設(shè)計管理，2011（07）.

[3]中華人民共和國國家標準給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50332-2002.

作者簡介：

李淼：1999年1月，男，彝族，貴州省黔西縣，鄭州大學(xué)，給排水科學(xué)與工程專業(yè)，本科生。

張旺成：1999年8月，男，漢族，河南省汝南縣，鄭州大學(xué)，給排水科學(xué)與工程專業(yè)，本科生。

（鄭州大學(xué)?河南?鄭州?450001）