飲用水集中分質(zhì)供水

路致濤

東營市市政工程設(shè)計院 ，山東東營 257091

東營市地處黃河最下游地區(qū)，處于《黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟開區(qū)發(fā)展規(guī)劃》（中華人民共和國國務(wù)院 2009年12月）和《山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)發(fā)展規(guī)劃》（國家發(fā)展和改革委員會2011年1月）范圍內(nèi)，東北部瀕臨渤海。受自然條件限制，90%以上可利用水為黃河客水。黃河水水量存在年變化大、年內(nèi)時空分布不均、水質(zhì)差等問題。

隨著經(jīng)濟水平的發(fā)展，人民物質(zhì)文化水平的提高，人們對飲用水質(zhì)量提出了更高的要求。雖然，目前自來水供水水質(zhì)符合國家生活飲用水的標(biāo)準(zhǔn)要求，但對照國外先進技術(shù)水平尚有一定的差距。在水源受到污染的情況下，由于傳統(tǒng)凈水工藝的局限，飲用水水質(zhì)安全性難以保證，考慮到飲水質(zhì)量關(guān)系到人們的健康和生命安全，應(yīng)選用水質(zhì)較好的水源作為居民分質(zhì)供水的水源。

1 取水水源及水處理廠的確定

根據(jù)東營市的供水現(xiàn)狀，以供水系統(tǒng)盡可能地減少能耗、降低費用、減小供水系統(tǒng)不可避免的超壓區(qū)的壓力值為目標(biāo)，對供水系統(tǒng)合理布置。取水水源、水處理廠、主用水地等三者位置關(guān)系，以及主用水地供水特點決定了水處理廠選址位置。

1.1 取水水源的確定

本工程選用的分質(zhì)供水的水源來自東營市南部約60km的廣饒縣優(yōu)質(zhì)地下水。受東營市自來水公司委托，PONY譜尼測試對2012年2月3日的廣饒地下水采樣出具了《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-2006中的106項檢查報告。報告顯示該采樣水符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-2006和《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ94-2005的全部指標(biāo)，可以直接作為凈水應(yīng)用。

1.2 水處理廠

水源水質(zhì)優(yōu)良，但由于長距離輸送，因此在配水管網(wǎng)前需加設(shè)處理廠，處理廠主要考慮處理內(nèi)容為：飲用水感和水二次污染的控制。

本工程水源距主用水地約60km，因此，水處理廠設(shè)于取水水源和主用水地之間并靠近主用水地較為恰當(dāng)。根據(jù)城市規(guī)劃布局和東營市現(xiàn)有水廠情況，考慮水處理廠的管理，水處理廠選址于市自來水廠南側(cè)。此選址符合供水方向一致和接近主用水地的原則，而且該廠址便于水廠運行，統(tǒng)籌管理，節(jié)約建設(shè)投資，降低運行成本和管理費用。

1.3 水處理工藝

由于水源水質(zhì)優(yōu)良，可以直接作為凈水應(yīng)用。因此，本工程水處理廠出水主要關(guān)注與處理廠相關(guān)的60km的長距離輸送和城市管網(wǎng)供水輸送過程中的二次污染，同時保證供水水質(zhì)的口感。

凈水工藝：因?qū)Τ鏊囊鬄轱嬘盟侵憋嬎?，從水質(zhì)監(jiān)測報告中，可以看到原水中無兩蟲問題，濁度較低，且近期來水管路系統(tǒng)的完整性較好，對水質(zhì)影響較小，可采用碳慮層下設(shè)砂慮層即可保證出水濁度要求。但工程保留在碳慮池后設(shè)置膜濾的可能。

消毒工藝：水處理廠消毒需要考慮兩個方面的問題：一是保證水廠內(nèi)的消毒效果，二是較長消毒延續(xù)時間及消毒對應(yīng)用水口感的要求。本工程水質(zhì)較優(yōu)，但需保持管網(wǎng)長時間消毒能力，水處理采用簡單的CLO2消毒系統(tǒng)。

2 城區(qū)配水管網(wǎng)的設(shè)計

2.1 總體設(shè)計思路

2.1.1 工程范圍

本次水質(zhì)提升工程的范圍為東營市中心城區(qū)，近期實施的范圍主要是西起東青高速，東至東五路，北起北一路，南至濰河路，除安居工程采用分質(zhì)供水外，其余均為單一供水系統(tǒng)，且不同程度的存在管線老化問題，其中改造水用戶近5萬戶。

2.1.2 工程實施原則

1）安居工程現(xiàn)狀有完善的直飲水供回水系統(tǒng)，本次“優(yōu)水優(yōu)用”工程只考慮將水源改為廣饒地下水，原直飲水處理系統(tǒng)及管網(wǎng)繼續(xù)運行；

2）未設(shè)直飲水的居住區(qū)及辦公用地新設(shè)配水管網(wǎng)及戶內(nèi)配套管線；

3）范圍內(nèi)的學(xué)校及醫(yī)院加設(shè)凈水處理設(shè)施，處理標(biāo)準(zhǔn)為直飲水。工藝采用超濾。凈水設(shè)備在春暉小學(xué)作為試點已運行半年時間，運行情況良好。

2.1.3 設(shè)計指標(biāo)的確定

1）人口：近期人口為25萬人，遠期規(guī)劃人口為40萬人；

2）此方案引用的廣饒地下水只考慮飲用水，不考慮其它生活用水，用水量標(biāo)準(zhǔn)取10L/人.d；

3）用水量不均勻系數(shù)：隨著時間的變化，在每一天中的每一時段用水量并不一致，因此在設(shè)計過程中除應(yīng)考慮每日的總用水量外，還需考慮到每日用水量的變化及每小時的用水量的變化，即日變化系數(shù)及時變化系數(shù)。本次設(shè)計參考東營市自來水廠的運行水量變化情況，確定日變化系數(shù)為1.3，時變化系數(shù)為1.6；

4）供水壓力：供水壓力按高日高時滿足最不利點6層民用建筑用水規(guī)劃，即0.28MPa的水壓。六層以上的建筑原則上自行加壓，滿足用水要求。最不利點設(shè)在管網(wǎng)的最末端。

在以上指標(biāo)的確定過程中，最關(guān)鍵的指標(biāo)為用水量的取值。在《管道直飲水系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》（CJJ110-2006）中3.0.2條住宅樓最高日直飲水定額為2 L/（人.日）～2.5L/（人.日），經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的居民住宅樓可提高至4L/（人.日）～5L/（人.日）。在條文說明3.0.2條解釋為：本條規(guī)定的最高日用水量，主要用于居民飲用、煮飯、烹飪。個人用水量的多少隨經(jīng)濟水平、生活習(xí)慣、水費、水嘴水流特性、當(dāng)?shù)貧鉁氐纫蛩氐淖兓煌?。本?guī)范條文中住宅規(guī)定的值參照了國內(nèi)已建工程的設(shè)計值，并根據(jù)日本的優(yōu)質(zhì)水系統(tǒng)的用量，用于飲用的為1 L/（人.日）～3L/（人.日），飲用和烹飪做飯用量為3 L/（人.日）～6（L/人.日）。

本次的分質(zhì)供水只考慮居民的飲用和烹飪做飯用水量，但因水不可以直飲，水費也會比直飲水低得多，用水量也會相對加大，所以用水量取10L/（人.日）。

2.1.4 水量計算

近期人口規(guī)模25萬人，遠期人口規(guī)模為40萬人，飲用水用水量標(biāo)準(zhǔn)按10L/（人.d），日變化系數(shù)取1.3，時變化系數(shù)為1.6，管網(wǎng)漏失水量取高日用水量的10%，未預(yù)見用水量取高日用水量及管網(wǎng)漏損水量之和的8%。用水普及率為62.5%。下表為水量計算。

表1 水量計算

2.2 配水管網(wǎng)布置

2.2.1 水量分配

近期設(shè)計秒流量43L/s，遠期設(shè)計秒流量為72L/s。配水管網(wǎng)、調(diào)節(jié)池及泵站按遠期72L/s設(shè)計并實施。配水管網(wǎng)在南二路以南預(yù)留29L/s集中流量，以滿足南展區(qū)飲用水水量的需求，其余43L/s滿足現(xiàn)狀的東城區(qū)、東營經(jīng)濟開發(fā)區(qū)飲用水水量的需求。

2.2.2 構(gòu)筑物設(shè)計

1）提升泵站：配水管網(wǎng)的提升泵站設(shè)在現(xiàn)狀南郊水廠院內(nèi)；2）閥門：為方便以后的檢修及后期的運行維護管理，穿越道路、水系等管線的兩端、城區(qū)道路相交路口及直線段每隔1km處設(shè)置1個檢修閥。閥門選用SZ45X-10型軟密封閘閥，閥井做法詳見國標(biāo)05S502地面操作磚砌圓形立式閘閥井。管徑大于等于DN100閥井內(nèi)均加設(shè)管道柔性伸縮器；3）放氣閥：根據(jù)管網(wǎng)布置，在直線段每隔1km～1.5km的管線隆起地段及穿越水系處加設(shè)排氣閥，用以排除管道內(nèi)積聚的空氣，在管道檢修、放空時進入空氣。同時在產(chǎn)生水錘時空氣自動進入，避免產(chǎn)生負壓。排氣閥井做法詳見國標(biāo)05S502P。排氣閥選用CARX型復(fù)合式排氣閥。

2.2.3 管材的選取

給水管材應(yīng)滿足以下條件：能承受所需的內(nèi)壓；具備一定的抗外荷載能力；長期輸水后，內(nèi)壁光滑，能保持相當(dāng)好的水力條件；和水接觸不產(chǎn)生有毒物質(zhì)；安裝方便，維修簡單；耐腐蝕，使用年限長；造價低。

目前常用的給水管材主要有球墨鑄鐵管、鋼筋混凝土管、鋼管、玻璃鋼管和塑料管等。球墨鑄鐵管、鋼筋混凝土管重量大，不便于運輸和安裝。鋼管耐銹蝕性差，特別是東營地區(qū)土壤鹽堿化程度高，極易銹蝕，造成二次污染。一般用于大口徑給水管道管件接口等部位或穿越鐵路、河谷等地區(qū)。本工程設(shè)計管線管徑偏小，不適宜用玻璃鋼管。塑料管是目前國內(nèi)外大力發(fā)展和應(yīng)用的新型化學(xué)建材，它與金屬管道相比，具有重量輕、輸送流體阻力小、安裝方便、耐久性好、價格低等特點。

通過以上比較，PE管材符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用輸配水設(shè)備及防護材料的安全性評價標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 17219），是國家推廣應(yīng)用的環(huán)保型管材，耐久性好，漏失水量少，柔韌性好，安全系數(shù)高，施工方便。因此確定本次工程輸水管采用PE100給水管。

2.2.4 管網(wǎng)施工

目前常用的管道施工方法有開挖施工和非開挖施工。

開挖施工包括：放坡開挖和支護開挖。放坡開挖施工主要適用在地質(zhì)條件較好、場地開闊、管道埋深較淺（一般2m～4m）、地下水位較深或降水較容易的條件。該施工方法簡單，工程造價相對較低。支護開挖施工主要用于管道埋深較大（一般5m）、施工場地受到限制、地下水位較高或降水不容易的條件下。此方法施工較放坡施工復(fù)雜，技術(shù)難度較大，工程造價相對較高。

非開挖施工方法較多，主要有頂管法、導(dǎo)向鉆法、水平定向鉆進法、微型隧道法及水平螺旋鉆進法等。從現(xiàn)在的非開挖設(shè)計經(jīng)驗看，用的較多的是頂管法和導(dǎo)向鉆法。頂管施工主要用于管道埋設(shè)較深（一般6m以上），施工場地狹小或受周圍建筑物限制、管徑較大（一般800mm以上）的條件下，如穿越河道、鐵路、城市干道等。導(dǎo)向鉆穿越施工主要適用于敷設(shè)距離較長的小口徑（一般400mm以內(nèi)）地下管線，可以用于穿越小型河流、水渠、高速公路、鐵路、交通繁忙的城市道路等，在市政給排水管及燃氣管等的施工中應(yīng)用較為廣泛。

本次分質(zhì)供水工程考慮選用開挖施工和導(dǎo)向鉆穿越施工。管線在過水系及城市道路相交路口時采用導(dǎo)向鉆穿越施工，其余采用開挖施工。

3 問題與建議

1）設(shè)計前應(yīng)進行廣泛的民意調(diào)查，得到市民的支持很關(guān)鍵，對下一步施工和進度控制至關(guān)重要；2）現(xiàn)狀管線普查要全面，從而在設(shè)計施工中才能確定合理的路由，滿足規(guī)范的要求。管線定線一定要仔細、慎重，設(shè)計時不僅要看管線的實測資料和工程勘查報告，更要深入現(xiàn)場詳細勘查核實，不能紙上談兵，閉門造車，與實際不符；3）各種不利因素和牽涉到資金的內(nèi)容一定要考慮周全，如溝槽開挖、回填、道路修復(fù)、綠化修復(fù)、現(xiàn)狀管線的防護等，設(shè)計考慮的因素越全面，對下階段項目的順利實施就越有利；4）加強項目的后期回訪，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，以利于更加完善。

[1]GB50268-2008給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范.

[2]CJJ110-2006管道直飲水系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程.

[3]GB50013-2006室外給水設(shè)計規(guī)范.

[4]CJ94-2005飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).

[5]GB5749-2006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中.

[6]嚴煦世，范瑾初主編.給水工程[M].4版.中國建筑工業(yè)出版社，1999.

[7]東營市中心城生活水質(zhì)提升工程可行性研究報告.