淺談山區(qū)城市分區(qū)給水系統(tǒng)

■劉蓮琴 ■南平水務(wù)發(fā)展有限公司，福建 南平 353000

1 南平山城供水概況

南平城區(qū)，建溪、西溪穿過市區(qū)匯入閩江，供水水源以河流為主，山溪水為輔。南平城市依山而建，地勢高差大，建設(shè)用地標(biāo)高在75～200m之間;城區(qū)內(nèi)用地緊張，基本上以多層、高層建筑為主，房屋建筑一般均在十一層以上，人口密度高。

根據(jù)南平其獨特的城市建筑格局和地理特點以及“一戶一表”的實行，管網(wǎng)采用“集中統(tǒng)一供水，局部加壓”的供水方式，地形標(biāo)高低于95m的由管網(wǎng)壓力直接供水，原則上地形高于95m的由加壓泵站加壓供水。南平采用設(shè)置加壓泵站的分區(qū)供水系統(tǒng)，加壓泵站供水量(約5萬噸)占總供水的60%以上，運行的加壓泵站有18座，管網(wǎng)中布置高位水池與之配套聯(lián)合供水以維持供需平衡。超出加壓泵站供水高程的個別建筑或小范圍建筑群采用加壓設(shè)備加壓分區(qū)供水。中心區(qū)采用的是區(qū)域性的串聯(lián)供水方式和并聯(lián)分區(qū)供水結(jié)合;水東、水南、八仙等呈帶狀發(fā)展采用并聯(lián)分區(qū)供水方式。隨著城市擴(kuò)建，延平新城采用加壓泵站與新建水廠送水泵房合建加壓的長距離供水;西芹片區(qū)采用設(shè)中途加壓泵站加壓的長距離供水。

2 山區(qū)城市分區(qū)給水特點

(1)主要以加壓泵站分區(qū)給水為主，超高部分輔以變頻加壓供水:山區(qū)城市多為“多中心多組團(tuán)”城市布局，各片區(qū)布局比較分散，主要采用設(shè)置區(qū)域性加壓泵站分區(qū)給水系統(tǒng)，降低水廠的出廠水壓，達(dá)到節(jié)約能耗的目的。個別超過加壓泵站供水高程的采用加壓設(shè)備分區(qū)供水。

(2)山區(qū)城市依山而建，組團(tuán)比較分散，因此輸水管道長、管網(wǎng)延伸遠(yuǎn)、配水管網(wǎng)多為樹狀布置;分區(qū)供水，地下呈現(xiàn)供水壓力不同的多套管網(wǎng)。

(3)由于分壓供水多呈樹狀管網(wǎng)布置，且供水安全性受加壓泵站影響較大，同時山區(qū)城市有可的利用山頭地形，一般各分區(qū)管網(wǎng)均設(shè)置高位水池進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，提高各分區(qū)供水安生性。

(4)整個城市分區(qū)區(qū)域多，分區(qū)界線多，供水整體可靠性較差。地形復(fù)雜、高差大，各分區(qū)間沒有嚴(yán)格的地域界線，導(dǎo)致地勢低處管道水壓過高，部分管道水壓過低出現(xiàn)水壓不足、水量不夠的情況。

(5)分區(qū)供水形式靈活多樣。當(dāng)城市狹長發(fā)展時，多采用并聯(lián)分區(qū)運行方式，各區(qū)用水分別供給，各區(qū)水泵集中在一個泵站內(nèi)。當(dāng)城市沿垂直于等高線的方向縱深發(fā)展，采用串聯(lián)分區(qū)供水，以保證管網(wǎng)壓力適當(dāng)和節(jié)能。城市管線延伸長，以致管網(wǎng)水頭損失過大，為提高管網(wǎng)邊緣地區(qū)的水壓在管網(wǎng)中間設(shè)置加壓泵站。城市用地緊張或沿線沒有合適地塊可選用，可采用加壓泵站與水廠送水泵房合建的長距離供水。

3 山區(qū)城市分區(qū)供水系統(tǒng)存在的問題

山區(qū)城市分壓分區(qū)供水系統(tǒng)意義很大，經(jīng)濟(jì)可靠性方面主要是穩(wěn)定水壓、節(jié)能降耗;管網(wǎng)規(guī)劃方面便于合理分配流量;管理及分析方面便于控制水壓、便于控制各區(qū)用水量、易調(diào)查漏損;水質(zhì)方面易于減少水質(zhì)變化的影響。但分區(qū)供水系統(tǒng)在運行中，出現(xiàn)了諸多的問題:泵站建設(shè)多，運行管理費用高，送水成本高;爆管事故頻繁;局部區(qū)域流量與壓力不穩(wěn)定，不能滿足用戶需求;供水系統(tǒng)整體性差，調(diào)度困難;分區(qū)供水多套管網(wǎng)，管線施工和管理維護(hù)難度大。實際運行過程中還是存在許多亟待解決的技術(shù)與管理上的問題:(1)供水分區(qū)的分區(qū)界線大多數(shù)是依據(jù)專家的經(jīng)驗進(jìn)行確定，缺少收斂性和準(zhǔn)確性高、整體性的管網(wǎng)平差作指導(dǎo);(2)如何合理選擇合適水泵以及水泵機(jī)組的合理搭配，使水泵分級供水與高位水池配合盡量接近用水量變化曲線;(3)管網(wǎng)運行過程中的流量與壓力的調(diào)節(jié)難度大。給水泵站建設(shè)多，各供水泵站獨立運行，要保證全市各分區(qū)服務(wù)水壓及水量均在合理的范圍內(nèi)，調(diào)度難度大。用水處于平均值和低谷時，城市各節(jié)點流量和水壓都能得到滿足，用水高峰期時容易出現(xiàn)泵站調(diào)節(jié)水池進(jìn)水流量大與用戶“搶水”現(xiàn)象，部分節(jié)點供水壓力和水量難以得到滿足;(4)分區(qū)供水中分區(qū)界線雖明確，但分區(qū)界域不明確，各分區(qū)管網(wǎng)敷設(shè)最不利點和各節(jié)點的自由水頭往往不明確，導(dǎo)致在“一戶一表”直供模式中，容易出現(xiàn)處在各分區(qū)界線的上層住戶水壓出現(xiàn)周期性不足或用水高峰期水壓不足的情況;(5)排氣不暢，爆管事故多，管網(wǎng)漏失率大;地勢低的管網(wǎng)壓力大，管道及管件易損壞，管網(wǎng)漏失率大。

山區(qū)城市高低起伏較大，給水管網(wǎng)排氣是難題。加壓泵站建設(shè)多，管網(wǎng)延伸遠(yuǎn)，在突然停電或水泵故障停機(jī)時很容易發(fā)生爆管事故;(6)加壓泵站多，高位水池多，管網(wǎng)中水質(zhì)容易造成“二次污染”;管網(wǎng)延伸遠(yuǎn)，氯在管網(wǎng)中消耗快，管網(wǎng)末稍水余氯濃度不足。

4 分區(qū)系統(tǒng)安全供水采取的措施

(1)加壓泵站實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、自動化控制。各泵站均采取無人職守管理，所有泵站和水池的水位或進(jìn)站壓力、加壓泵組工作狀態(tài)、出站流量、出站壓力等運行參數(shù)均通過遠(yuǎn)傳到達(dá)調(diào)度中心，調(diào)度中心根據(jù)供水高、低峰的情況及壓力波動情況進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。各泵站支持水泵啟動設(shè)備手動控制、自動控制、遠(yuǎn)程控制加壓泵組的啟停;光纖通信監(jiān)視站內(nèi)全景及重要工位，實現(xiàn)泵站無人值守。

(2)加壓泵站內(nèi)水泵按不同分區(qū)配置，若干水泵機(jī)組并聯(lián)運行，根據(jù)不同的流量要求選擇組合方式。當(dāng)水量與水壓變化較大時，采用機(jī)組調(diào)速、更換葉輪、調(diào)整葉片等措施，水泵在滿足最高用水量時其揚(yáng)程在特性曲線的高效區(qū)內(nèi)，以減少能耗。

(3)加強(qiáng)管網(wǎng)水壓和流量的測定。為確保供水安全性，近年在供水管網(wǎng)上增設(shè)了測壓點，采取無線遠(yuǎn)傳的方式對分區(qū)管網(wǎng)進(jìn)行24小時的監(jiān)控，確保運行安全。逐步開展分區(qū)計量，合理開展流量分配調(diào)度。

(4)加強(qiáng)市政低壓制管網(wǎng)成環(huán)狀網(wǎng)，提高供水安全性。盡可能充分利用跨河大橋、新建道路等城市基礎(chǔ)建設(shè)，把各區(qū)域分區(qū)界線相同的管網(wǎng)通過跨河大橋或道路連接起來，互為補(bǔ)充。同時要求新開發(fā)區(qū)域的各分區(qū)管網(wǎng)在管網(wǎng)布置時成環(huán)狀網(wǎng)。

(5)為提高供水管網(wǎng)可靠性，采用爆管率低、抗震強(qiáng)度高和防腐性能好的球墨鑄鐵管。對管徑偏小和承壓能力差的管網(wǎng)及時進(jìn)行給水管網(wǎng)的改造與更換。

(6)供水管道的排氣順暢是保證供水管網(wǎng)安全運行的重要指標(biāo)，在設(shè)計和施工過程中加強(qiáng)對其重視。山區(qū)城市多起伏的管道，對排氣閥的設(shè)置上，我們不能僅局限于局部最高點、長距離無凸起點的管段每隔一定距離設(shè)置排氣這樣的設(shè)置方式，在一些容易被忽略排氣和考慮不周全的地方要加強(qiáng)排氣。

(7)為保持管網(wǎng)的正常水質(zhì)，除了提高出廠水水質(zhì)外，制定了詳細(xì)的管網(wǎng)沖洗計劃，定期對供水管網(wǎng)進(jìn)行清洗，定期清洗高位水池，確保飲用水安全。積極開展管網(wǎng)中途加氯，以提高管網(wǎng)邊緣地區(qū)的余氯濃度。

5 總結(jié)

山區(qū)城市分區(qū)供水系統(tǒng)的安全性和可靠性面臨著許多嚴(yán)竣的有待解決的問題，未來我們更需要加強(qiáng)理論的研究、學(xué)習(xí)和運用，進(jìn)一步開展分區(qū)管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)、管網(wǎng)的壓力、流量及水質(zhì)的全自動化調(diào)度與控制。

［1］張移.山地城市供水管網(wǎng)可靠性研究［D］.重慶大學(xué)，2012(03).

［2］張代明.淺析山區(qū)城市供水布置［J］.中國科技博覽，2014(38).