城市供水管網(wǎng)建設(shè)與運(yùn)行維護(hù)的途徑研究

景立軍

摘? 要：供水管網(wǎng)作為城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施，其建設(shè)與管理運(yùn)行相對(duì)復(fù)雜，涉及范圍也較為廣泛。因此，需要結(jié)合實(shí)際建設(shè)需求做好管網(wǎng)的設(shè)計(jì)工作，要考慮影響管網(wǎng)運(yùn)行的各項(xiàng)因素，合理設(shè)計(jì)各項(xiàng)參數(shù)，以保證建設(shè)的順利完成。同時(shí)要強(qiáng)化后期的運(yùn)行管理，使用GIS綜合管理方法，保證供水管網(wǎng)高效和經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。本文從城市供水網(wǎng)和居住區(qū)供水網(wǎng)等設(shè)計(jì)方面對(duì)供水網(wǎng)建設(shè)工作進(jìn)行了分析，并通過運(yùn)營(yíng)管理以及管理系統(tǒng)的建立對(duì)供水管網(wǎng)維護(hù)方案展開了研究。

關(guān)鍵詞：城市? 供水管網(wǎng)? 運(yùn)行維護(hù)? 研究

中圖分類號(hào)：TK284.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）08（c）-0132-03

Abstract： As an important urban infrastructure， the construction， management and operation of water supply network are relatively complex， involving a wide range. Therefore， it is necessary to design the pipe network according to the actual construction demand， consider the factors affecting the operation of the pipe network， and reasonably design the parameters to ensure the smooth completion of the construction. At the same time， it is necessary to strengthen the operation management in the later stage， and use GIS comprehensive management method to ensure the efficient and economic operation of water supply network. This paper analyzes the construction of water supply network from the design aspects of urban water supply network and residential water supply network， and studies the maintenance scheme of water supply network through the establishment of operation management and management system.

Key Words： City; Water supply network;Operation and maintenance; Research

城市的發(fā)展使得管道數(shù)量日益增加，供水管網(wǎng)為城市重要基礎(chǔ)設(shè)施，其建設(shè)工作相對(duì)復(fù)雜，合理設(shè)計(jì)能夠保證建設(shè)順利完成。同時(shí)，還需展開高效的管理，才可保證供水管網(wǎng)高效和經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。

1? 城市供水管網(wǎng)的建設(shè)

1.1 城市供水網(wǎng)的設(shè)計(jì)

1.1.1 信息獲取

部分城市供水管網(wǎng)，是原有基礎(chǔ)改擴(kuò)建而來。當(dāng)前城市發(fā)展迅速，以往供水管網(wǎng)難以滿足其實(shí)際發(fā)展需求，因此，需要對(duì)特定管網(wǎng)加以改造。城市管理部向管網(wǎng)設(shè)計(jì)部門提供電子版管網(wǎng)資料。設(shè)計(jì)方通過專業(yè)軟件對(duì)于供水管網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算。因此，在設(shè)計(jì)過程信息獲取十分重要，有效信息獲取方式為，由管網(wǎng)管理部使用管理軟件，將管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)變?yōu)榫哂袑I(yè)屬性的管網(wǎng)圖，之后由設(shè)計(jì)院對(duì)上述數(shù)據(jù)加以轉(zhuǎn)換，變?yōu)檐浖勺R(shí)別格式。例如，某城市規(guī)劃局，向設(shè)計(jì)院提供CAD格式供水管網(wǎng)，信息當(dāng)中包含檢查井以及管線等圖形，同時(shí)還包括管網(wǎng)起點(diǎn)和終點(diǎn)位置標(biāo)高，管道直徑以及編號(hào)等信息，為后續(xù)供水管網(wǎng)設(shè)計(jì)工作提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

1.1.2 考慮因素

城市供水網(wǎng)設(shè)計(jì)過程需要考慮多方因素，在供水管網(wǎng)改造項(xiàng)目當(dāng)中，通常需要考慮到10年以上城市發(fā)展規(guī)劃，重新對(duì)供水進(jìn)行規(guī)劃。與此同時(shí)，還需考慮到改造之后供水可靠與安全性，設(shè)計(jì)之后能夠?qū)⒐芫W(wǎng)水質(zhì)方面問題加以改善，優(yōu)化管網(wǎng)使用性能，找到改造重點(diǎn)，對(duì)于漏水頻繁位置重點(diǎn)改造，以降低管網(wǎng)滴漏損失。還需將城市發(fā)展考慮其中，對(duì)供水管網(wǎng)加以優(yōu)化。因?yàn)閱渭円揽砍鞘幸?guī)劃對(duì)供水網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改善，可能導(dǎo)致供水網(wǎng)設(shè)計(jì)和城市發(fā)展之間相互矛盾，因此引入“高速公路”模式。參考高速公路特征對(duì)管網(wǎng)展開布置。對(duì)于環(huán)線建設(shè)環(huán)節(jié)，需將主線、環(huán)線等布局情況考慮其中。針對(duì)小型城市，可選擇縱向雙管管線設(shè)計(jì)方式，形成主干線或者內(nèi)環(huán)線等形式。若使用內(nèi)環(huán)線，就是將管線和其邊緣間距考慮其中，保證邊緣和中心點(diǎn)間距最小;若是用主干線設(shè)計(jì)方式，需要將線路左右兩側(cè)至邊緣距離優(yōu)先考慮，保證距離最短。還可使用干路管道設(shè)計(jì)方式，使用環(huán)形線，和干路管線互相連接，以降低局部水頭產(chǎn)生影響。兼顧技術(shù)要求，規(guī)避口徑不同管線相連情況，降低建設(shè)投資。配置支路管道，將環(huán)路管道內(nèi)流水借助支管送入用戶家中，可減少支管用量，保證供水區(qū)壓力要求。

1.1.3 水壓和流量設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)過程，需要提升供水壓力，保證城市各供水區(qū)域的管道可達(dá)到要求水壓標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前城市6層以下建筑可以直接供水，無須對(duì)水箱加以改造或者使用增壓設(shè)施，水壓標(biāo)準(zhǔn)0.2MPa。還需對(duì)供水管流速合理確認(rèn)，按照管徑大小綜合確定，當(dāng)管徑>400mm時(shí)，其經(jīng)濟(jì)流速處于0.9～1.4m/s之間;當(dāng)管徑處于100～400mm時(shí)，其最適宜流速區(qū)間為0.6～1.0m/s。

1.1.4 水泵參數(shù)

城市的供水管網(wǎng)大多數(shù)是水廠二級(jí)泵站對(duì)其供水，為保證對(duì)供水源壓力流量科學(xué)設(shè)計(jì)，需要將水泵參數(shù)向平臺(tái)計(jì)算內(nèi)融合。特別是城鎮(zhèn)級(jí)別供水管網(wǎng)，利用水泵參數(shù)計(jì)算結(jié)果更貼合實(shí)際。以消防校核為例，其平差計(jì)算環(huán)節(jié)，消防流量可占據(jù)供水管網(wǎng)流量最大時(shí)刻較高比例，由于消防工況的影響，可導(dǎo)致水泵實(shí)際運(yùn)行產(chǎn)生明顯偏移，其揚(yáng)程也出現(xiàn)降低情況。引入水泵參數(shù)之后，可將其轉(zhuǎn)化為曲線方程。其中離心泵流量揚(yáng)程計(jì)算方程

H=H0-SQ2

與水泵曲線實(shí)際情況對(duì)比存在較大差距。參數(shù)曲線當(dāng)中，重要工況點(diǎn)為水泵樣本描述其高效區(qū)域內(nèi)三點(diǎn)，因此可通過此三點(diǎn)建立工況方程，設(shè)計(jì)人員可在選取少量數(shù)據(jù)的前提下，展開精準(zhǔn)計(jì)算。實(shí)踐表明以小二乘法，通過多項(xiàng)式擬合曲線可獲得和設(shè)計(jì)相符的精度值。

1.2 居住區(qū)供水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)

在建筑的給排水規(guī)范當(dāng)中，要求住宅小區(qū)的集水管流量須按照服務(wù)人數(shù)、衛(wèi)生器具以及用水定額各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)綜合確定。供水管網(wǎng)的整體設(shè)計(jì)，流量計(jì)算并非按照用水點(diǎn)至供水點(diǎn)流量累加值來計(jì)算，因此和平差理論相違背，為解決此問題，需要找到一種方法，兼顧平差計(jì)算同時(shí)，滿足器具流量計(jì)算方式，對(duì)管道直徑合理選擇，確保流速、水頭損失以及流量等計(jì)算和規(guī)范相符。通常市政管網(wǎng)存在超過兩個(gè)接入口，入口壓力為特定值，各接口向管網(wǎng)供水量未知。以往設(shè)計(jì)方式先假定接口供水量，之后確定管道直徑，按照平差加以調(diào)整，保證最終設(shè)計(jì)和最小閉環(huán)的合差要求相符。

2? 城市供水管網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)

2.1 運(yùn)營(yíng)管理

2.1.1 強(qiáng)化巡檢

在供水管網(wǎng)管理過程，為排除潛在隱患，需要強(qiáng)化管道巡檢相關(guān)工作，由檢察人員對(duì)供水系統(tǒng)展開日常巡檢，并對(duì)供水管道漏水問題進(jìn)行實(shí)測(cè)，出現(xiàn)問題立即采取處理工作。與此同時(shí)，還需做好管道保溫與防凍等維護(hù)工作，防止冬季低溫造成管道凍裂，保證管道閥門以及水表箱等關(guān)鍵設(shè)施正常運(yùn)行。若巡查過程發(fā)現(xiàn)水管凍裂，需要及時(shí)更換，防止漏水。

2.1.2 管道升級(jí)

在管道升級(jí)過程，為保證對(duì)城區(qū)管道高效管理，防止受到老舊分支管道影響，致使供水管道存在問題，可以將分支管道共同改造。使用計(jì)量水表統(tǒng)一管理，在表井設(shè)置閉鎖閥，以便人員展開管理，防止出現(xiàn)偷盜水等問題。

2.1.3 閥門維護(hù)

供水管網(wǎng)維護(hù)以及管理過程，閥門、閥門井是重要部分，其主要作用為調(diào)節(jié)供水壓力，若發(fā)生緊急事故，可將事故段供水閥門及時(shí)關(guān)閉，為事故處理提供便利。因此管理過程需要做好閥門的維護(hù)工作，確保其開關(guān)自如，日常巡檢做好記錄，還需對(duì)長(zhǎng)期不用的閥門加強(qiáng)檢查，保證其能正常使用。當(dāng)閥門存在故障需要記錄在管理系統(tǒng)內(nèi)。維護(hù)管理閥門井蓋環(huán)節(jié)，需確保井蓋完整，高度和路面高程相同。

2.2 建立管理系統(tǒng)

2.2.1 利用GIS

管理供水網(wǎng)過程，可使用GIS系統(tǒng)，對(duì)管網(wǎng)改造經(jīng)過道路綜合分析，保證依托道路布局，合理改造管網(wǎng)，提升管網(wǎng)建設(shè)過程安全性。建立管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)其分類管理，將不同部門管網(wǎng)資料統(tǒng)一收集，已實(shí)現(xiàn)信息在線共享。若城市管道需施工、搶修等，可對(duì)相關(guān)部門開放權(quán)限，供其查閱資料。新設(shè)計(jì)道路展開管網(wǎng)施工，也可通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)資源，對(duì)建設(shè)過程統(tǒng)一規(guī)劃，便于施工人員結(jié)合進(jìn)度，有的放矢，及時(shí)更新管網(wǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)。

2.2.2 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)管網(wǎng)信息時(shí)，可設(shè)置監(jiān)測(cè)站，管網(wǎng)服務(wù)范圍10km2，可設(shè)置2個(gè)監(jiān)測(cè)站，并配置管壓、余氯以及濁度等監(jiān)測(cè)儀器，將監(jiān)測(cè)信息向調(diào)度室傳輸，實(shí)時(shí)分析管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。與此同時(shí)，還需對(duì)監(jiān)測(cè)儀器定期保養(yǎng)和維護(hù)，確保其能夠?yàn)楣芾硖峁?zhǔn)確數(shù)據(jù)。將監(jiān)測(cè)信息及時(shí)歸檔，為供水調(diào)度決策提供支持。

3? 結(jié)語(yǔ)

總之，城市供水管網(wǎng)的建設(shè)與管理涉及范圍較廣，因此，需要結(jié)合實(shí)際建設(shè)需求做好管網(wǎng)設(shè)計(jì)工作，考慮到影響管網(wǎng)運(yùn)行的各項(xiàng)因素，合理設(shè)計(jì)各項(xiàng)參數(shù)，強(qiáng)化后期運(yùn)管，使用GIS綜合管理，保證供水管網(wǎng)高效建設(shè)和高效運(yùn)行。

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