城市供水管网现状及技术改造
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摘要:目前城市供水管网存在的主要问题有:供水漏损率逐年增加，爆管事故频繁，二次污染严重，供水服务压力难以保证。问题的主要原因，一是管网老化；二是厂网不匹配；三是管材低劣超负荷运行；四是管道腐蚀严重，管网漏失，水质下降的问题是目前困扰供水企业的一大难题，也是必须要抓且要彻底解决的现实问题。这里结合本人和信阳市城区供水管网改造建设的工作实践谈几点体会。
关键词:管道腐蚀；二次污染；管网改造；管网漏失
城市供水管网是城市重要的基础设施，是赖以生存和发展的物质基础，被称为城市的“生命线”。它的维护管理水平的高低直接影响到市民的日常生活、工厂企业的生产运转。在经济发展、城市化建设日益加快的今天，供水管网存在的问题不但影响居民的用水安全，也影响了供水企业的社会和经济效益。
目前，我公司现有湖东水厂，南湾水厂两座水厂，日供水能力26万吨，供水主管网1200多公里，城市供水管网存在的主要问题有:供水漏损率增加，爆管事故频繁，部分区域供水服务压力难以保证。问题的主要原因，一是管网老化，二是厂网不匹配，三是管材低劣超负荷运行，四是管道腐蚀严重。水质下降，水压、水量受老管网限制的问题是目前困扰供水企业的一大难题，也是必须要抓且要彻底解决的现实问题。它对提高居民的健康生活水平，减少企业的生产成本，保证供水企业的可持续发展，都具有重大的现实意义。由于过去在设计、施工、管材等方面的种种原因，供水系统存在着亟待解决的问题。原敷设的无内衬管道已基本腐蚀，管道内壁结垢现象严重，当水压水量波动时就容易形成铁锈水，严重影响了企事业单位和居民的生产生活，要求改善水质、提高市政管网压力的呼声强烈。
1. 供水管道腐蚀的现状
自来水在输送过程中受到管道的“二次污染”是主要原因，引起“二次污染”的主要原因又是管道腐蚀产生的锈蚀物。为此，我们对全市的供水管道，根据不同的使用年限、不同的管材、管径等因素，选择了几个调查点，对管道内壁的腐蚀情况进行了取样调查，从调查的情况分析，凡是没做内衬的管材，使用5年以上均百分之百地被锈蚀，尤其是普通铸铁管材更为明显，从管道中取出的锈块，大的直径约有4-6厘米，可见管道腐蚀的严重性。
供水管道内部严重的腐蚀结垢，在流速偏低或滞留水的管网末端，一旦管内水流改向或突然加快时会引起水浑浊、发黄。内部沉积结垢造成管径断面缩小，有的DN100管的断面仅相当DN50管的断面或者更小，严重影响管网水质及输水能力。管道缩径很厉害，影响水质水压，加大了管网运行负荷。
早期铺设的供水管道所使用的管材大都以普通铸铁管和镀锌钢管为主，并很少有内衬。这些受腐蚀管线成了城市供水水质的最大污染源，也成了供水企业的一块心病。
2. 管内锈蚀对供水水质的影响
由于长期受到水的腐蚀作用，管内壁上生成一种含有多种成分和细菌的“生长环”，它的厚度主要受水质、管道材料和使用时间的影响，这些锈垢上所含的多种成分和细菌，会溶于水中，使水质受到“二次污染”。
还有管道结垢后，水质“二次污染”，使水中余氯被有机物消耗殆尽，所以细菌的总数增加，在这些细菌中有病原菌，也有对管道起腐蚀作用的细菌。这些各种各样的细菌，有的严重影响水质，有的则加剧了管道腐蚀，从而缩短管道的使用寿命。旧管道内沉积和锈蚀的日益严重，不仅降低了供水能力，还导致管道内水质恶化。因此，加强给水管道的科学管理，正确解决管道内的沉积锈蚀，是提高效益、节约资金、搞好服务的一项重要措施，它既能改善供水水质，又可延长管道的使用寿命，有不容忽视的经济效益和社会效益。
3. 供水管网改造技术要点
在实际中，现状管网是依据若干年的规划和建设积累而成的，可能会遇到局部管网规模与城市发展速度相比相对滞后的问题。这就涉及到长远利益与当前利益的取舍问题：是争取资金加大投资力度改善供水能力，还是“缝缝补补又三年”，过几年再说。随着城市发展速度的加快，最好能结合城市改造的步伐，逐步调整输、配水管网的不利点、不利管段。这需要对供水管网监测提出要求，在技术条件允许的情况下，要对全市管网进行动态监测，甚至可以进行数字建模、电子模拟，对本地的管网状况做到了然于胸，以便为合理调整、优化管段提供依据。这也是供水企业科技转化为生产力的一个方向。
3.1要循序渐进，突出重点。城市供水管网改造区域面广，改造工程量大，并且涉及到其他市政基础设施，应当与城市改造、城市道路建设、其他市政管线的建设统筹协调进行。当前改造的重点，应当是结合有关市政建设，以承上启下的主干管改造为主。认真做好城市供水管网普查工作，建立管网技术档案，制定管网改造规划，有计划地对使用年限超过５０年和严重老化的管网进行改造，加快管网改造规划的实施，要优化管网布局和工程技术方案，加强对工程项目的协调和监管，保证工程的顺利实施和质量安全。
具体实施时，根据群众对水质水压不足反映强烈的路段尽早改造，并结合市政供水管网分布的具体情况，制定详细的改造实施规划。老城区范围内管网改造难度大，其中会涉及到老管道使用年限长，管道上带用户较多，支线管道的分布不能确定具体位置，其他综合管线密布地下，道路开挖影响交通和改造时间紧等实际问题。所以，必须制定详细的设计改造方案。供水管道改造前必须仔细查勘现场，选择合理的管线埋设位置，确定老管道用户使用区域，并查看管网图，分析主管道、分支管道、过街管道的走向及具体分布情况。通过用水量计算确定新管道管径，制定新旧管道碰接的具体技术措施。管道具体敷设时，沟槽开挖需对沿线用水分支管道的具体位置做好标记，并取得各管线单位的有效配合，通过查看、探测、推断、询问、现场跟踪等方式周密的进行管道改造施工，新管道铺设完成并合理预留好各个分支三通后，集中力量对沿线用户管道进行对接安装，启用新管道再报废原供水管道。与此同时，做好合理的沿线停水计划，避免给居民生活造成过多的不便。
3.2综合考虑技术经济因素，积极采用新型管材。管材的选用，积极推广新型管材。按因地制宜的原则，推广使用球墨铸铁、各类给水塑料管以及质量好的钢筋混凝土管，保证安全供水和防止水质二次污染，满足城市供水需要。加强对陈旧老化的供水区域进行维修、改造更新，减少漏水。大口径的供水管，宜采用钢管或球墨铸铁管，运输方便和施工场地宽敞的也可以选用普通预应力砼管，玻璃钢管由于易老化而应慎用；中小口径的供水管，宜经过技术经济比较选用球墨铸铁管、PVC管、PE管、PPR管或钢塑复合管材。淘汰灰口铸铁管、冷镀锌铁管、普通砼管、含铅PVC管等易爆、易裂、易锈、易污染的劣质管材。
3.3采用新的施工技术。第一，管道必须考虑环氧树脂或水泥砂浆衬里等防腐措施；第二，尽可能采用柔性接口，焊接钢管要考虑安装伸缩节；第三，施工时应积极采用内衬管滑（拉）入衬装、管道翻衬、爆（碎）管衬装、定（导）向钻技术、管内壁喷涂等非开挖技术。
3.4优化管网设计。第一，要结合市政管线发展情况，进行地下管线的综合规划设计，有条件的宜发展共同沟（市政综合管廊）；第二，进行管网优化设计，改善供水服务压力，促进城市供水节能。
3.5加强管理，保证管道设计和施工。由于设计和施工的原因，造成管道安装完后导致管道发生位移而爆管。这种位移包括基础不均匀沉降的影响和受到外部压力的影响，特别是需回填土改造的道路，因回填土密度达不到标准，产生纵向弯曲，导致管道失稳，在接口、腐蚀点等最薄弱处产生破裂而漏水。加强管理，抓好管道工程施工安装，施工中要特别注意的事项：做好管道基础处理工作，管道基础一定要平整，管道周围不得有硬块或尖状物，遇软地基时要回填沙石分层夯实；支墩的后背必须紧靠原状土，若有空隙要用相同材料填实；回填土必须夯实，密实度应达90%以上，车行道必须回填杂砂石，回填时不能从一边侧边冲压管道；严格材料的验收、检查制度，管道在搬运、存放时要按要求执行，钢管及钢制件按标准严格进行防腐；排气阀的设计认真对待供水管道中排气阀的设置。管道中因水锤造成的气囊带来的爆管事故屡有发生，所以阀门有必要进行精心设计和施工，特别是在主干管、地势落差大的输水管道上的阀门更应认真对待。严格按照施工图及施工规范安装，不可随意变更设计。做好管道试水试压工作，严格按验收规程进行，认真做好管道施工竣工图绘制，及时归档备案，方便管网维修、管理。
3.6加强供水管网监测，提高城市供水管网的漏损检测水平。供水管网遍及整个城市，涉及千家万户，它应该是封闭的、承压的，但由于管道年久失修或其它管线等施工的干扰，供水管网的漏水现象始终是存在的。据统计，以全国城市年售水量222.49亿m3计，一大漏失的水量就达1524万m3，比五座直辖市的供水量总和还多，相当于每秒漏夫176．4m3的水，这是一项不可低估的水资源损失。在我们这么一个水资源相对紧缺的国家里，节省水资源尤为重要，作为供水行业的管理工作者，应不断地把降低管网漏失率作为检验管理水平的一项主要指标，促使企业管理工作的改进。
开展管网漏损研究，进行区域性检漏，提高暗漏检测的准确率。特别是配水干线和分支供水管网，是管网漏损的主要发生范围。供水管道埋设比较浅的，容易确定暗漏漏点位置，但仍有不少数漏点因地理条件等原因需要再三检测才确定位置，甚至有些漏点没有冒漏到路面而没能及时测定、修复，当我们找到漏点，漏水情况已经扩大或已经漏失很长的时间。通过开展漏水检查，提高暗漏探测的准确率，减少漏点的查找、修复时间，能有效地控制管网漏损。成立专业的检漏队伍，配备先进的检测设备(如噪音记录分析、相关仪等)，充实相应的技术人员，实行经济责任制，独立核算，有效地开展检漏、修漏工作。加强管网巡检工作，把管网分区域落实到人，定期巡检、维护；同时也要充分调动群众的积极性，把发现的漏水问题及时报自来水公司，在一定程度上能有效降低管网漏损率。
参考文献：中国建设信息水工业；
中国供水节水报；
中国水利报；
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