饮用水集中分质供水

路致涛

东营市市政工程设计院 ，山东东营 257091

东营市地处黄河最下游地区，处于《黄河三角洲高效生态经济开区发展规划》（中华人民共和国国务院 2009年12月）和《山东半岛蓝色经济区发展规划》（国家发展和改革委员会2011年1月）范围内，东北部濒临渤海。受自然条件限制，90%以上可利用水为黄河客水。黄河水水量存在年变化大、年内时空分布不均、水质差等问题。

随着经济水平的发展，人民物质文化水平的提高，人们对饮用水质量提出了更高的要求。虽然，目前自来水供水水质符合国家生活饮用水的标准要求，但对照国外先进技术水平尚有一定的差距。在水源受到污染的情况下，由于传统净水工艺的局限，饮用水水质安全性难以保证，考虑到饮水质量关系到人们的健康和生命安全，应选用水质较好的水源作为居民分质供水的水源。

1 取水水源及水处理厂的确定

根据东营市的供水现状，以供水系统尽可能地减少能耗、降低费用、减小供水系统不可避免的超压区的压力值为目标，对供水系统合理布置。取水水源、水处理厂、主用水地等三者位置关系，以及主用水地供水特点决定了水处理厂选址位置。

1.1 取水水源的确定

本工程选用的分质供水的水源来自东营市南部约60km的广饶县优质地下水。受东营市自来水公司委托，PONY谱尼测试对2012年2月3日的广饶地下水采样出具了《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006中的106项检查报告。报告显示该采样水符合《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006和《饮用净水水质标准》CJ94-2005的全部指标，可以直接作为净水应用。

1.2 水处理厂

水源水质优良，但由于长距离输送，因此在配水管网前需加设处理厂，处理厂主要考虑处理内容为：饮用水感和水二次污染的控制。

本工程水源距主用水地约60km，因此，水处理厂设于取水水源和主用水地之间并靠近主用水地较为恰当。根据城市规划布局和东营市现有水厂情况，考虑水处理厂的管理，水处理厂选址于市自来水厂南侧。此选址符合供水方向一致和接近主用水地的原则，而且该厂址便于水厂运行，统筹管理，节约建设投资，降低运行成本和管理费用。

1.3 水处理工艺

由于水源水质优良，可以直接作为净水应用。因此，本工程水处理厂出水主要关注与处理厂相关的60km的长距离输送和城市管网供水输送过程中的二次污染，同时保证供水水质的口感。

净水工艺：因对出水的要求为饮用水而非直饮水，从水质监测报告中，可以看到原水中无两虫问题，浊度较低，且近期来水管路系统的完整性较好，对水质影响较小，可采用碳虑层下设砂虑层即可保证出水浊度要求。但工程保留在碳虑池后设置膜滤的可能。

消毒工艺：水处理厂消毒需要考虑两个方面的问题：一是保证水厂内的消毒效果，二是较长消毒延续时间及消毒对应用水口感的要求。本工程水质较优，但需保持管网长时间消毒能力，水处理采用简单的CLO2消毒系统。

2 城区配水管网的设计

2.1 总体设计思路

2.1.1 工程范围

本次水质提升工程的范围为东营市中心城区，近期实施的范围主要是西起东青高速，东至东五路，北起北一路，南至潍河路，除安居工程采用分质供水外，其余均为单一供水系统，且不同程度的存在管线老化问题，其中改造水用户近5万户。

2.1.2 工程实施原则

1）安居工程现状有完善的直饮水供回水系统，本次“优水优用”工程只考虑将水源改为广饶地下水，原直饮水处理系统及管网继续运行；

2）未设直饮水的居住区及办公用地新设配水管网及户内配套管线；

3）范围内的学校及医院加设净水处理设施，处理标准为直饮水。工艺采用超滤。净水设备在春晖小学作为试点已运行半年时间，运行情况良好。

2.1.3 设计指标的确定

1）人口：近期人口为25万人，远期规划人口为40万人；

2）此方案引用的广饶地下水只考虑饮用水，不考虑其它生活用水，用水量标准取10L/人.d；

3）用水量不均匀系数：随着时间的变化，在每一天中的每一时段用水量并不一致，因此在设计过程中除应考虑每日的总用水量外，还需考虑到每日用水量的变化及每小时的用水量的变化，即日变化系数及时变化系数。本次设计参考东营市自来水厂的运行水量变化情况，确定日变化系数为1.3，时变化系数为1.6；

4）供水压力：供水压力按高日高时满足最不利点6层民用建筑用水规划，即0.28MPa的水压。六层以上的建筑原则上自行加压，满足用水要求。最不利点设在管网的最末端。

在以上指标的确定过程中，最关键的指标为用水量的取值。在《管道直饮水系统技术规程》（CJJ110-2006）中3.0.2条住宅楼最高日直饮水定额为2 L/（人.日）～2.5L/（人.日），经济发达地区的居民住宅楼可提高至4L/（人.日）～5L/（人.日）。在条文说明3.0.2条解释为：本条规定的最高日用水量，主要用于居民饮用、煮饭、烹饪。个人用水量的多少随经济水平、生活习惯、水费、水嘴水流特性、当地气温等因素的变化而不同。本规范条文中住宅规定的值参照了国内已建工程的设计值，并根据日本的优质水系统的用量，用于饮用的为1 L/（人.日）～3L/（人.日），饮用和烹饪做饭用量为3 L/（人.日）～6（L/人.日）。

本次的分质供水只考虑居民的饮用和烹饪做饭用水量，但因水不可以直饮，水费也会比直饮水低得多，用水量也会相对加大，所以用水量取10L/（人.日）。

2.1.4 水量计算

近期人口规模25万人，远期人口规模为40万人，饮用水用水量标准按10L/（人.d），日变化系数取1.3，时变化系数为1.6，管网漏失水量取高日用水量的10%，未预见用水量取高日用水量及管网漏损水量之和的8%。用水普及率为62.5%。下表为水量计算。

表1 水量计算

2.2 配水管网布置

2.2.1 水量分配

近期设计秒流量43L/s，远期设计秒流量为72L/s。配水管网、调节池及泵站按远期72L/s设计并实施。配水管网在南二路以南预留29L/s集中流量，以满足南展区饮用水水量的需求，其余43L/s满足现状的东城区、东营经济开发区饮用水水量的需求。

2.2.2 构筑物设计

1）提升泵站：配水管网的提升泵站设在现状南郊水厂院内；2）阀门：为方便以后的检修及后期的运行维护管理，穿越道路、水系等管线的两端、城区道路相交路口及直线段每隔1km处设置1个检修阀。阀门选用SZ45X-10型软密封闸阀，阀井做法详见国标05S502地面操作砖砌圆形立式闸阀井。管径大于等于DN100阀井内均加设管道柔性伸缩器；3）放气阀：根据管网布置，在直线段每隔1km～1.5km的管线隆起地段及穿越水系处加设排气阀，用以排除管道内积聚的空气，在管道检修、放空时进入空气。同时在产生水锤时空气自动进入，避免产生负压。排气阀井做法详见国标05S502P。排气阀选用CARX型复合式排气阀。

2.2.3 管材的选取

给水管材应满足以下条件：能承受所需的内压；具备一定的抗外荷载能力；长期输水后，内壁光滑，能保持相当好的水力条件；和水接触不产生有毒物质；安装方便，维修简单；耐腐蚀，使用年限长；造价低。

目前常用的给水管材主要有球墨铸铁管、钢筋混凝土管、钢管、玻璃钢管和塑料管等。球墨铸铁管、钢筋混凝土管重量大，不便于运输和安装。钢管耐锈蚀性差，特别是东营地区土壤盐碱化程度高，极易锈蚀，造成二次污染。一般用于大口径给水管道管件接口等部位或穿越铁路、河谷等地区。本工程设计管线管径偏小，不适宜用玻璃钢管。塑料管是目前国内外大力发展和应用的新型化学建材，它与金属管道相比，具有重量轻、输送流体阻力小、安装方便、耐久性好、价格低等特点。

通过以上比较，PE管材符合现行国家标准《生活饮用输配水设备及防护材料的安全性评价标准》（GB/T 17219），是国家推广应用的环保型管材，耐久性好，漏失水量少，柔韧性好，安全系数高，施工方便。因此确定本次工程输水管采用PE100给水管。

2.2.4 管网施工

目前常用的管道施工方法有开挖施工和非开挖施工。

开挖施工包括：放坡开挖和支护开挖。放坡开挖施工主要适用在地质条件较好、场地开阔、管道埋深较浅（一般2m～4m）、地下水位较深或降水较容易的条件。该施工方法简单，工程造价相对较低。支护开挖施工主要用于管道埋深较大（一般5m）、施工场地受到限制、地下水位较高或降水不容易的条件下。此方法施工较放坡施工复杂，技术难度较大，工程造价相对较高。

非开挖施工方法较多，主要有顶管法、导向钻法、水平定向钻进法、微型隧道法及水平螺旋钻进法等。从现在的非开挖设计经验看，用的较多的是顶管法和导向钻法。顶管施工主要用于管道埋设较深（一般6m以上），施工场地狭小或受周围建筑物限制、管径较大（一般800mm以上）的条件下，如穿越河道、铁路、城市干道等。导向钻穿越施工主要适用于敷设距离较长的小口径（一般400mm以内）地下管线，可以用于穿越小型河流、水渠、高速公路、铁路、交通繁忙的城市道路等，在市政给排水管及燃气管等的施工中应用较为广泛。

本次分质供水工程考虑选用开挖施工和导向钻穿越施工。管线在过水系及城市道路相交路口时采用导向钻穿越施工，其余采用开挖施工。

3 问题与建议

1）设计前应进行广泛的民意调查，得到市民的支持很关键，对下一步施工和进度控制至关重要；2）现状管线普查要全面，从而在设计施工中才能确定合理的路由，满足规范的要求。管线定线一定要仔细、慎重，设计时不仅要看管线的实测资料和工程勘查报告，更要深入现场详细勘查核实，不能纸上谈兵，闭门造车，与实际不符；3）各种不利因素和牵涉到资金的内容一定要考虑周全，如沟槽开挖、回填、道路修复、绿化修复、现状管线的防护等，设计考虑的因素越全面，对下阶段项目的顺利实施就越有利；4）加强项目的后期回访，总结经验教训，以利于更加完善。

[1]GB50268-2008给水排水管道工程施工及验收规范.

[2]CJJ110-2006管道直饮水系统技术规程.

[3]GB50013-2006室外给水设计规范.

[4]CJ94-2005饮用净水水质标准.

[5]GB5749-2006生活饮用水卫生标准中.

[6]严煦世，范瑾初主编.给水工程[M].4版.中国建筑工业出版社，1999.

[7]东营市中心城生活水质提升工程可行性研究报告.