浅谈山区城市分区给水系统

■刘莲琴 ■南平水务发展有限公司，福建 南平 353000

1 南平山城供水概况

南平城区，建溪、西溪穿过市区汇入闽江，供水水源以河流为主，山溪水为辅。南平城市依山而建，地势高差大，建设用地标高在75～200m之间;城区内用地紧张，基本上以多层、高层建筑为主，房屋建筑一般均在十一层以上，人口密度高。

根据南平其独特的城市建筑格局和地理特点以及“一户一表”的实行，管网采用“集中统一供水，局部加压”的供水方式，地形标高低于95m的由管网压力直接供水，原则上地形高于95m的由加压泵站加压供水。南平采用设置加压泵站的分区供水系统，加压泵站供水量(约5万吨)占总供水的60%以上，运行的加压泵站有18座，管网中布置高位水池与之配套联合供水以维持供需平衡。超出加压泵站供水高程的个别建筑或小范围建筑群采用加压设备加压分区供水。中心区采用的是区域性的串联供水方式和并联分区供水结合;水东、水南、八仙等呈带状发展采用并联分区供水方式。随着城市扩建，延平新城采用加压泵站与新建水厂送水泵房合建加压的长距离供水;西芹片区采用设中途加压泵站加压的长距离供水。

2 山区城市分区给水特点

(1)主要以加压泵站分区给水为主，超高部分辅以变频加压供水:山区城市多为“多中心多组团”城市布局，各片区布局比较分散，主要采用设置区域性加压泵站分区给水系统，降低水厂的出厂水压，达到节约能耗的目的。个别超过加压泵站供水高程的采用加压设备分区供水。

(2)山区城市依山而建，组团比较分散，因此输水管道长、管网延伸远、配水管网多为树状布置;分区供水，地下呈现供水压力不同的多套管网。

(3)由于分压供水多呈树状管网布置，且供水安全性受加压泵站影响较大，同时山区城市有可的利用山头地形，一般各分区管网均设置高位水池进行流量调节，提高各分区供水安生性。

(4)整个城市分区区域多，分区界线多，供水整体可靠性较差。地形复杂、高差大，各分区间没有严格的地域界线，导致地势低处管道水压过高，部分管道水压过低出现水压不足、水量不够的情况。

(5)分区供水形式灵活多样。当城市狭长发展时，多采用并联分区运行方式，各区用水分别供给，各区水泵集中在一个泵站内。当城市沿垂直于等高线的方向纵深发展，采用串联分区供水，以保证管网压力适当和节能。城市管线延伸长，以致管网水头损失过大，为提高管网边缘地区的水压在管网中间设置加压泵站。城市用地紧张或沿线没有合适地块可选用，可采用加压泵站与水厂送水泵房合建的长距离供水。

3 山区城市分区供水系统存在的问题

山区城市分压分区供水系统意义很大，经济可靠性方面主要是稳定水压、节能降耗;管网规划方面便于合理分配流量;管理及分析方面便于控制水压、便于控制各区用水量、易调查漏损;水质方面易于减少水质变化的影响。但分区供水系统在运行中，出现了诸多的问题:泵站建设多，运行管理费用高，送水成本高;爆管事故频繁;局部区域流量与压力不稳定，不能满足用户需求;供水系统整体性差，调度困难;分区供水多套管网，管线施工和管理维护难度大。实际运行过程中还是存在许多亟待解决的技术与管理上的问题:(1)供水分区的分区界线大多数是依据专家的经验进行确定，缺少收敛性和准确性高、整体性的管网平差作指导;(2)如何合理选择合适水泵以及水泵机组的合理搭配，使水泵分级供水与高位水池配合尽量接近用水量变化曲线;(3)管网运行过程中的流量与压力的调节难度大。给水泵站建设多，各供水泵站独立运行，要保证全市各分区服务水压及水量均在合理的范围内，调度难度大。用水处于平均值和低谷时，城市各节点流量和水压都能得到满足，用水高峰期时容易出现泵站调节水池进水流量大与用户“抢水”现象，部分节点供水压力和水量难以得到满足;(4)分区供水中分区界线虽明确，但分区界域不明确，各分区管网敷设最不利点和各节点的自由水头往往不明确，导致在“一户一表”直供模式中，容易出现处在各分区界线的上层住户水压出现周期性不足或用水高峰期水压不足的情况;(5)排气不畅，爆管事故多，管网漏失率大;地势低的管网压力大，管道及管件易损坏，管网漏失率大。

山区城市高低起伏较大，给水管网排气是难题。加压泵站建设多，管网延伸远，在突然停电或水泵故障停机时很容易发生爆管事故;(6)加压泵站多，高位水池多，管网中水质容易造成“二次污染”;管网延伸远，氯在管网中消耗快，管网末稍水余氯浓度不足。

4 分区系统安全供水采取的措施

(1)加压泵站实现远程监控、自动化控制。各泵站均采取无人职守管理，所有泵站和水池的水位或进站压力、加压泵组工作状态、出站流量、出站压力等运行参数均通过远传到达调度中心，调度中心根据供水高、低峰的情况及压力波动情况进行远程控制。各泵站支持水泵启动设备手动控制、自动控制、远程控制加压泵组的启停;光纤通信监视站内全景及重要工位，实现泵站无人值守。

(2)加压泵站内水泵按不同分区配置，若干水泵机组并联运行，根据不同的流量要求选择组合方式。当水量与水压变化较大时，采用机组调速、更换叶轮、调整叶片等措施，水泵在满足最高用水量时其扬程在特性曲线的高效区内，以减少能耗。

(3)加强管网水压和流量的测定。为确保供水安全性，近年在供水管网上增设了测压点，采取无线远传的方式对分区管网进行24小时的监控，确保运行安全。逐步开展分区计量，合理开展流量分配调度。

(4)加强市政低压制管网成环状网，提高供水安全性。尽可能充分利用跨河大桥、新建道路等城市基础建设，把各区域分区界线相同的管网通过跨河大桥或道路连接起来，互为补充。同时要求新开发区域的各分区管网在管网布置时成环状网。

(5)为提高供水管网可靠性，采用爆管率低、抗震强度高和防腐性能好的球墨铸铁管。对管径偏小和承压能力差的管网及时进行给水管网的改造与更换。

(6)供水管道的排气顺畅是保证供水管网安全运行的重要指标，在设计和施工过程中加强对其重视。山区城市多起伏的管道，对排气阀的设置上，我们不能仅局限于局部最高点、长距离无凸起点的管段每隔一定距离设置排气这样的设置方式，在一些容易被忽略排气和考虑不周全的地方要加强排气。

(7)为保持管网的正常水质，除了提高出厂水水质外，制定了详细的管网冲洗计划，定期对供水管网进行清洗，定期清洗高位水池，确保饮用水安全。积极开展管网中途加氯，以提高管网边缘地区的余氯浓度。

5 总结

山区城市分区供水系统的安全性和可靠性面临着许多严竣的有待解决的问题，未来我们更需要加强理论的研究、学习和运用，进一步开展分区管网地理信息系统、管网的压力、流量及水质的全自动化调度与控制。

［1］张移.山地城市供水管网可靠性研究［D］.重庆大学，2012(03).

［2］张代明.浅析山区城市供水布置［J］.中国科技博览，2014(38).