简述南北方取水输水管道布设宏观差异分析和发展方向

李淼 张旺成

摘要：现代中国南北方在许多方面都存在着不小的差异，这些差异导致了不同地区的取水方式和取水管道布置收到限制，因此演变发展出南北方各自独特的取水管道布设和方法，对于这些影响因素的深入分析解剖可以一定程度准确预测未来管道优化设计布置的发展方向，着重做出规划，综合有效利用资源为取水给水工程事业服务。

关键词：南北方差异;取水管道布设;气候条件地形;城市基础;工业化发展。

中国南北方取水管道布设差异受很多条件影响限制，这些条件决定着现在社会的管道设计规划和布置的存在形式。

一、气候条件因素

南北方气候有明显差别，南方受海洋季风的影响雨水充足，北方受大陆季风的影响，干燥，降水少。地域分布不匀：南多北少，东南多西北少，81%分布在长江以南。水位带、气侯有相互关系，南方水位浅，河流、湖泊众多且海洋季风气候显著，雨水充足，北方水位较深，因此河流、湖泊较少（所以北方井水居多），北方是大陆季风气候，降水少。气候不同导致水资源数量有不少差距，南方河流多且分布较为广泛，北方河流相对较少分布较为分散。由此南方在取水地点的确定选择多样性，取水管道的布设路径，方向等也形式繁多，每个城市都可以轻松的找到符合该地的水源地，这些水源地最大的一个共同点都是离取水城市很近，取水距离短可以使工作人员在管道设置型号材料选择等方面节约很多经济[1];北方城市取水需要在河流分布分散且数量较少的情况选择合理稳定的取水水源地，对于很多城市来说，输水距离会大大增加，这将增高管道的费用，同时，长距离运输必须面临不同地段的情况，一条输水管道经过不同地段时所需要的管道材料布设高度都要更为精确的规划[2]。气候不同，气温差距也是输水管道要面临的难题。北方气温普遍低于南方，冬季降雪早退雪晚，北方地区室外给水管采用直埋式，宜埋设在冰冻线以下，未埋设在冰冻线以下应采取保温措施;南方地区室外给水管采用直埋式，埋设在冰冻线以下且满足最小埋深。北方管道在埋设深度不能达到预设要求深度时还要考虑抗冻耐寒材料和其管道特殊布局形式。地上输水管道的取水输水管道铺设应合理结合城市供暖管线避免管路冰冻情况的出现。在寒冬时节，风雪堆积也会影响取水输水管道布设。相比较北方，南方多雨，临近地表寒气湿气活动及其突出，所采用的输水管道要更加偏向于防腐防土壤内部小型土壤动物的活动。

二、地形地势因素

中国地处亚洲东部，所以中国的地势特征，受到亚洲总体地形地势状况的影响，由于亚欧板块和印度洋板块的强烈碰撞挤压，使得在亚洲中部地区隆起了巨大的青藏高原、帕米尔高原和喜马拉雅山脉等山地，使得亚洲中部地区称为亚洲地势最高的区域。所以亚洲的地势总体特征是中间高四周低，而我国地处亚洲的东部，所以我国的总体地势特征为西高东低。我国地势的特征除了西高东低之外，还包括从西部青藏高原到东部沿海大陆架，呈明显的三级阶梯状分布。中国地势的三级阶梯分别是：第一级阶梯青藏高原，青藏高原是世界屋脊，平均海拔在4000米以上，包括青藏高原和柴达木盆地两大地形单元。青藏高原的边界是昆仑山、阿尔金山、祁连山和横断山脉，此线往东就是我国的第二级阶梯，包括准噶尔盆地、塔里木盆地、内蒙古高原、黄土高原、四川盆地和云贵高原等地形单元，海拔多在1000至2000米。第二级阶梯往东，过了大兴安岭、太行山、巫山、雪峰山一线就是第三级阶梯了，第三级阶梯是地势最低的一个阶梯，平均海拔多在500米以下，包括东北平原、华北平原、长江中下游平原、东南丘陵、山东丘陵和辽东丘陵等地形单元。中国西高东低，呈三级阶梯的地势特征，深刻的影响着中国的其他地理特征，包括气候、河流水文、人口分布、交通等方面都深受影响。总体来看，北方多平原，高原，南方多丘陵、山地。北方中部偏西北方多荒地，黄土高坡，沙漠地段，在这种自然条件下，城市的取水输水管道需要考虑黄沙干土移动对于其自身的摩擦侵蚀作用，要相对的加大管道铺设路径路段的土壤填埋厚度和加固技术。东北地势平坦，但冻土居多，铺设方案应使用合理铺设深度;西南地区，大部分位于喀斯特地貌，地下多溶洞、暗河，地上多山、断崖，在进行优先取水路途的设计时要避开断坡等地，此时会增加工程的费用。因为暗河溶洞的存在，地下水位较为高，易导致管道腐蚀，未知地点地下位置稳定性不确定，也会让布设方案有所改动[3]。南方四川、云南省有不少地区处于地震带上，地震带的宽度长度和地震频率也会让当地的取水输水管道布置与北方有细微差异。

三、城市基础差异

现在社会发展，各地经济迅速增长，城市处于高速发展中。但南北方乃至一个地区的各个城市发展都是有所不同的。北方自古为中国活动中心，北方历经很多朝代，城市发展比南方早很多，在古代很多北方城市便拥有自己的取水输水路线和固定区域。在中国近代，外国列强侵占中国北方东北三省，山东省时，使用了他们当时已经较为成熟的取水输水管网设计建造技术建设了不少管道工程。在现代城市扩建发展时，可以充分合理利用这些管道基础设施和区域，大量节约选址等经济费用。相反，南方城市自古发展较晚，旧城的取水输水管道建筑很少，所以南方城市发展过程中的管线设计和铺设不能利用旧基础设施和区域，都只能和新城市建筑的规划设计合理结合。

四、工业化发展因素

中国国力增强，经济增长，离不开工业化发展。北方工业发展比较早，在上世纪便是中国工业化发展的起源之地。但现在南方工业化发展程度高于北方，南方河流湖泊多，工业化程度高，如果发生化工污染，南方河流的广分布会使污染扩大且影响深渊。南方输水取水管线的布置方案对于工业工厂位置和污染区域的考虑要更为普遍。

结语：

除上述四种因素外，南北方还存在很多能够影响取水输水管道布设的因素，这些因素会让南北方管线布置长时间存在不同，同时也决定他们的发展方向不同。北方管线会继续加大对于其抗寒耐寒耐风化的技术，冻土层下不同深度对于管道布设影响研究;南方会在预防管线腐蚀，预防多种复杂地形地势对于管线布设的课题上走的更远。

参考文献

[1]陈大栋. 浅谈建筑给排水环保设计 [J] .中国新技术新产品， 2009.

[2]张雪艳.高层建筑给水排水设计中的节能节材策略[J].建筑设计管理，2011（07）.

[3]中華人民共和国国家标准给水排水工程管道结构设计规范GB 50332-2002.

作者简介：

李淼：1999年1月，男，彝族，贵州省黔西县，郑州大学，给排水科学与工程专业，本科生。

张旺成：1999年8月，男，汉族，河南省汝南县，郑州大学，给排水科学与工程专业，本科生。

（郑州大学 河南 郑州 450001）