管網(wǎng)區(qū)塊化理念在集約供水中的實(shí)踐

上海水利工程設(shè)計(jì)研究院 200063

摘要：當(dāng)前，集約供水管網(wǎng)存在諸多問(wèn)題，如漏損現(xiàn)象嚴(yán)重、供水電能消耗高、安全事故頻發(fā)等，為此，管網(wǎng)區(qū)塊化理念在集約供水中應(yīng)用價(jià)值得以體現(xiàn)。本文基于管網(wǎng)區(qū)塊化理念的概述，分析管網(wǎng)區(qū)塊化的劃分因素，從實(shí)踐難點(diǎn)和要點(diǎn)兩方面論述管網(wǎng)區(qū)塊化理念在集約供水中的實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：管網(wǎng)區(qū)塊化；集約供水；實(shí)踐；難點(diǎn)；要點(diǎn)

在城市化進(jìn)程日益加快的形勢(shì)下，集約供水管網(wǎng)建設(shè)得到發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)，也面臨著更高的要求。目前，供水官網(wǎng)體系中，管網(wǎng)壓力不平衡造成管網(wǎng)使用壽命的縮短，引發(fā)供水管網(wǎng)安全事故，導(dǎo)致嚴(yán)重管網(wǎng)漏損現(xiàn)象，電能消耗偏高，管網(wǎng)水源二次污染現(xiàn)象極易發(fā)生，這種種現(xiàn)象均導(dǎo)致管網(wǎng)供水生產(chǎn)銷出存在較大差異，管網(wǎng)供水的整體經(jīng)濟(jì)效益得不到提高。在管網(wǎng)供水體系中，為確保管網(wǎng)供水安全性能和經(jīng)濟(jì)效益的提高，有效降低管網(wǎng)供水的電耗、漏耗等，管網(wǎng)區(qū)塊化理念應(yīng)運(yùn)而生，對(duì)改善供水現(xiàn)狀、提高供水效益有著重要的理論指導(dǎo)意義。

一、管網(wǎng)區(qū)塊化理念概述

（一）管網(wǎng)區(qū)塊化

就管網(wǎng)區(qū)塊化理念的發(fā)展而言，隨著2001年趙宏賓教授首次提出給水體系的區(qū)塊化理念，管網(wǎng)區(qū)塊化理念得以形成并飛速發(fā)展。趙宏賓教授指出，給水體系的區(qū)塊化理念并不是供水管網(wǎng)的簡(jiǎn)單串聯(lián)或并聯(lián)，而是根據(jù)供水水源、用戶需求、行政區(qū)域以及地形地貌的綜合要求進(jìn)行供水管網(wǎng)的區(qū)塊化劃分，以現(xiàn)有供水管網(wǎng)為劃分基礎(chǔ)，劃分出供水管網(wǎng)的不同區(qū)塊，實(shí)現(xiàn)分區(qū)供水和集約供水的區(qū)域管理，保證各級(jí)官網(wǎng)管道的功能相對(duì)分離。同時(shí)，在供水管網(wǎng)的各個(gè)區(qū)塊安裝管網(wǎng)監(jiān)測(cè)裝置，動(dòng)態(tài)化檢測(cè)各區(qū)塊的水壓、水量、水質(zhì)，在同等級(jí)的官網(wǎng)區(qū)塊之間以應(yīng)急聯(lián)絡(luò)管道相連，實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)的有效控制，確保用戶的安全用水需求。

在管網(wǎng)區(qū)塊化理念的初步提出后，2002年供水管網(wǎng)分區(qū)的微觀動(dòng)態(tài)模型得以建立，2003年才真正出現(xiàn)管網(wǎng)區(qū)塊化理念的系統(tǒng)闡述，2007年管網(wǎng)區(qū)塊化理念利用水力模擬實(shí)驗(yàn)得以進(jìn)一步優(yōu)化并完善，直到2008年，趙明教授總結(jié)歸納出管網(wǎng)區(qū)塊化理念和具體實(shí)施方案，其過(guò)程如下圖所示。

由上圖可知，管網(wǎng)區(qū)塊化理念實(shí)現(xiàn)了供水主管和支管的功能相對(duì)獨(dú)立，結(jié)合地形、區(qū)域特征劃分出管網(wǎng)體系的若干獨(dú)立分區(qū)，供水體系的等級(jí)化和區(qū)塊化得以全面實(shí)現(xiàn)。

（二）管網(wǎng)區(qū)塊化區(qū)塊化分因素

在集約供水中，為合理有效地劃分管網(wǎng)各區(qū)塊，需要考慮四個(gè)方面的因素，包括供水水源點(diǎn)的數(shù)量和位置、區(qū)域劃分邊界、水壓分區(qū)以及自然生態(tài)環(huán)境。在進(jìn)行管網(wǎng)區(qū)塊化分時(shí)，首先要考慮的是根據(jù)集約供水的實(shí)際要求，合理選定供水水源點(diǎn)的數(shù)量和位置，盡可能避免出現(xiàn)長(zhǎng)距離供水或高差距水壓供水現(xiàn)象。例如，在進(jìn)行相對(duì)較平坦地區(qū)的管網(wǎng)區(qū)塊化分時(shí)，通常情況下選擇區(qū)域中心地帶為供水水源點(diǎn)；若地形坡度變化較大，以最高坡度為標(biāo)準(zhǔn)選擇供水水源點(diǎn)。其次，根據(jù)區(qū)域劃分邊界簡(jiǎn)單進(jìn)行官網(wǎng)區(qū)塊的劃分，盡管操作簡(jiǎn)單，但在一定情況下是既可行又經(jīng)濟(jì)的管網(wǎng)區(qū)塊化劃分方式，施工成本較低。再次，在根據(jù)水壓實(shí)際情況劃分管網(wǎng)分區(qū)時(shí)，可以根據(jù)地形差異和用戶需求進(jìn)行水壓的調(diào)整分區(qū)，是有效避免供水管網(wǎng)漏損現(xiàn)象和降低能耗的重要指標(biāo)因素。在官網(wǎng)區(qū)塊話分中，水壓分區(qū)的實(shí)際操作是結(jié)合區(qū)域內(nèi)的地形高低差距、用戶實(shí)際需求和管網(wǎng)漏水率合理劃分出不同的水壓壓力區(qū)，各分壓區(qū)域的壓力差距相差不大，管網(wǎng)整體水壓平均值得以降低，管網(wǎng)整體水壓要求得以滿足。最后，在根據(jù)區(qū)域自然生態(tài)環(huán)境進(jìn)行管網(wǎng)區(qū)塊劃分時(shí)，主要考慮城市主干道、河流、山谷等的影響，盡可能以自然條件作為區(qū)塊分區(qū)界限，天然劃分供水管網(wǎng)區(qū)塊的劃分。

二、管網(wǎng)區(qū)塊化理念在集約供水中的實(shí)踐

在集約供水中，管網(wǎng)區(qū)塊化的理念的實(shí)踐需要事先考慮其實(shí)踐難點(diǎn)，才能有效把握實(shí)踐要點(diǎn)，實(shí)踐效果才能更加理想。

（一）管網(wǎng)區(qū)塊化理念在集約供水中的實(shí)踐難點(diǎn)

管網(wǎng)區(qū)塊化理念在集約供水中的實(shí)踐要注意三個(gè)方面的問(wèn)題，即管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、管網(wǎng)工作量和成本控制以及水量水壓和水質(zhì)的控制。首先，在管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)上，依據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》（ UB 50013-2006）的規(guī)定，要求城鎮(zhèn)配水管網(wǎng)在設(shè)計(jì)時(shí)盡量成環(huán)，即使在設(shè)計(jì)枝狀管網(wǎng)時(shí)也要考慮成環(huán)的可能性。其次，在管網(wǎng)區(qū)塊化理念的實(shí)踐中，官網(wǎng)工作量和成本控制是需要予以重視的實(shí)踐難點(diǎn)，管網(wǎng)區(qū)塊化應(yīng)用目的在于集約供水的獨(dú)立管理，為實(shí)現(xiàn)此目的，需要以大量閥門為節(jié)點(diǎn)，切斷管網(wǎng)中各個(gè)階層管道的相互連接，官網(wǎng)工作量相較于傳統(tǒng)供水管道施工而言更大，所需材料更多，成本更高，成本控制更加必要。最后，集約供水中，在水量水壓和水質(zhì)的控制上，由于管網(wǎng)區(qū)塊化施工操作，水量水壓難以滿足用戶實(shí)際需求；同時(shí)官網(wǎng)區(qū)塊邊界處的水質(zhì)受作業(yè)影響會(huì)變差，容易出現(xiàn)死水現(xiàn)象。

針對(duì)以上這三方面的實(shí)踐難點(diǎn)，在集約供水中應(yīng)用管網(wǎng)區(qū)塊化理念時(shí)，可以借由各區(qū)塊規(guī)模的適當(dāng)調(diào)整、利用用戶終端水壓水量數(shù)據(jù)采集裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及水質(zhì)定期沖洗，予以相應(yīng)的解決。尤其需要指出的是，對(duì)于地震后管網(wǎng)的重建、管網(wǎng)的重新規(guī)劃以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)一體化供水改造系統(tǒng)的管網(wǎng)區(qū)塊化建設(shè)可以在原有管道的基礎(chǔ)上一步到位。

（二）管網(wǎng)區(qū)塊化理念在集約供水中的實(shí)踐要點(diǎn)

根據(jù)管網(wǎng)區(qū)塊化理念在集約供水中的實(shí)踐難點(diǎn)，可以從兩個(gè)方面實(shí)踐管網(wǎng)區(qū)塊化理念，即水壓均衡處理和能耗降低處理。在水壓均衡處理方面，管網(wǎng)區(qū)塊化可以是集約化供水各區(qū)域內(nèi)的水壓更加均衡，進(jìn)而有效緩解部分區(qū)域水流的高壓或低壓?jiǎn)栴}。在管網(wǎng)區(qū)塊化應(yīng)用于集約化供水中，水齡是管網(wǎng)水質(zhì)的重要衡量指標(biāo)，水齡對(duì)水質(zhì)造成的影響如下表所示。

水齡對(duì)水質(zhì)的影響表

從總體上而言，水齡流動(dòng)性越大，水中微生物的繁殖率越高，水體活性越高，水質(zhì)越好。從降低能耗方面而言，管網(wǎng)區(qū)塊化理念的應(yīng)用可以有效提高集約供水的實(shí)際開(kāi)展質(zhì)量，在節(jié)約水資源的同時(shí)，還能有效節(jié)約其他形式的能源，如電能等。

結(jié)束語(yǔ)

在供水管網(wǎng)規(guī)劃中應(yīng)用管網(wǎng)區(qū)塊化理念，是國(guó)內(nèi)外給水體系的先進(jìn)化發(fā)展，全面考慮到給水體系的實(shí)際情況，進(jìn)行給水體系的區(qū)塊化管理，在改善水壓、水質(zhì)和減少能耗的同時(shí)，在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)水資源的合理使用和有效節(jié)約，符合水資源的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭小明，趙洪賓.管網(wǎng)區(qū)塊化理念在城鄉(xiāng)集約化供水中的實(shí)踐[J].城鎮(zhèn)供水，2012.

[2]鄭小明，趙明.管網(wǎng)區(qū)塊化理念在上海市奉賢區(qū)集約化供水中的實(shí)踐[J].給水排水，2012.