淺析區(qū)域供水管網(wǎng)水源切換的方案及實(shí)施要點(diǎn)

文｜上海浦東威立雅自來水有限公司 楊曉禹 范晶璟

隨著城市發(fā)展，地區(qū)規(guī)劃和水務(wù)專業(yè)規(guī)劃會(huì)有調(diào)整，由此引起供水企業(yè)服務(wù)范圍的變化，不同水司間需要調(diào)整供水邊界，交換供水區(qū)域，甚至關(guān)閉水廠等。上述工作都會(huì)對(duì)供水管網(wǎng)進(jìn)行切換，是一個(gè)較復(fù)雜的工程，涉及到管網(wǎng)、營(yíng)業(yè)、服務(wù)等各部門的配合。本文以浦東某區(qū)域的切換為例，對(duì)切換工程的方案、準(zhǔn)備工作及實(shí)施要點(diǎn)進(jìn)行探討，供同行借鑒參考。

1 工程背景

切換區(qū)域位于浦東新區(qū)中部，地處原浦東新區(qū)與南匯區(qū)的行政邊界。地區(qū)以經(jīng)二路為界，分東西兩部分組成，東部為居住區(qū)，西部為工業(yè)區(qū)。地區(qū)原來全部由南匯自來水公司供水，而隨著浦東威立雅公司管網(wǎng)向南延伸，居住區(qū)的居民多次向政府部門反映，希望供水區(qū)域能夠按照行政劃分，由浦東威立雅公司負(fù)責(zé)供水。

圖1 切換后的供水邊界

2018年，浦東威立雅公司與南匯自來水公司簽訂了規(guī)劃供水邊界的調(diào)整協(xié)議，在此處邊界的調(diào)整方案中，響應(yīng)了當(dāng)?shù)乩习傩盏暮袈?。根?jù)浦東新區(qū)環(huán)保局及屬地鎮(zhèn)人民政府的相關(guān)意見，結(jié)合經(jīng)二路西側(cè)工業(yè)區(qū)的規(guī)劃，浦東威立雅公司對(duì)此區(qū)域進(jìn)行了整體的水源切換。切換后的邊界如圖1所示。

2 切換難點(diǎn)

2.1 資料不完整

2.1.1 管網(wǎng)資料

此區(qū)域最初由鎮(zhèn)級(jí)水廠供水，后轉(zhuǎn)由南匯水司供水，區(qū)域供水管網(wǎng)的資料不完整?，F(xiàn)有管網(wǎng)資料以經(jīng)驗(yàn)結(jié)合物探結(jié)果繪制而成，局部節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系復(fù)雜。這樣的現(xiàn)狀導(dǎo)致無法按地塊逐步梳理分步切換，只能進(jìn)行全區(qū)域的切換后再進(jìn)行梳理。

2.1.2 表務(wù)和用戶信息

同樣的原因，由于該地區(qū)供水主體多次變化，表務(wù)和用戶信息的完整性和準(zhǔn)確性不高，存在水表堆沒、水表漏立戶、有表無卡等各種情況，給水量預(yù)測(cè)、產(chǎn)銷差分析、舊管網(wǎng)廢除等工作帶來一定的困難。

2.2 服務(wù)風(fēng)險(xiǎn)

2.2.1 水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)

該區(qū)域管道以鑄鐵管道為主，位于南匯水司供水區(qū)域末端，管道內(nèi)沉積物較多。鑄鐵管道一般沒有防腐內(nèi)襯，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的電化學(xué)和微生物作用，管道基質(zhì)逐漸腐蝕形成管垢，管垢附著在管壁表層形成鈍化層，處于相對(duì)穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。但在切換后，水質(zhì)變化將打破這種平衡，造成生物膜脫落。同時(shí)，由于氧化還原條件（溶解氧和余氯）是供水管網(wǎng)中影響鐵釋放的關(guān)鍵因素，管網(wǎng)余氯的變化勢(shì)必使管垢中的Fe2+、Fe3+釋放到水中。

2.2.2 水壓及爆管風(fēng)險(xiǎn)

由于無法掌握管道的準(zhǔn)確信息，在切換時(shí)的閥門操作過程中，局部壓力變化及管道的堵塞都可能造成水錘而導(dǎo)致管道破損。另一方面，松散的管垢因水質(zhì)平衡的打破在水流變化下脫落，極有可能造成管道堵塞面積的增加，據(jù)經(jīng)驗(yàn)，這種情況常發(fā)生在彎管和未完全開啟的閥門處，對(duì)用戶用水造成影響。

3 切換前準(zhǔn)備

3.1 管網(wǎng)準(zhǔn)備工作

3.1.1 管網(wǎng)資料收集

管網(wǎng)資料信息的收集是切換工程前最重要的工作，不僅是制定方案的必要條件，更是后期管網(wǎng)維護(hù)的保障。在切換前期，須要求切出方提供完整的管道、閥門、連接點(diǎn)等資料，雙方一起踏勘現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行確認(rèn)和校驗(yàn)。對(duì)信息不全、缺失或有疑惑的部分，盡早安排探管、挖樣洞等措施排摸清楚，保證管網(wǎng)信息的完整性和準(zhǔn)確性。在掌握了一定的壓力和管網(wǎng)數(shù)據(jù)后，利用水力模型模擬，可以發(fā)現(xiàn)非正常的壓力和流量區(qū)域，從而判斷區(qū)域內(nèi)管網(wǎng)連接關(guān)系的準(zhǔn)確性。

3.1.2 需水量的預(yù)測(cè)

在實(shí)施切換前，需計(jì)算接收區(qū)域的需水量，這關(guān)系到水源接入點(diǎn)的數(shù)量和接入點(diǎn)管道管徑的選擇。一般可以參考三方面數(shù)據(jù)：一是切換區(qū)域的規(guī)劃需水量，二是切換區(qū)域現(xiàn)有用戶數(shù)，三是切換區(qū)域的歷史售水量。

3.1.2.1 規(guī)劃需水量

根據(jù)此區(qū)域社區(qū)單元（0Z00-0902）控制性詳細(xì)規(guī)劃，規(guī)范總用地270.5萬m2，其中居住用地79.26萬m2，公用設(shè)施用地73.88萬m2，道路廣場(chǎng)用地48.88萬m2，工業(yè)用地1.65萬m2，市政公用設(shè)施用地2.76，綠地47.24萬m2，特殊用地0.9萬m2，合計(jì)建設(shè)用地254.57萬m2；水域15.93萬m2，人口規(guī)模3.49萬。整個(gè)社區(qū)由經(jīng)二路分為東西兩側(cè)，分別由經(jīng)二路兩側(cè)管網(wǎng)作為獨(dú)立水源。

西側(cè)原工業(yè)區(qū)部分將重新規(guī)劃為科創(chuàng)園區(qū)，并已經(jīng)納入實(shí)施。根據(jù)浦威最新版專業(yè)規(guī)劃，最大日需水量為6360 m3/d，規(guī)劃新建管網(wǎng)6.8km，水源分別為中環(huán)路DN800及經(jīng)二路西側(cè)DN600，故此次切換過程中僅須將西側(cè)水源臨時(shí)改接至經(jīng)二路西側(cè)DN600即可。

東側(cè)居住區(qū)根據(jù)現(xiàn)有水源及人口規(guī)劃情況，可根據(jù)城市給水工程規(guī)劃規(guī)范中城市最高日用水量的綜合用水指標(biāo)法進(jìn)行計(jì)算。查表可得q1的范圍為0.50～0.80萬m3/（萬人·d）。但全市人均綜合用水指標(biāo)自2005年之后基本呈下降的趨勢(shì)，自2005年的351L/(人·d)下降至近年來的280～289L/(人·d)，根據(jù)浦東現(xiàn)狀規(guī)劃按照230L/(人·d)，人口規(guī)模3.49萬，可得綜合用水量約為8027m3/d?，F(xiàn)有經(jīng)二路東側(cè)及緯一路DN600-DN500配水管可滿足現(xiàn)有水量需求。

3.1.2.2 現(xiàn)有用戶及歷史售水量

根據(jù)南匯水司提供的用戶清單，對(duì)比社區(qū)單元（0Z00-0902）控制性詳細(xì)規(guī)劃，經(jīng)二路東側(cè)居住區(qū)基本完成開發(fā)，擬切換區(qū)域共有地下大口徑水表207塊，居民套室表9056戶。根據(jù)浦東相鄰?fù)績(jī)r(jià)社區(qū)售水量歷史數(shù)據(jù)樣本估算，此處每戶的日均用水量約為0.45m3/d，進(jìn)而得出此處居民用水量約為4118.9噸/日，時(shí)變化系數(shù)取1.5，最大日用水量約為6178.35m3/d，與此處獲取的歷史售水量數(shù)據(jù)相仿。由于地下表用水性質(zhì)不明確，故地下表水量及區(qū)域水量較難估算，結(jié)合歷史夏季最大值約在2000～2500 m3/d。區(qū)域夏季最大用水量在8700 m3/d左右，與規(guī)劃綜合用水量相仿，現(xiàn)有供水管網(wǎng)經(jīng)切換后可滿足水量需求。

3.1.3 接入點(diǎn)的選擇

圖2 改接后的水源情況

供水區(qū)域切換需要在一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行水源接入，根據(jù)切入?yún)^(qū)域的需水量和新水源管網(wǎng)的輸配能力確定數(shù)量和位置；同時(shí)需要考慮切入?yún)^(qū)域原有管網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和水流方向，避免切換后水力條件不合理、水流方向發(fā)生較大變化等，從而影響供水安全。如信息不完整不準(zhǔn)確，或需水量預(yù)測(cè)困難，則需要事先采取測(cè)流、測(cè)壓等方法收集數(shù)據(jù)，參考原有管網(wǎng)的工況，憑借有經(jīng)驗(yàn)的管網(wǎng)工程師現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行判斷。

在滿足水量要求后，選取接入點(diǎn)更多考慮水流方向和施工難度。為避免水流方向發(fā)生較大變化，同時(shí)考慮到施工中減少改接以縮短施工周期，接入點(diǎn)均選取最接近原水源方向的位置。1號(hào)接入點(diǎn)為經(jīng)二路西側(cè)原界河橋DN500與原南匯DN500相接，單獨(dú)向經(jīng)二路西側(cè)供水；2號(hào)接入點(diǎn)為經(jīng)二路西側(cè)原界河橋DN600橋管接口處，與原南匯DN300相接向經(jīng)二路東側(cè)補(bǔ)充水源；3號(hào)接入點(diǎn)為經(jīng)四路DN300，與南匯原DN300相接，保證整體供水方向由南至北不變。改接后的水源情況見圖2。

3.2 營(yíng)業(yè)準(zhǔn)備工作

3.2.1 水表信息收集

切換前要求切出方提供區(qū)域內(nèi)的完整用戶信息，包括戶名、水表表號(hào)、水表口徑、水表安裝位置、水表安裝方式、水表安裝/更換日期、水表品牌及型號(hào)、支付方式、供用水合同等。

3.2.2 水表資料復(fù)核

得到相應(yīng)資料后，安排人員對(duì)信息進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核確認(rèn)，特別是地下水表，需要對(duì)方工作人員帶路指認(rèn)。對(duì)書面信息與現(xiàn)場(chǎng)情況不符合的，需對(duì)方公司修改信息后重新提供?，F(xiàn)場(chǎng)水表找不到、發(fā)現(xiàn)安裝不規(guī)范、水表堆沒、疑似違章等現(xiàn)象，在正式切換前要求對(duì)方水司進(jìn)行處置，保證切換區(qū)域內(nèi)接收的水表可抄可換、信息完整可靠，避免遺漏用戶等問題。

3.2.3 切換底碼確認(rèn)

由于切換日期與抄表周期可能不一致，因此在正式切換施工前，要對(duì)區(qū)域內(nèi)的用戶進(jìn)行一次水表加抄攔賬，并盡快發(fā)放賬單回收水費(fèi)。加抄攔賬時(shí)，雙方各自抄讀自己的水表，是否需要對(duì)方公司提供抄碼可視水司實(shí)際需求選擇。

3.3 服務(wù)準(zhǔn)備工作

3.3.1 呼叫中心準(zhǔn)備

呼叫中心是實(shí)施切換后最先面對(duì)用戶的部門，因此在切換前需對(duì)呼叫中心的員工進(jìn)行培訓(xùn)，提前熟悉新的供水區(qū)域，包括小區(qū)名稱、道路名等，對(duì)切換時(shí)的用戶常見問題制定統(tǒng)一解釋口徑，熟悉切換當(dāng)日應(yīng)急送水車的位置，便于告知來電用戶。

3.3.2 通告政府部門

一般來說，水源切換牽涉的用戶較多，依靠供水企業(yè)自身的通知力量多有力不從心，可提前告知主管部門、當(dāng)?shù)卣?、居委、物業(yè)等部門以獲取支持，通過各方渠道將工作內(nèi)容宣傳到位。

3.3.3 發(fā)放“告客戶書”

公司在切換前，向切入用戶發(fā)送“告客戶書”，通知用戶供水區(qū)域變化，告知其服務(wù)熱線、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、營(yíng)業(yè)廳地址、水價(jià)等變化信息。告知物業(yè)在切換當(dāng)天調(diào)整水池進(jìn)水時(shí)間，提前完成水池水箱的夜間進(jìn)水。

4 切換操作

為保障切換時(shí)的管網(wǎng)運(yùn)行安全，事先必須制定完備的施工和保障方案，明確參與方和人員的職責(zé)和任務(wù)，從水量、水質(zhì)和水壓等方面評(píng)估。切換前通過水力模型判別風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，切換中加強(qiáng)水質(zhì)水壓監(jiān)測(cè)和巡檢，通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)異常，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)制定應(yīng)對(duì)措施。

4.1 切換點(diǎn)施工及監(jiān)控點(diǎn)安排

4.1.1 施工方案及安排

通常區(qū)域切換的斷水范圍較大，施工常安排在夜間進(jìn)行，一般要在8-10小時(shí)內(nèi)完成管網(wǎng)改接及沖洗工作。前期準(zhǔn)備和施工方案必須細(xì)化到每個(gè)步驟，在確認(rèn)3個(gè)水源改接點(diǎn)后，安排3組施工人員同步進(jìn)行，所有準(zhǔn)備工作都按組分別進(jìn)行。改接前先通過不斷水開梯完成了水源開梯工作，管道連接則采取現(xiàn)場(chǎng)放樣、焊接組裝的方式，降低改接管道支撐要求、減少施工時(shí)間。

4.1.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置

為保證切換后的水質(zhì)安全，切換前對(duì)區(qū)域的消火栓及排污口進(jìn)行確認(rèn)，確?？捎?，在改接點(diǎn)周邊根據(jù)需要新增消火栓或排污口。根據(jù)用戶分布及改接點(diǎn)位置，在居住區(qū)進(jìn)水口及改接點(diǎn)周邊設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，本次共設(shè)8個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中5個(gè)設(shè)置在切入管網(wǎng)，3個(gè)設(shè)置在水源管網(wǎng)上，詳見圖3。

4.1.3 應(yīng)急準(zhǔn)備

兩家水司成立臨時(shí)指揮部統(tǒng)一調(diào)配人員車輛?，F(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)人員根據(jù)指令要求測(cè)水質(zhì)，并通過微信群上報(bào)數(shù)據(jù)。根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的重要性，設(shè)置了0.5NTU、1.0NTU增幅警戒值。出現(xiàn)濁度上升趨勢(shì)，立即關(guān)閉相應(yīng)閥門，開啟排污口和沿線消火栓排放。施工方面，除現(xiàn)場(chǎng)3組人員外，另安排一組人員及機(jī)具待命，隨時(shí)支援補(bǔ)充。如果判斷可能延長(zhǎng)施工時(shí)間，送水車由臨時(shí)指揮部統(tǒng)一調(diào)配。

4.2 切換過程監(jiān)控

圖3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)示意圖

當(dāng)晚22點(diǎn)，切換工程按計(jì)劃準(zhǔn)時(shí)斷水，監(jiān)測(cè)點(diǎn)濁度略有上升。22點(diǎn)半，所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)都已無水，施工開始。凌晨3：45分，施工結(jié)束。逐步打開水源閥門。打開經(jīng)二路西側(cè)水源后，7#監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可見初始濁度較高，但下降趨勢(shì)明顯。打開經(jīng)二路東側(cè)水源及經(jīng)四路水源后，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)濁度明顯上升。根據(jù)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)情況，指揮部決定關(guān)閉所有中間排污口，利用沿線消火栓及透氣閥排氣，緩慢開啟緯一路末端排污口進(jìn)行定向沖洗。期間緯一路2#、3#點(diǎn)濁度下降明顯，而 1#點(diǎn)、5#點(diǎn)由于水流反向，濁度下降較慢。待2#、3#沖洗完畢后，利用經(jīng)四路緯一路北側(cè)排污口完成沖洗。在沖洗過程中，逐步將合格監(jiān)測(cè)點(diǎn)周邊的小區(qū)進(jìn)水水源打開。6點(diǎn)10分，所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)合格且數(shù)據(jù)穩(wěn)定。詳見圖4。

4.3 切換后的工作

4.3.1 關(guān)注水質(zhì)水壓反映

在供水區(qū)域切換的當(dāng)天及后續(xù)一段時(shí)間內(nèi)，加強(qiáng)對(duì)于切換區(qū)域的用水問題的關(guān)注，特別是水質(zhì)問題的投訴。

4.3.2 更換水表

在切換后，對(duì)部分舊表、表信息不全、不符合本公司表務(wù)管理要求的水表進(jìn)行更換，同時(shí)進(jìn)行用戶信息的補(bǔ)全、錄入等工作。

4.3.3 管網(wǎng)改造

在完成切換工作后，該區(qū)域管網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)納入我方日常管網(wǎng)安排中，利用養(yǎng)護(hù)搶修加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)信息的收集，優(yōu)先對(duì)區(qū)域內(nèi)的老舊管道實(shí)施改造。

4.3.4 產(chǎn)銷差監(jiān)控

為了便于后續(xù)對(duì)切換區(qū)域的產(chǎn)銷差管理，在接入點(diǎn)處安裝流量?jī)x監(jiān)控總供水量，切換區(qū)域可認(rèn)為是一個(gè)二級(jí)分區(qū)。

5 結(jié)語

5.1 切換準(zhǔn)備

管網(wǎng)資料是成功完成切換的基礎(chǔ)，對(duì)管網(wǎng)不明的區(qū)域需提早做好關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的物探和確認(rèn)工作，并在施工前對(duì)主要控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行校核。在時(shí)間及條件允許的情況下，利用水力模型計(jì)算可以幫助判斷管網(wǎng)連接關(guān)系、水流方向變化和影響范圍。對(duì)外服務(wù)的準(zhǔn)備也是重要工作，內(nèi)部提前培訓(xùn)，外部及時(shí)通知到位，可以最大程度減小服務(wù)投訴壓力。

5.2 過程控制

切換過程中，雙方應(yīng)協(xié)同指揮，將資源、信息整合后統(tǒng)一調(diào)度。在實(shí)施時(shí)密切關(guān)注每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力和水質(zhì)數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)做出決策，并充分考慮管道高程、排氣閥設(shè)置、排污口位置等，采取準(zhǔn)確應(yīng)對(duì)措施，減少影響。

5.3 切換水質(zhì)控制

日常管網(wǎng)在平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)下，處于平衡狀態(tài)，濁度穩(wěn)定。在管網(wǎng)切換中，斷水及不同水源的水質(zhì)差異都會(huì)打破平衡，直觀表現(xiàn)為濁度顯著上升。因此在并網(wǎng)時(shí)要考慮管道流速變化、原管道材質(zhì)、管底沉積物情況、不同水源的水質(zhì)差異等情況。必要時(shí)可以在施工前通過定向的預(yù)沖洗和區(qū)域管網(wǎng)改造解決隱患。

5.4 分區(qū)計(jì)量

在切換同時(shí)考慮管網(wǎng)分區(qū)的設(shè)置，有利于日后管道更新、未知管網(wǎng)確認(rèn)、產(chǎn)銷差分析等工作。

圖4