林朝暉

摘 要：隨著城市供水業(yè)務(wù)的整合，部分供水規(guī)模小、工藝落后的老舊水廠將逐步關(guān)停。同時，由于水庫的功能定位調(diào)整，以水庫水為原水的水廠可能面臨因無法取水而關(guān)停的問題，需通過供水管網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度來解決其供水區(qū)域的用水問題。因此，水廠與水廠、區(qū)域與區(qū)域之間的連通管建設(shè)顯得尤為迫切，可根據(jù)供水壓力設(shè)置局部加壓設(shè)施，通過科學(xué)合理的供水管網(wǎng)調(diào)度，有效解決水廠關(guān)停后的地區(qū)用水問題。

關(guān)鍵詞：連通管;一體化泵站;供水量;社會效益

中圖分類號：TV672文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2021）14-0111-03

Abstract： With the integration of urban water supply business， some old waterworks with small scale and backward technology will be shut down gradually. At the same time， due to the adjustment of the function orientation of the reservoir， the waterworks with reservoir water as raw water may face the problem of shutting down due to the inability to take water. Therefore， the problem of water use in the water supply area needs to be solved through the operation of the water supply network system. Therefore， the construction of connecting pipes between water plants and water plants， and between regions is particularly urgent. Local pressure facilities can be set up according to the water supply pressure. Through scientific and reasonable water supply network scheduling， the regional water use problem after the water plant is shut down can be effectively solved.

Keywords： connecting pipe;integrated pumping station;water supply;social results

1 工程概況

根據(jù)總體規(guī)劃，東莞松山湖園區(qū)要建設(shè)4A級景區(qū)，松木山水廠規(guī)劃停止制水，實(shí)行區(qū)域聯(lián)合供水。水廠關(guān)停后，該片區(qū)供水無法滿足要求，無其他水源可用，需將松木山水廠改造為中途加壓泵站，引清水進(jìn)入松木山水廠清水池，經(jīng)加壓后輸送至原供水區(qū)域。

松木山水廠屬于東莞市的鎮(zhèn)級水廠，位于松山湖水庫東部，總規(guī)模為80 000 m3/d，占地面積為18 000 m2。原水為松山湖水庫，現(xiàn)供水范圍為大朗鎮(zhèn)中心部分地區(qū)和大朗象山片區(qū)。2018年日均供水量為60 000 m3/d，最高日供水量為80 000 m3/d，水頭水壓為0.42 MPa。在此背景下，通過改造工業(yè)南路至松木山水廠清水輸水系統(tǒng)，沿途新設(shè)佛子凹、醫(yī)藥信息園片區(qū)增壓泵站，把松木山水廠定位為加壓泵站直接輸送清水，以滿足現(xiàn)松木山水廠供水范圍的供水需求。

2 工程目標(biāo)

2.1 水量目標(biāo)

綜合考慮需水量即供水能力，松木山水廠維持80 000 m3/d規(guī)模，增加臺科園和環(huán)湖路片區(qū)供水量24 000 m3/d（暫以近年最高日供水量設(shè)計），增加水量可通過松木山水廠清水池調(diào)度增加用水。增壓泵站最高日供水量為104 000 m3/d，佛子凹增壓泵站最高日供水量為10 000 m3/d，醫(yī)藥信息園片區(qū)增壓泵站最高日供水量為5 000 m3/d，因此工業(yè)南路至松木山水廠之間的輸水管線建設(shè)規(guī)模為119 000 m3/d（最高日供水量）。

2.2 水壓目標(biāo)

工程的水壓目標(biāo)為在起點(diǎn)輸水專線工業(yè)南路接管點(diǎn)的輸水壓力水頭為51.5 m（供水壓力為0.19 MPa，地面標(biāo)高為32.5 m）、輸水119 000 m3/d規(guī)模時，滿足輸水線路控制點(diǎn)輸水壓力水頭27.0 m（地面標(biāo)高24.0 m）的輸水壓力要求，分別滿足松木山水廠清水池15.5 m、佛子凹增壓泵站進(jìn)水水壓水頭36.2 m（地面標(biāo)高31.2 m）、醫(yī)藥信息園片區(qū)增壓泵站進(jìn)水水壓水頭36.2 m（地面標(biāo)高31.2 m）的進(jìn)水水位要求。松木山水廠加壓泵站暫維持原狀，保持原供應(yīng)出水壓力。

2.3 水質(zhì)目標(biāo)

飲用水水質(zhì)達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）的標(biāo)準(zhǔn)。

3 工程設(shè)計原則

給水管網(wǎng)的設(shè)計要求供水安全可靠，投資節(jié)約，一般應(yīng)遵循如下原則[1]。

①按照城市規(guī)劃布局平面設(shè)計布置管網(wǎng)，考慮給水系統(tǒng)分期建設(shè)的可能，需有充分發(fā)展的余地[2]。

②干管布置的主要方向應(yīng)按供水主要流向延伸，而供水流向取決于最大用戶或水塔調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的位置，即要求管網(wǎng)中干管輸水到它們的距離最近。

③管網(wǎng)布置必須保證供水安全可靠，宜布置成環(huán)狀，即按主要流向布置幾條平行干管，其間用連通管連接[3]。

④干管一般按道路規(guī)劃布置，盡量避免在高級路面或重要道路下敷設(shè)。部分管線規(guī)劃納入管廊時，應(yīng)按綜合管廊的布置原則合理設(shè)置。管線在道路下的平面布置和高程應(yīng)符合城市地下管線綜合設(shè)計要求。

⑤管道在穿越道路時，應(yīng)盡量與其正交，縮短交叉管線的長度及規(guī)模。

⑥管線應(yīng)遍布在整個給水區(qū)內(nèi)，保證用戶有足夠的水量和水壓。

⑦力求以最短的距離敷設(shè)管線，以降低管網(wǎng)造價和供水能量費(fèi)用。

⑧干管應(yīng)盡可能布置在高地，以保證用戶附近配水管中有足夠的壓力，且可降低管內(nèi)的壓力，以增加管道的安全[4]。

⑨管網(wǎng)系統(tǒng)的劃分應(yīng)盡量利用現(xiàn)有設(shè)施，充分結(jié)合現(xiàn)狀條件和自然地勢，以增強(qiáng)工程的可實(shí)施性。

4 設(shè)計思路

4.1 水源水量分析

當(dāng)?shù)毓┧髽I(yè)主要通過第五水廠向大朗片區(qū)供水，同時第六水廠可向附近的松山湖片區(qū)供水。供水主要分為3個區(qū)域（見圖1），北部大塊陰影區(qū)域?yàn)榈诹畯S直接供水，東北部小塊陰影為第五水廠直接供水，中部及東南部管網(wǎng)覆蓋區(qū)域由第五水廠經(jīng)松山湖北部加壓泵站加壓后供水，東南兩塊區(qū)域?yàn)楝F(xiàn)狀松木山水廠供水區(qū)域。第五水廠、第六水廠的主要供水情況如表1所示。

第五水廠供水量包括大朗鎮(zhèn)的用水量。近年來大朗鎮(zhèn)平均日用水量約107 000 m3/d，由表1可知，第五水廠富余水量約260 000 m3/d，第六水廠富余水量約190 000 m3/d。關(guān)閉松木山水廠后，用水量缺口80 000 m3/d，因此第五水廠、第六水廠富余水量足以補(bǔ)充該區(qū)域用水。

4.2 輸水能力設(shè)計

起點(diǎn)處工業(yè)西路第六水廠供水壓力為0.19 MPa（地面標(biāo)高32.5 m），該處供水量滿足119 000 m3/d的需求，具體包括松木山水廠最高日供水量80 000 m3/d、原供應(yīng)故臺科園（1.6 m3/d）及環(huán)湖路片區(qū)（8 000 m3/d）的水量24 000 m3/d以及佛子凹片區(qū)（10 000 m3/d）和醫(yī)藥信息園（5 000 m3/d）的水量15 000 m3/d。其中，佛子凹片區(qū)需水量根據(jù)近兩年最高日供水量及近期增長趨勢進(jìn)行相關(guān)預(yù)測;醫(yī)藥信息園根據(jù)松山湖科技產(chǎn)業(yè)園專項(xiàng)供水規(guī)劃，按照一類工業(yè)用地、新型產(chǎn)業(yè)用地用水量指標(biāo)及現(xiàn)狀工業(yè)廠房建設(shè)情況，分析得出用水量約為5 000 m3/d。

供水管道管徑采用DN1000，采用舍為列夫公式進(jìn)行水力計算：

式（1）中：[i]為水力坡降;[λ]為摩阻系數(shù);[d]為管子的計算內(nèi)徑，m;[v]為平均水流速度，m/s;[g]為重力加速度，為9.81 m/s2。

經(jīng)計算，得出松木山水廠供水分別為80 000 m3/d、96 000 m3/d、104 000 m3/d，自由水頭見表2。

根據(jù)水力計算可知，松木山水廠清水池供水量為104 000 m3/d時，信息路路口最低壓力水頭約6.61 m，基本可以滿足一體化加壓泵站進(jìn)水口進(jìn)水壓力需求。當(dāng)增加119 000 m3/d的用水量時，工業(yè)南路路口水壓為0.125 MPa，需要提高第六水廠出水壓力水頭至60 m方可滿足工業(yè)南路水壓0.19 MPa的要求。結(jié)合當(dāng)?shù)毓┧髽I(yè)管網(wǎng)系統(tǒng)供水調(diào)度，可通過第三水廠、東城水廠部分區(qū)域水量置換，釋放第六水廠等量水量實(shí)現(xiàn)上述工況的運(yùn)行。

4.3 一體化泵設(shè)計

工程沿暢園路設(shè)置兩個一體化泵站。其中，松佛路口（佛子凹）南側(cè)地面標(biāo)高31.2 m，一體化加壓泵站規(guī)模為10 000 m3/d;信息路南側(cè)地面標(biāo)高31.2 m，一體化加壓泵站規(guī)模為5 000 m3/d。

水廠清水池地面標(biāo)高約15.6 m，泵站設(shè)計內(nèi)容如下：

①在暢園路與松佛路交叉口的東南側(cè)綠地上，設(shè)置一體化供水小型泵站，設(shè)計規(guī)模為10 000 m3/d，3臺水泵，2用1備。單泵流量為334 m3/h，揚(yáng)程為25 m，功率為37 kW，轉(zhuǎn)速為1 480 r/min，效率為83.6%。該方案從松佛路DN1000管道接管，經(jīng)加壓后接入松佛路DN600管道。

②在信息路南側(cè)綠地上，設(shè)置一體化供水小型泵站，設(shè)計規(guī)模為5 000 m3/d，3臺水泵，2用1備。單泵流量為167 m3/h，揚(yáng)程為32 m，功率為22 kW，轉(zhuǎn)速為1 480 r/min，效率為80.7%。方案從信息路DN400管道接出，經(jīng)加壓后接入原DN400管道。

本項(xiàng)目采用戶外一體化集裝箱形式泵站，泵房為金屬箱體模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，箱體采用熱鍍鋅冷軋高強(qiáng)度鋼板材質(zhì)，采用電泳漆噴涂工藝，屬于非永久性建筑。泵站為一體化集成式泵站，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，配置安防、門禁以及自控系統(tǒng)。設(shè)備基于模糊理論研發(fā)的仿人工智能控制技術(shù)代替現(xiàn)場值守人員對系統(tǒng)進(jìn)行自動控制，實(shí)現(xiàn)了無人值守。成套供水設(shè)備應(yīng)包括智慧泵房箱體、水箱或穩(wěn)流罐、水泵機(jī)組、電氣控制柜及（變頻）控制柜進(jìn)出水管道、配件及控制閥門、穩(wěn)壓罐、壓力及液位監(jiān)測儀表、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、溢流防護(hù)報警裝置、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、通風(fēng)除濕系統(tǒng)、降噪減震系統(tǒng)以及保溫隔熱系統(tǒng)等部分控制功能[5]。

4.4 管材及防腐要求

按照各種管材的特點(diǎn)，結(jié)合口徑適應(yīng)范圍、埋管造價、施工要求、施工條件、國內(nèi)外實(shí)際應(yīng)用的情況以及管道制造供貨等方面，合理選擇管材。結(jié)合工程方案布置，從輸水規(guī)模及壓力、管材性能、管道造價、管道制造能力和實(shí)際使用狀況等方面進(jìn)行綜合分析，本工程管材選用鋼管，并相應(yīng)做好鋼管內(nèi)外防腐措施。

外防腐有良好和穩(wěn)定的電絕緣性能，與金屬表面有較強(qiáng)的黏著力，耐腐蝕性能好，抗剝離強(qiáng)度高，施工方便，不會造成環(huán)境污染。本工程推薦環(huán)氧煤焦瀝青作為埋地鋼管的外防腐涂料，既具有較好的防腐電絕緣性能、耐細(xì)菌腐蝕性能，又具有良好的耐陰極保護(hù)電位的性能。此外，本工程推薦使用防腐效果較好的水泥砂漿襯里作為管道內(nèi)防腐層。

5 結(jié)語

連通管工程的實(shí)施進(jìn)一步整合了東莞市水資源，切實(shí)優(yōu)化了地區(qū)供水格局，解決了群眾實(shí)際用水問題，具有顯著的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，提高了區(qū)域的投資環(huán)境，對實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)具有重要意義。

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