发布于：2007-08-31 11:49:31
来自：水利工程/水文与水资源工程
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水对人民的生命和健康以及生态系统是至关重要的，并且是国家发展的基本条件之一。因此，珍惜水资源已成为全世界倡导的主题之一。
输配水管网是城市供水系统的重要组成部分，是城市建设和人民生活的生命线。保证管网输水畅通、水质稳定，确保用户对水量、水压、水质的要求是城市供水企业的宗旨。同时，输配水管网的安全运行，也直接影响到供水企业的经济效益和社会效益。
太原市属全国严重缺水城市之一。太原市自来水公司始建于1941年，是一个具有六十年历史的老企业，担负着我市城市工业与生活及公益事业用水的重任。现拥有输配水管道700余公里，供水服务面积120.66平方公里。受天然水资源匮乏的制约，过度开采地下水资源已经对我市生态环境系统造成严重的影响。鉴于此，山西省省委、省政府，太原市市委、市政府，从城市发展长远利益出发，启动了黄河水源工程，2003年10月28日已顺利通水，缓解了我市水资源紧张的状况。根据黄河水源工程内容，引黄水源与现有水源共同担负城市供水任务，同时必须依靠原有自来水配水管道配送水量。但是，旧有的输配水管网系统由于严重老化，在水量与水压增加后已无法安全地承担供水任务，因此，太原市城市供水输配水管网严重老化管道的改造势在必行。
一.城市供水系统存在的问题
1.地下水水源配水系统老管道无法承受地面水供水压力
黄河水源投产后，供水量增加、管网压力提高、城市供水服务区域扩大，但黄河水源太原市城市给水工程只敷设了城市周边输配水管网，大部分配水任务需由市中心原有的配水管道承担。而原有配水管网年久老化，特别是五六十年代的管道在低压状态下，爆管事件时常发生，根本无法承担较高水压的输送任务。
2.城区旧管网跟不上城市发展的需要
经济的发展使城市发生日新月异的变化，尤其是近十年来太原市的城市建设速度加快，特别是老城区的改造突飞猛进，但供水管网受经济条件的限制，难以及时、全面地加以调整，阻碍了城市发展，同时也导致供水系统运行电耗偏高、制水成本大等现象。
3.旧管网年久老化是造成管网漏失率居高不下的主要原因
中国水协调查结果表明，2001年全国593个城市供水企业平均漏失率为15.6%；而我市的管网漏失率为16%，高于全国平均值，直接影响了企业的经济效益。究其原因，是因旧管网年久老化，爆管频繁而造成的。
4.城市输水线严重老化，危及城市供水安全
位于太原市胜利街的十水厂是水源地向城市配水管网的加压中转站。但是该水厂其大同路（下兰铁路—胜利街）段路东DN900输水线存在超期使用、严重老化、漏损严重的现象，目前已完全停止使用，致使引黄水源不能满负荷转供至十水厂。该段DN900输水线始建于1953年，至今已运行50年，采用予应力钢筋混凝土管管材，单管长度6.0米，结构为350#砼，配Ф9的纵向筋和Ф6冷拔环筋，采用O型胶圈连接，管道下无基础。输水线上采用的阀门全部为老式手轮闸阀。从近来几十次抢修中，发现管道由于无基础，管道产生不均匀沉降，造成管道连接处O型胶圈凸出，引发漏水事故。另外，闸门钢制传动部分锈蚀严重，导致大部分闸阀无法启闭。为充分发挥引黄工程的效益，必须对该输水线进行改造。
5.供水总水表计量，住户分摊水费的收费体制严重阻碍城市供水水价的改革
随着社会经济的发展，长期以来供水企业以供水总水表计量收费，用户分摊水费的收费制度，因管路设置造成总分表的差异，导致供用及用户间诸多矛盾，并带来一系列自身难以解决的问题，随着水价的不断调整，这些矛盾和问题将越来越突出，不利于城市供水阶梯式水价的改革。因此，急需对现有漏失严重的区域进行一户一表抄表到户配水支管网改造。
二.城市供水严重老化管道改造的必要性
1.与黄河水源衔接配套，合理调配水量
引黄工程已通水，根据其工程设计内容，黄河水源太原市城市给水工程只负责敷设城市周边输配水管网，不进行城区内部旧管网的改造。为使城区供水管网布局合理，提高城市供水的安全性、可靠性和可调节性，使黄河水充分发挥投资效益，需进行城区内部漏损严重管道的改造。
2.扭转地下水严重超采局面，维持生态环境及地下水可持续发展
目前，因城市供水量不足，形成众多自备井水源超量开采，以弥补城市供水的不足。虽然自备井的大量存在，在一定程度上缓解了我市供水紧缺状况，但过量开采加剧了地下水位沉降，含水层疏干，产水量减少，使地下漏斗形地区增大，直接威胁到地下水资源的休养生息，严重破坏了太原市的生态平衡。引黄水的到来，提高了城市的供水量和供水保证率，为城市的可持续发展及水生态环境的改善提供良好的水源条件。但是如果不对引黄供水区内地下水超采量进行压缩，就会造成引黄水无市场可售，工程投资收不回来，造成严重的恶性循环，最终导致运转不能维持的局面。因此，在引黄工程新水源通水的同时，根据不同地下水单元超采情况，关闭城市公共供水范围内所有自备井，使引黄供水区地下水扭转超采局面，实现良性循环，以满足生态环境与资源的可持续条件，并保证引黄工程长期稳定运营是十分必要的。
根据太原市水务局编制的《太原市引黄供水区关井压采实施方案报告书》，地下水禁采区北起涧河，即规划的外环路，南至学府街，西至和平路，东至同蒲铁路，其范围属太原市老城区范围。据统计，五十年以上供水管道、老城区严重老化及漏损严重管道多集中在该区域。因此，改造旧管网将直接关系到城市生态环境的改善及地下水的可持续利用。
3.改造使用老化管道，减少管网漏失率，节约水资源，提高企业经济效益
太原市自来水公司目前供水面积为120.66平方公里，管道总长度700余公里，其中使用超过五十年、老城区严重老化和漏损严重仍在使用的管道252公里，按照当时设计文件要求，其管道使用年限仅二十五年，已大大超过使用年限。管道老化，爆管跑水事故时有发生，使宝贵的水资源白白流失。按引黄工程的设计，引黄水到来后，这些管道仍将继续承担输配水的重任。因此，如不及早改造，将无法承担输配任务，势必事故迭出，严重影响城市供水安全，造成较大的经济损失。
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只看楼主 我来说两句 抢板凳城市供水行业的任务是满足城市对供水水质、水量的需求。前已述及，随着城市的发展，旧城区的改造，原有供水管道已不能满足城区对水量的要求；另外，用户用到的水实际是管网水，而老管道均采用金属管道。在多次抢修中发现，老管道内壁有大片锈蚀块，说明管道内壁腐蚀，造成了水质的污染。因此，从对供水水量、水质要求上讲，城市老管道急需改造。
综上所述，不难得出太原市城市严重老化管道改造的必要性和迫切性。如不尽快实施，将直接影响太原市供水企业的发展，进而制约太原市的经济和社会发展。
作为城市供水管道的管理企业----太原市自来水公司一直在进行旧管网的计划安排，其中兰村输水管道已改造完成。其次，根据全国城市供水管网改造工作会议的精神，太原市自来水公司正在进行供水价格改革，为城市供水管网改造创造了经济条件。再次，经过多年努力，太原市居民用水一户一表制已在多个小区试行成功，为老城区严重老化配水支管改造奠定了良好的基础。
三.城市供水严重老化输配水管道改造
1.改造原则
结合道路规划，便于实施，尽量少拆迁房屋，少过障碍，节约投资。合理选择改造方法，作到经济合理。合理选择管材，作到经济适用。远、近期综合考虑确定改造后的管径。
2.水力计算原则
结合引黄供水区管网平差，及供水分区规划，合理确定改造规模。即输水管线按水源规模确定；配水干管按引黄供水区管网平差结果进行改造。输水线及配水干线以经济流速校核，配水支管按支线水头损失等于或小于支线起、末两端的水压差确定。管道粗糙系数按管线内壁均衬以水泥砂浆涂料，n＝0.012计算。配水干管供水水压与黄河水源管网要求一致，最不利点控制水压按28米考虑；输水管供水水压按进配水厂富余3-4米水头考虑。
3.改造方案
按照国家发改委文件精神，结合引黄供水区管网平差结果，根据《太原市自来水公司输配水管网严重老化管道统计表》，在省发改委《关于太原市城市供水输配水管网严重老化管道改造可行性研究报告的批复》范围内，对使用超过五十年以上严重老化的十水厂（下兰铁路-胜利街段）输水管及老城区内北大街、建设路等10条主要配水管道及老城区内24.63公里配水支管网进行改造。按照管段的需水流量，输水能力、管材随内外压状况，管段故障率、管道易碎程度、管道周围土质、埋深及操作等综合确定方案。目前，国内管道更新改造方法有：开挖更换新管、胀破旧管、牵引换管、水泥砂浆、滑衬软管、内插较小口径管。其中开挖更换新管使用较多，可放大管径，最适合城市发展的需要，因此本改造方案采用开挖更换新管的方法。
4.管材选择
供水企业的根本任务是向用户提供清洁的饮用水，连续供应有压力的水，同时降低供水费用。为此，供水管网作为供水系统的重要环节，对于它的硬件有以下五点要求：封闭性能高、输送水质佳、水力条件好、设备控制灵、建设投资省。
供水管网的建设费用通常占供水系统建设费用的50％～70％，因此如何通过技术经济分析确定供水管网的建设规模，恰当选用管材及设备是管网合理运行的保证。
球墨铸铁管内衬了水泥砂浆，管内输水符合卫生要求；若输送水的水质不稳定，则砂浆内表面应刷涂卫生级树脂保护，效果并不比非金属管材差。 球墨铸铁管可承受内水压力超过2.0Mpa以上，它比非金属管材强。 城市供水管道是敷设在道路下面，必须管道有承受土壤静荷载及地面动荷载的功能。球墨铸铁管系延伸率、刚度、抗拉强度均较大的金属管道，承受土壤静荷载及地面动荷载的能力通常比其它管材强。当然若覆土过浅、过深时，也应通过结构计算确定相关措施。
城市供水管道的分支管件规格多、数量大。球墨铸铁管的管件规格齐全，能适应新安装需要，也能适应运行管道上不停水引接分支的需要，它比非金属管材解决起来方便。城市道路下面管线种类多、布置紧凑、立面交错、更改频繁，这些都要求管材的适应性强、折装方便。球墨铸铁管系柔性接口，折装方便、承受局部沉陷的能力好，特别在有地下水或管内有少量余水的状况下维修容易，它比非金属管材维修难度小。
城市道路下面的雨、污水管道容易渗漏，土壤腐蚀性强，要求管道耐腐蚀性好。 球墨铸铁管通常外表面首先喷涂锌层，再喷涂沥青保护，耐腐蚀性大大强于钢管。 在城市道路已按规划定型的条件下，要求道路下面的管道能长期不维修。 球墨铸铁管通常有50～100年的使用寿命，比化学管材及钢管使用寿命长。
球墨铸铁管与普通铸铁管比较 ，即保持了普通铸铁管的耐腐蚀性，又较普通铸铁管增加了抗拉和延伸性，强度高，耐冲击性能好，特别适用于城市供水之用，球墨铸铁管的标准壁厚分别为Ｋ８级、Ｋ９级、Ｋ１０级和Ｋ１２级，不同壁厚的级别的管道耐压等级不同。球墨铸铁管壁厚小于普通铸铁管，因而单位长度重量轻，虽然综合造价高于普通铸管铁，但其优点突出，在黄河水源工程中广泛使用。根据城市供水行业2000年技术进步发展规划，本工程管线ＤＮ100―ＤＮ1200毫米管线首选球墨铸铁管。
对于一户一表改造工程，管道口径均在DN100毫米以下，减少管道接口是提高供水安全的重要措施。经综合比较，铝塑复合管最适用。
四.城市供水严重老化输配水管道改造工程效益
1.经济效益
本工程的实施，如配合科学的工程实施方案，不会对自来水生产产生较大的影响，仅在新旧管线连接时，需局部短暂停水，即可恢复运行，不会造成大的经济损失。
本工程的经济效益主要体现在经管网改造，降低管网漏失率而带来的经济效益，经测算，项目实施后，管网漏失率将由现状的16%降至14%，由此带来的经济效益为：
A.按自来水公司2004年供水量和现行平均水价测算
年供水量 16104万立方米
平均水价 2.50元/立方米
改造前漏失量 16104X16%=2576.64万立方米
改造后漏失量 16104X14%=2254.56万立方米
漏失减少量 2576.64-2254.56=322.08万立方米
年经济效益 322.08X2.50=805.20万元
B.按自来水公司2004年供水量和水价调整后的平均水价测算
年供水量 16104万立方米
平均水价 2.87元/立方米
改造前漏失量 16104X16%=2576.64万立方米
改造后漏失量 16104X14%=2254.56万立方米
漏失减少量 2576.64-2254.56=322.08万立方米
年经济效益 322.08X2.87=926.44万元
从以上数据可看出，本工程完工后，除提高城市的供水安全可靠性外，还可以给企业及城市带来良好的经济效益。
2.社会和环境效益
本工程是城市供水工程的重要组成部分，属城市基础设施。它的更新建设，对稳定社会，提高人民生活质量，促进工农业发展，改善投资环境，吸引外资，都将起到积极促进作用。因此本工程对整个社会的环境效益及社会效益是十分显著的，其社会效益远远大于工程的经济效益。
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