何維華

成都市自來水有限責任公司

　　提要： 本文就“編制城市供水規劃”的諸多環節，闡述了觀點與建議，供同行間商討。

　　關鍵詞 供水規劃  供水管網  

　　1.概述

　　城市供水規劃是城市總體規劃的一部分，城市總體規劃分近、遠期編制，有時還編制遠景規劃。通常近期規劃為10年；遠期為20年；遠景為30～50年。城市供水規劃亦按此編制分期規劃。

　　城市供水規劃的集中供水范圍，應符合城市總體規劃的要求，可以是建城區的范圍，可以包含近鄰縣鎮的范圍，甚至是城市管轄的所有城鎮與鄉村。

　　城市供水單位的生產規劃，可以承擔城市供水規劃的一部分供水任務，亦可以承擔城市供水規劃范圍的全部供水任務，由于城市供水單位是生產性企業，它還可以發展成超越城市管轄范圍的、跨區域、跨省域、跨國界的企業。

　　城市供水規劃的編制，包含需水量的預測、水源規劃、供水系統規劃、供水管網規劃等具體內容。

　　2.需水量的預測

　　2.1新開發的規劃區需水量預測方法

　　2.1.1按總體規劃確定的規劃期末的人口數、綜合用水量等指標，推算規劃期末的需水量。

　　2.1.2按總體規劃確定的規劃期末的城市建設用地規模、城市單位建設用地綜合用水量等指標，推算規劃期末的需水量。

　　以上方法雖比較簡便但準確度較差，對于尚未開發的規劃區是常用的，但是對于舊城為主的改造、擴建的城區是欠妥的。

　　2.2已建城區改造、擴建的需水量預測方法

　　對于已建城區改造、擴建的供水規劃中，需水量的推算應對以下環節作好調查分析：

　　2.2.1規劃期末人口數的確定

　　規劃期末人口數是預測需水量的重要數據，通常規劃部門在測算時，除了考慮自然增長規律外，主要遵照了行政主管部門的主觀愿望。

　　建議摸清規劃期末的規劃范圍內，目前及前五年的居住人口及流動人口的數據。從而用自然增長率等方法，復核規劃期末人口數，再與規劃部門商討計算人口數的調整。

　　2.2.2純生活用水水平的調查

　　對于目前城市住宅中各類用水設施的用水水平的調查，對照設計規范的相應數據，推算當地規劃期末純生活用水水平，比直接套用設計規范的數據更切合實際。

　　2.2.3收集、整理近五年城市供、用水資料

　　這些供、用水資料包括水源、凈水廠、管網及其它相關自備水源現狀的評估；最高日供水的時變化曲線；逐年各類用水的變化比例；逐年日、時供水變化等系數；泵站的特性曲線；有效調節容量的相關數據等。

　　2.2.4對占總用水量40～60％大用水戶進行規劃期末用水量的調查，此類調查應在自報的基礎上進行協商核定。

　　2.2.5對需水量測算資料應進行階段性評估

　　需水量測算后，應召集相關專家進行評估，若是供水規劃編制后，再對需水量進行調整，返工量大。

　　3.水源規劃

　　3.1水源的重要性

　　可靠的水源是建立城市的主要條件，是發展城市供水事業的重要依據，古今中外的城市的建設，無不與此息息相關。

　　水源選擇合理，會加快城市建設的步伐。相反，選擇的水源不可靠，就是建成了供水系統，也不能充分發揮效益，甚至水廠廢棄。這樣的教訓在國內外都是存在的。

　　選擇水源時，首先就近選用，只有周圍沒有可靠水源時才考慮遠距離調水；地下水的水質、水量能滿足要求的應優先選用，目前往往地下水的水質、水量不能滿足要求，才轉向選用地表水。

　　當前，南水北調工程就是解決北京、天津及河北相鄰城市嚴重缺水的水源工程；遼寧省大伙房水庫輸配水工程就是解決沈陽、大連、鞍山、營口、遼陽、盤錦、撫順等缺水城市的水源工程。

　　3.2水源可靠的條件

　　3.2.1城市供水水源的衛生標準應符合現行國家標準《生活飲用水衛生標準》（GB5749）中有關水源方面的規定和《生活飲用水水源水質標準》（CJ3020）的規定。

　　3.2.2選用地表水為城市供水水源時，應按《城市給水工程規劃規范》（GB50282）的規定，枯水流量保證率達90％～97％，且有多水源調節或調蓄措施。在這里枯水流量保證率的規定，照顧了我國城鎮仍然是水源不足的現狀，應該說沒有富余流量的河流，不是可靠的地表水水源。

　　3.2.3選用地表水為城市供水水源時，飲用水水源地一級保護區應符合現行國家標準《地面水環境質量標準》（GB3838）中規定的Ⅱ類標準。

　　3.2.4當選用地下水水源時，水源地應設在不易受污染、不引起次生災害的富水地段。

　　3.2.5水庫作水源的問題

　?。?）當前國內較多的供水企業選用水庫水為水源，有些水庫面臨兩大問題：當山洪暴發季節，水庫水容易形成高濁度水，庫底積泥翻起，水中錳含量超標，因此水庫周圍及來水上游周邊的綠化及防治水土流失的環境整治是極其緊迫的；當藻類繁殖季節，取用水庫淺層水，藻類嚴重影響水廠的凈化處理，若沒有對應的措施，水廠面臨的是停產。

　?。?）中、小城鎮供水水源選用小型水庫時，還面臨水庫旅游、養殖業對水源水質的干擾。

　?。?）對于水位變化較大的庫邊豎井取水建筑，盡可能選用分層取水方案。渾水季節選用淺層水；藻類繁殖季節選用深層水。

　　3.3應急水源問題

　　自從哈爾濱、無錫水源出現問題后，更引起人們對城市供水水源的重視，應關注以下幾個方面：

　　3.3.1呼吁相關方面強化對城市現有水源的管理，影響水源安全的隱患應積極排除。倘若現有水源都管不好，開辟再多的水源亦難以管好。

　　3.3.2作為供水企業盡可能對水源水質問題，作好應急處理預案的軟件（技術）貯備和通用的、有針對性的、適當的硬件貯備。

　　3.3.3在技術經濟合理的前提下，城市供水水源力求多渠道。倘若目前有困難時，水源及供水系統中增大調節容量是必要的。城市自備水井是最經濟的應急水源，呼吁政府應有效的統管起來。

　　3.3.4籌建應急水源的規模應論證，不宜過大，且應與正常運營系統有機的結合。

　　4.供水系統規劃

　　供水系統的構思，包括凈水處理廠的廠址選擇；凈水處理工藝的選擇；分質、分壓還是統一供水系統的選擇；調蓄、調節設施的考慮等。

　　4.1凈水處理廠的廠址選擇

　　凈水處理廠的廠址選擇，可以靠近取水端，也可以放在建城區的邊緣?？傊畱紤]外部環境、擴建或技改的預留面積、技術經濟的可行性及環保、節能的要求。

　　4.2凈水處理工藝的選擇

　　凈水處理工藝的選擇，應考慮原水的水質變化、出水的水質標準、城市的環境要求、建設資金狀況、企業的管理水平。

　　這里存在常規處理相協調的前預處理、后深度處理、污泥處理、生產廢水的回用、控制方式等內容。

　　4.3分質、分壓還是統一供水系統的選擇

　　分質、分壓還是統一供水系統的選擇，取決于用水戶端的水質、水壓要求及城市地形的變化狀況，方案的選擇有賴于技術經濟的分析，它亦是管網布置方式的先決條件。

　　4.4調蓄、調節設施

　　調蓄、調節設施包括原水及出水兩個方面：

　　4.4.1原水的調節主要保證枯水季節的原水流量，包括建立調節水庫（池），若是水庫取水，主要復核水庫有效的調蓄容量；

　　4.4.2水廠出水端的調節，主要適應用水戶24小時用水變化的需要，通常以水廠清水池的有效調節容量來核算，若是管網內有適當高地修建高位水池（塔）及修建水庫加壓泵站，亦是經濟的調節設施。至于用水戶端的水箱及水池，也具備調節的功能，但由于管理權限等問題，通常不納入城市供水系統的核算。

　　5.供水管網規劃

　　5.1現狀

　　城市供水企業自從建成運營以來，水廠設施通常不隨意改動，供水管網恰年復一年地進行著擴充、更改。遺憾的是不少企業沒有對現有管網結構、用水戶狀況進行深入調研、分析的基礎上進行管網系統改造性技術經濟計算。

　　近十年各城市在管網改造的力度加快了，不少城市初步建立了管網GIS系統，少數城市還進行了管網建模、對管網進行了分塊管理的嘗試。這些基礎性措施，對管網結構的改造是有利的，它必然推動管網規劃計算的優化，管網運行的合理化。

　　5.2具體建議

　　為了編制、落實好管網規劃，為了強化管網的運行管理，提出以下建議：

　　5.2.1管網應建立獨立的臺帳管理系統

　　利用歷年的管線臺帳資料，建立一套獨立存在的管網資產動態臺帳系統是必要的，它可以動態顯示任何一年管網的構成情況，亦可查詢某一規格、設備的匯集數據，也可了解任何街巷水管敷設、拆改的歷史記錄。

　　5.2.2建立更完善的管網運行管理（GIS）系統

　　建立更完善的管網運行管理（GIS）系統，管網建模應在其中，無縫連接，乃至融為一體。

　　5.2.3管網應調控管理

　?。?）供水管網調控管理的理由

　　管網運行現狀而言，從水壓均衡、節點服務水頭基本符合需求方面評述管網狀況，是傳統的供水系統運行調度的主要目標。但是從管網中對老朽管段的特殊照料、對水滯留…問題過去重視是不夠的，給管網優化運行及管網水質的改善帶來不少麻煩，因此主動對管網的運行狀態進行分析、主動調控管理對管網的優化運行是必要的，也只有摸清管網具體問題，才能切實編制好管網的改造規劃，管網調控亦是編制好管網規劃的措施之一。

　?。?）調控、改造管網的措施

　?。?.1）易爆管段的對策

　　A．根本措施

　　由于易爆管道有管材結構或管道基礎上的缺陷，易爆管段的根本措施是‘退役下崗’或更換新管。

　　B.臨時措施

　　易爆管段的改造費用一時難以籌集，強化對易爆管段的管理是行之有效的措施。

　?。?.2）易漏管段

　　通過管網運行中巡線、檢漏、測流、測壓的數據以及搶爆、維修記錄的綜合分析，確認易漏管段的成因，以便采用相應的措施。

　　 (2.3)壓埋管段

　　供水管道是承壓的管道，不允許壓埋在建筑物及構筑物(如立交橋的擋土墻)基礎內，存在隱患，管道滲漏或爆破容易引發嚴重的次生災害。作為管網的管理部門應主動查找檔案資料，分清原因，提出措施進行處理，并向主管部門書面報告。通常后建的建筑物、構筑物承擔責任，拆除違章建筑或改遷管道。

　　(2.4)瓶頸管段

　　因供水規模的增大等原因，管網中個別流速過大的瓶頸管段，應分別情況進行改造，如更換較大口徑管道或臨近平行道路添設管段分流…。

　　(2.5)管段調整

　由于管網不斷的擴充，往往在街、巷內形成多條平行管道，不僅配水極不合理，占據街道多個規劃位置，影響其它管線的鋪設。應配合街道的改擴機遇，主動理順輸水、配水、用戶支管的關系，盡量消除‘盲腸’管段，將易爆、易漏、腐蝕嚴重的管道逐步更除。對于不能更除的‘盲腸’管段，應増設消火栓等排水設施，以強化運行管理的方法來改善管網水質，這也是編制管網技改規劃的具體內容之一。

　　(2.6)長期水滯留干管的對策

　　通過不同季節連續檢測表明管段內水流速度極低時（比如流速≤0.1m/s），表明管段內的水長期滯留，必然管內水質趨于惡化，此類問題多半出現在連通管上。針對此類問題的處理措施如下：

　　A.倘若連通管兩端管道的流速偏快，可周期性的調整相關閥門的開啟度，使連通管的流速周期性波動，減少沉淀物長期間的累積。

　　B.倘若連通管兩端管道的流速偏慢，倘若在目前輸水狀況下通過模型演算，主管段出現故障時連通管隔斷亦無大礙，連通管兩端控制閥門應關閉(若關閉不嚴，應及時檢修)，連通管上的用水戶調整到其它配水管上供水，連通管內余水排空，讓連通管暫時‘退役下崗’，當然這一決策務必在連續多季節檢測的基礎上，經反復論證后實施。若多年后情況有變，連通管務必通過消毒、沖洗后方能‘上崗服役’。

　　(2.7)配水管水滯留的問題

　　總體而言，輸水管、配水干管的流速≥0.7m/s占多數，但配水管流速偏低的情況較多，其原因如下：

　　A.街區規劃尚未形成；

　　B.總的規劃方案改變，導致該區域用水量逐年遞減；

　　C.預留的配水管口徑偏大。

　　對于配水管口徑偏大的管段，若管道材質欠佳，應改鋪口徑恰當的優質管材或采用‘管中管’方式鋪設較小口徑管道；否則低流速管道應強化沖洗措施，確保供水水質。

　?。?）管網調控的組織機構

　　管網調控的管理有三個環節，一是管網分析、擬定措施；二是發布調控令；三是執行調控令。

　?。?.1）管網分析、擬定措施一通常屬管網運行模型的維護部門的職能，是企業技術參謀部門的日常工作；

　?。?.2）發布調控令一通常屬企業生產調度中心的職能；

　　（3.3）執行調控令一通常屬管網運行管理部門的職能。

　?。?）調控管理的業務內容

　　針對供水管網日常調控管理的業務內容有：

　?。?.1）管網運行參數(包括水壓、余氯、濁度、管段流量、搶爆維修記錄等)的收集、整理分析；

　?。?.2）編制管網技改規劃，擬訂年度、月份管網技改實施計劃；

　?。?.3）編制管網調控(包括管道沖洗、消火栓排水、個別管段流速調度等)的年度、月份的實施計劃；

　　（4.4）制定及落實每日管網調控調度令的管理；

　?。?.5）總結年度、月份管網技改計劃的實施情況；

　　（4.6）填報每日、月份、年度管網調控的實施狀況。

　　5.2.4管網規劃應結合管網分塊管理模式的建立

　　管網分塊管理是強化管網效益管理的重要措施，有利于對用水戶的最佳服務。管網規劃布置應結合管網分塊管理模式的需要，從多方案論證中敲定方案。

　　5.2.5管網節點流量的確定

　　節點流量分集中流量和沿線流量。

　　（1）集中流量

　　有集中流量的單位，力求添設為節點；若從一條配水干管上進水，則按接水點離兩端節點的遠近，把集中流量按比例分配到節點上；若從兩條配水干管上進水，則集中流量很可能按比例分配到有關的3～4個節點上去；若是從配水支管上接水，則要考慮配水支管從那些就近的配水干管上連通，隨之把集中流量不等地分配到相關的節點上去。

　?。?）沿線流量

　　沿線流量的分配，原則上是按管段附近的具體情況分等級計算的。

　?。?.1）管段的漏水量作為沿線流量的一部分進行計算，管段漏水量=總漏水量×管段長度/管網總長度。

　?。?.2）分析管網中各管線的沿線用水狀況時，分成以下幾個等級：

　　A.只考慮漏水量，不考慮沿線用水的管段。

　　B.在沿線用水的管段分析中，考慮了以下幾點：

　?。ˋ）管段兩側的建筑密度、服務范圍，并且是否在該管段上接水；

　?。˙）管段中連接配水支管的狀況，配水支管的服務范圍；

　?。–）在集中流量計算中考慮了居住區生活用水的，一般不再考慮沿線流量或降低等級考慮沿線流量；

　?。―）沿線用水的管段分多個級別，各個級別的管段長度累加起來，再統一平衡，確定各個等級的換算系數。

　　總之，節點流量的確定是管網規劃計算的重要一環，在開展這項工作之前，熟悉與掌握現有管網結構狀況是十分重要的。在已建城區，還按規劃的人口密度或建筑密度方式分配流量，準確性差。

　　5.2.6新、舊管段阻力系數的確定

　　在管網建模的過程中，新、舊管段阻力系數的測定是項繁瑣的任務，但又是建模質量的重要措施。

　　影響管段阻力系數的因素有：

　　（1）管段內壁的光滑程度，通常以管材粗糙系數來表示；

　?。?）管段相關管件、閥門等配件的組合狀況；

　　（3）管段輸水過程中積氣狀況，從理論上講，管道設計不允許管內積存空氣的，客觀上又是難以排盡的。

　　不同的水源、不同的城市變遷歷史、不同的管材、不同的管段狀況，管段阻力系數的確定，無統一標準。但在國內一些大型輸配水工程中，為了降低工程造價的需要，采用新管試驗段實測數據作為設計依據，將N值從0.013，降至0.0115，不考慮管道運行多年后的諸多問題，因而值得推敲，將影響日后的輸水能力達不到目標值。關鍵是我國還沒有一個科研單位開展這方面的基礎研究，提供適應國情的數據。

　　編制城市供水規劃，還有若干環節沒有討論。 以上所述，盡對已建城市的供水規劃編制的部分環節，講述了個人的一些觀點與體會，不一定恰當，供商討。

2008年5月24日