浅析城市供水管网面临的问题①

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摘 要:本文介绍了城市供水管网中存在的二次污染,爆管及管网漏损问题成因,提出了相应的解决对策,如管材的选择、防护,施工中因注意的方面,并对一些检漏方法进行了简单阐述。

关键词:市政工程 供水管网 安全问题

中图分类号:TU99 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(b)-0052-01

改革开放以来,随着我国社会经济的快速发展,城市化建设的突飞猛进,城市供水系统规模越来越大,其构造与各项设施更加复杂,管理与维护好日益庞大的城市供水系统,对促进社会经济发展,保障城市供水安全,建设节约型社会主义和谐社会具有重要意义。

1 城市供水管网问题及对策

1.1 管网水质二次污染

首先,提高给水处理厂的出水水质,保证水质的合格率及稳定性;目前,已有不少国家规定了出厂水中AOC、BDOC及高锰酸盐指数的上限值,来抑制管网中细菌的生长繁殖。AOC是水中可被细菌利用的有机碳浓度,它表征饮用水中细菌增殖的能量。BDOC是水中可溶解性有机物中能被异养细菌利用的部分,也是饮用水生物稳定性的评价指标。一般认为,当AOC浓度为50～100ug乙酸碳/L时,水质具有生物稳定性[1]。另外,细菌等微生物的生长有其适宜的pH环境。出厂水的pH在7～8.5,可以提高水的化学稳定性,这种方法在欧美等发达国家已得到了广泛应用,并且取得了很好的效果。其次,保证合理的消毒工艺及消毒剂使用。从水质上说,采用臭氧—— 活性炭工艺较二氧化氯好些。第三,管网的管材选择与防护也是至关重要的。在管材方面,首先,管道要有较好的内壁,既能抗腐蚀又不会析出有害物质。张向谊,刘文君等[2]以环状生物膜挂片反应器(BAR)模拟实际管网,研究了在有氯、无氯两种原水情况下,镀锌钢、铸铁、不锈钢、PE、UPVC5种管材上细菌的生长规律。结果显示,单位面积最大细菌数,镀锌钢>铸铁>UPVC>不锈钢>PE;说明PE是防止微生物在管壁生长最理想的管材;不锈钢则是值得选择的金属材料。在做金属管道衬里时,可以加丙烯酸树脂分散剂(占硝浆干重3%)或采用蒸汽养护,以增强抗酸性水的能力、抗腐蚀能力。管道上的阀门等附件要推广采用环氧树脂喷涂的铸件和不锈钢配件。水龙头是输配水系统中腐蚀最为严重的部位,这与水龙头处存在水固,气固,水气界面,水腐蚀和大气腐蚀等同时进行,以及材料损耗速度快有关,为了防止水质在用户终端恶化,应使用耐腐蚀能力强的水龙头。

1.2 爆管问题

机理分析:(1)管道的材质差,强度低。据我国30个主要城市调查[3],现有管道中70%为铸铁管,而且相当部分是强度更低的连续浇铸的铸铁管,这种工艺在生产的过程中,不可避免地在管身外产生过冷区,使这个部位材质变脆,强度较别处低,且容易产生气孔,对承压不利。(2)接口刚性太强。过去的铸铁管广泛使用承插式接口,用石棉水泥作填料,它的水密性与粘接力都比较好。但由于粘接能力强,使得因温度改变生产的轴向拉应力传递给管身,这对小口的径管来说,是一个相当大的负荷,管身将会因此被拉断,而大口径管虽然管壁截面面积大不易拉断,但在温度应力作用下,易出现接口漏水,致使基础变软,而造成管道接口(承口)部位破裂。(3)施工质量差。在施工过程中,有的管沟底不平整,通水后水管沉降量较大,而且不均匀;有的管道不够平直,接口处的转折过多,使接口容易损坏;还有的敷设过浅,受动荷载影响较大。(4)供水管线距离太长。当地形起伏较大、管径较大、又是单管线供水时,由于排气阀设置不当或失灵,如果突然停电或机泵开停,会产生水锤,容易导致爆管。(5)管道附近正在进行其他工程,尤其是距离较近的地方进行下水道施工,很容易危及到水管底部泥土,引起不均匀沉陷从而导致管道断裂。

基于以上爆管的原因,我们可以考虑相应的解决对策:(1)合理选用管材。其基本原则是:能承受需求的内压和外荷载,使用性能要可靠,维修工作量少,便于施工,使用年限长,内壁要光滑,输水能力能基本保持不变且造价低。(2)尽量采用柔性接口,除了少数情况外,应以柔性接口为主。(3)提高施工技术,保证施工质量,在施工工程中绝不能因为工程承包而只要速度不顾质量。(4)在管线施工中应因地制宜地设置水锤消除器、有效的排气阀、调压井或空气室,在泵房设置缓闭止回阀,同时应加强日常的运行调度,养护管理及检修操作,注意管道内排气通畅,充水的时候要打开排气阀、消火栓,阀门的启用应严格按操作规程执行。

1.3 管网漏损

在面对管网漏损的问题上,我们应当从两方面着手:(1)在新、旧管网施工的管材种类、管件质量和施工工艺,以及回填质量上下功夫,应有技术等专门职能的科室进行监督和管理,以尽可能的减少新敷设管网的漏失隐患;(2)加强管网管理,及用水监察和巡查力度,运用各种检漏方法,快速准确定位,减少水资源的浪费。管道的检漏方法主要有被动检漏法,主动检漏法及压力控制法。被动检漏法是最原始也最经济的一种方法。主要依靠巡漏人员及市民发现明漏为主,对暗漏一般没办法,这种方法很局限,不能作为主要的检漏方法。主动检漏法是采用各种检漏方法及仪器,主动检查地下管道漏水情况的方法,主要包括:分区检漏法、音听法、相关检漏法及泄露普查法等。①分区检漏法:主要应用流量计检测漏水量。把需检测区域隔离,只留出进水管,在上面接上流量计供水。②音听检漏法:使用听漏棒、电子听漏仪以及噪声自动记录仪来探测供水管道的漏水情况。根据具体情况,将不同的检漏仪器放在管道暴露点(如消火栓、阀门及暴露的管道等)听侧由漏水点所产生的漏水声,从而确定漏水管道的范围。③相关检漏法:由一整套相关仪器组成:一台相关仪器主机(无线电接收机和微处理器等组成),两台无线电发射机(带前置放大器)和两个高灵敏度的振动传感器。通过漏口处产生的漏水声波来测定漏水点位置。④泄露普查法:该方法应用声学、电子、通讯、软件、信号处理及数字化处理等综合技术,采用世界领先技术的多探头相关仪器,可自动生成模拟管网图,完成区域多项漏水声记录。这种方法技术比较成熟,操作方便,准确度较高。

2 结语

城市给水管道系统昼夜持续,以适当的服务压力及安全质量的水输配给用户,对此,相关工作者对于输配水管网应精心维护,科学管理,做好管网防漏防爆防污染工作,根据用户的用水需求及时作出调整,最大限度的发挥输配水能力,保证用户的用水安全及稳定。

参考文献

[1] 杨志光.给水管网中AOC和BDOC的探讨[J].黑龙江科技信息,2009(15).

[2] 张琳,张向谊,刘文君,等.模拟配水管网中管材和余氯对生物膜形成的影响[J].中国环境科学,2006(3).

[3] 伊学农,任群,王国华,等.给水排水管网工程设计优化与运行管理[M].化学工业出版社.