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【摘要】本文重点分析高差大区域城市供水管网专项规划的方法与要点，对高差大地区的城市供水管网主要特点、规划中的主要问题进行阐述，并结合某工程实例，分析了城市供水管网分区规划的方案，望能够解决因高差大对供水管网规划、运行所带来的问题。
【关键词】供水管网；规划；高差；负压
高差大的地区城市供水管网在专项规划方案中存在一定的特殊性，这些区域的局部地势变化比较大，供水覆盖区与水源地高程的距离差有时达到数十米甚至百米；这种区域性的地势特点给供水管网的规划布置与运行带来了很大的问题。
1 高差大地区城市供水管网主要特点
第一，水源地地势普遍高于供水区地势，合理的专项规划能够满足对供水管网重力供水的要求。通过对重力供水水源的应用，有助于降低相应区域的制水成本，提高利用率；
第二，城市供水管网覆盖范围内地形起伏波动较大，市区内各个部分、市区与水源地之间的地形高差较大，需通过采取分区供水规划的方式确保供水的稳定与可靠。因此，在专项规划中对供水系统管线的布置以及对调度系统调度技术的要求较高；
第三，由于此类城市多依地形而建，因此市区在地形分布上并不集中，用地功能的区划关系不明显，城镇地区比较分散。从供水管网运行的角度上说，管网难以延伸成环，供水过程中缺乏整体性的特点；
第四，此类城市地区的发展存在非常大的不确定性，供水管网的规划必须充分结合城市地区的总体规划方案，体现对近期、远期发展的协调性要求。
2 高差大地区城市供水管网规划问题
基于以上城市供水管网的特点，给城市供水管网的规划设计以及运行维护均带来了非常多的困难与阻碍，主要存在以下几个方面的问题：（1）此类城市地区的水源地多在地势较高的位置，与供水区域之间的距离较长，随之产生远距离、高压力输水问题；（2）由于本区域范围内供水管网各个部分的地面高差存在非常大的差距，故在整个供水系统实际运行的过程当中容易出现低压管网压力过高的问题，诱发管件损坏或爆管等质量问题；（3）因为此区域地形高差比较大的原因，导致了供水管网各管段的压差也比较大，各个管段的服务压力和水量则难以维持在合理的范围之内；（4）由于此类区域的地形高差大，因此要采用分区供水的方法。
3 实例分析
A市区位于XX地区东部的丘陵地带，境内地势西高东低，全市地貌可分为丘陵区、岗地区、平原区三大类型，各区高差较大，给区域供水设计带来较大困难。根据A市供水情况的现状：A市供水系统目前由1#自来水厂与2#自来水厂所组成，1#自来水厂供水量可达为6万吨m3/d，2#自来水厂供水量为10万吨m3/d。主要针对老城区供水。
管网状况：城区以环状供水管网为主，郊区以枝状供水管道为主。目前部分片区基本建立环状输配水体系，但仍存在管径偏小，造成局部地区压力不足的情况，且投入时间较长，目前部分管网已出现老化、锈蚀的质量问题，加之本区域内地形高差大，管网布置比较随意，局部压力高，容易诱发爆管等安全性问题。
随着本区域城区发展速度的不断扩大，用水量持续增加，城区范围内供水管网不合理、管径偏小、管网老化等问题开始凸显出来。为确保本区域供水管网运行的稳定与安全，就必须对现有的配水管网进行改造与优化。结合本区城市发展速度与规模来看，改扩建工程规划设计远期规模需达到25万吨m3/d，加之考虑到本区域内的地形属于高差大区域，故管网设计中遵循分区、分压原则供水。结合A市实际情况，对整个供水管网覆盖区域进行分区处理，并对比优选最佳设计方案。
A方案：本方案中将整个供水管网覆盖区域划分为三m个部分，分别为：①高区，高程在50m～70m范围内；②中区，高程在20m～50m范围内；③低区，高程在5m～20m范围内；供水方案为：自一水厂出水，面向中区供水，同时负责转输部分低区水量；然后由一厂+二厂联合，面向低区供水，同时设立增压站，经过增压站调节后向高区供水，已达到分区供水，节能省耗的目的。
B方案：自一水厂出水直接面向高区供水，同时负责转输中区、低区水量；然后由一厂+二厂联合，面向中低区区域供水，保留现状的部分自用水源作为备用水源。
对比以上两个方案，在供水规模一致的情况下，从配水工程投资的角度上分析，B方案投资略低于A方案，保留了部分自用水源，但这部分自用水源存在水源水质水量等隐患；从供水管网运行性能的角度上分析，A方案中共设置增压水泵，分区供水降低了能耗，系统供水安全性可得到保障，管网压力可控制在60.0m以内，可满足城市地区供水管网安全运行的要求，服务水压可适合用户使用。同时，由于本区域内管网供水过程当中的变化系数较高，故充分利用本地区的地形条件设置高位水池，除了能够起到减压控制管网压力的目的，还能够调节水量，降低输水管网管径参数，确保各个分区供水性能的可靠与稳定。经过以上对比，建议选择方案A作为本区域的供水规划方案。
4 结束语
根据本文以上对高差大地区城市供水管网专项规划相关问题与方法的分析，有以下两个方面的体会，其一是高差大地区在规划供水管网方案时，需要结合地形标高对供水区域进行合理分区；第二，在对供水管网设置减压措施时，当有合适地形可利用时，一般通过建设有一定有效容积的水池的方式减压，既能起到减压控制管网压力作用，也能调节水量提高供水保证性；第三，可在适当的位置设立增压泵站，实行分区供水；第四，水厂之间应联为环状，互为备用；第五，如局部地区高差特别大，可设置独立片区单独供水，以保证其他地区适当的水压，减少不必要的能耗。
参考文献：
[1] 叶健，高金良，刁美玲等.分形理论在城市供水管网规划中的应用研究[J].工程设计学报，2014，21（6）：562-565，588.
[2]翟慧慧.绿色建筑给排水设计的若干问题.中国房地产业.2015.8
【关键词】供水管网；规划；高差；负压
高差大的地区城市供水管网在专项规划方案中存在一定的特殊性，这些区域的局部地势变化比较大，供水覆盖区与水源地高程的距离差有时达到数十米甚至百米；这种区域性的地势特点给供水管网的规划布置与运行带来了很大的问题。
1 高差大地区城市供水管网主要特点
第一，水源地地势普遍高于供水区地势，合理的专项规划能够满足对供水管网重力供水的要求。通过对重力供水水源的应用，有助于降低相应区域的制水成本，提高利用率；
第二，城市供水管网覆盖范围内地形起伏波动较大，市区内各个部分、市区与水源地之间的地形高差较大，需通过采取分区供水规划的方式确保供水的稳定与可靠。因此，在专项规划中对供水系统管线的布置以及对调度系统调度技术的要求较高；
第三，由于此类城市多依地形而建，因此市区在地形分布上并不集中，用地功能的区划关系不明显，城镇地区比较分散。从供水管网运行的角度上说，管网难以延伸成环，供水过程中缺乏整体性的特点；
第四，此类城市地区的发展存在非常大的不确定性，供水管网的规划必须充分结合城市地区的总体规划方案，体现对近期、远期发展的协调性要求。
2 高差大地区城市供水管网规划问题
基于以上城市供水管网的特点，给城市供水管网的规划设计以及运行维护均带来了非常多的困难与阻碍，主要存在以下几个方面的问题：（1）此类城市地区的水源地多在地势较高的位置，与供水区域之间的距离较长，随之产生远距离、高压力输水问题；（2）由于本区域范围内供水管网各个部分的地面高差存在非常大的差距，故在整个供水系统实际运行的过程当中容易出现低压管网压力过高的问题，诱发管件损坏或爆管等质量问题；（3）因为此区域地形高差比较大的原因，导致了供水管网各管段的压差也比较大，各个管段的服务压力和水量则难以维持在合理的范围之内；（4）由于此类区域的地形高差大，因此要采用分区供水的方法。
3 实例分析
A市区位于XX地区东部的丘陵地带，境内地势西高东低，全市地貌可分为丘陵区、岗地区、平原区三大类型，各区高差较大，给区域供水设计带来较大困难。根据A市供水情况的现状：A市供水系统目前由1#自来水厂与2#自来水厂所组成，1#自来水厂供水量可达为6万吨m3/d，2#自来水厂供水量为10万吨m3/d。主要针对老城区供水。
管网状况：城区以环状供水管网为主，郊区以枝状供水管道为主。目前部分片区基本建立环状输配水体系，但仍存在管径偏小，造成局部地区压力不足的情况，且投入时间较长，目前部分管网已出现老化、锈蚀的质量问题，加之本区域内地形高差大，管网布置比较随意，局部压力高，容易诱发爆管等安全性问题。
随着本区域城区发展速度的不断扩大，用水量持续增加，城区范围内供水管网不合理、管径偏小、管网老化等问题开始凸显出来。为确保本区域供水管网运行的稳定与安全，就必须对现有的配水管网进行改造与优化。结合本区城市发展速度与规模来看，改扩建工程规划设计远期规模需达到25万吨m3/d，加之考虑到本区域内的地形属于高差大区域，故管网设计中遵循分区、分压原则供水。结合A市实际情况，对整个供水管网覆盖区域进行分区处理，并对比优选最佳设计方案。
A方案：本方案中将整个供水管网覆盖区域划分为三m个部分，分别为：①高区，高程在50m～70m范围内；②中区，高程在20m～50m范围内；③低区，高程在5m～20m范围内；供水方案为：自一水厂出水，面向中区供水，同时负责转输部分低区水量；然后由一厂+二厂联合，面向低区供水，同时设立增压站，经过增压站调节后向高区供水，已达到分区供水，节能省耗的目的。
B方案：自一水厂出水直接面向高区供水，同时负责转输中区、低区水量；然后由一厂+二厂联合，面向中低区区域供水，保留现状的部分自用水源作为备用水源。
对比以上两个方案，在供水规模一致的情况下，从配水工程投资的角度上分析，B方案投资略低于A方案，保留了部分自用水源，但这部分自用水源存在水源水质水量等隐患；从供水管网运行性能的角度上分析，A方案中共设置增压水泵，分区供水降低了能耗，系统供水安全性可得到保障，管网压力可控制在60.0m以内，可满足城市地区供水管网安全运行的要求，服务水压可适合用户使用。同时，由于本区域内管网供水过程当中的变化系数较高，故充分利用本地区的地形条件设置高位水池，除了能够起到减压控制管网压力的目的，还能够调节水量，降低输水管网管径参数，确保各个分区供水性能的可靠与稳定。经过以上对比，建议选择方案A作为本区域的供水规划方案。
4 结束语
根据本文以上对高差大地区城市供水管网专项规划相关问题与方法的分析，有以下两个方面的体会，其一是高差大地区在规划供水管网方案时，需要结合地形标高对供水区域进行合理分区；第二，在对供水管网设置减压措施时，当有合适地形可利用时，一般通过建设有一定有效容积的水池的方式减压，既能起到减压控制管网压力作用，也能调节水量提高供水保证性；第三，可在适当的位置设立增压泵站，实行分区供水；第四，水厂之间应联为环状，互为备用；第五，如局部地区高差特别大，可设置独立片区单独供水，以保证其他地区适当的水压，减少不必要的能耗。
参考文献：
[1] 叶健，高金良，刁美玲等.分形理论在城市供水管网规划中的应用研究[J].工程设计学报，2014，21（6）：562-565，588.
[2]翟慧慧.绿色建筑给排水设计的若干问题.中国房地产业.2015.8