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【摘要】：供水系统是山区城镇重要的基础设施，但由于地形等因素的影响山区城镇是国家供水事业的最薄弱环节。山区城镇地形高低不平，高差悬殊较大（200米以上），而理想供水高程为30米至50米，所以山区城镇的供水布置就要采取一定技术处理，才能满足不同高程区域的供水需求。本文就根据山区城镇带状或团式分布的具体情况采用分区供水，长距离输水，建立加压泵站等方法解决山区城镇的供水问题。
【关键词】：山区 供水 布置
我国约有60%是山区，山区小城镇在具体分布上比较广并且规模小、数量多，经济落后、自然环境恶劣以及交通不便等，水资源极其短缺，且我国供水事业起步相对较晚，这都给山区城镇的供水布置带来了很大的困难。
一、山区城镇供水存在的问题
由于小城镇与水源之间的地形高差往往较大，水源地往往较远，受季节变化地表水挥发快，枯水期供水困难等原因，山区城镇的供水布置和运行存在诸多困难：
1.地形高差大，容易造成地势较低的区域管网受到的压力过高，出现爆管等事故；但高区的管网却压力不足，不能将水供到最利点。
2.高低管网的压力差大，管段服务的压力和水量都很难维持在合理的范围之内，调度困难。
3.地形复杂，居民的居住地分散，输水距离大，管线的敷设难度大。
4.山地气候季节性明显，水源不稳定。
二、分区供水
1.分区的方式
山地城镇的供水系统一般采用分区形式，有并联分区和串联分区两种。受山区地形因素的影响，城镇布局一般是沿等高线呈带状或团式分布，带状分布是山区城镇的最主要分布形式。在带状分布的城镇中可根据等高线等的不同原因使用不一样的分区方式，地形高差不大时，使用并联分区形式，输水管的长度增加不必过多，高区水管压力不大。地形高差大时，采用串联分区形式，输水管较短，压力不大，一般地形高差大于60米时使用串联分区，小于60米大于20米时并联分区，城镇团式分布时往往使用串、并联两者相结合的分区供水方式。
分区方式无论是串联还是并联，分区的数量越多，节约的能量也越多，最多的情况下可节约大概一半能量。分区数量多也会增加投资，维护、管理也变的复杂，在保正供水可靠安全的条件下应合理控制分区数量，使建设工程的造价降到最低。
2.分区供水位置的确定
城镇布局和地形是影响分区供水位置的主要原因，分区可以有多种方案，设计方案时要从运行能耗，工程造价，系统的可靠性，地形等多方面考虑，分区数量一定时，分区的位置对水泵的运行能耗有很大的影响。
山区带状分布的城镇可根据管网沿线流量的变化，制作设计图，确定节能低耗效果最好的位置，团式分布的城镇可根据每个组团高差、间距、用水量大小和水厂相对位置，将若干个或一个组团分成一区。
传统的统一供水系统要满足供水区域中所有控制点的水压需求，所以水泵设计的扬程很高，这不仅会造成很大的浪费，还会造成严重的管道损坏。但分区供水的各区水泵的扬程都是依照本区控制点压力来确定，这不但使管道的压力降低了，还达到了节能低耗、保证供水可靠安全的目的，
3.山区城镇分区供水的意义
山区城镇分区供水的意义很大，有以下几个方面。经济可靠性：降低了对管道的损害，降低了能耗；管网发展规划：管道布置更方便，计算分配流量更便宜；管理分析：水质变化的原因易被发现，水压易被控制，各区用水量易管理；系统运行决策：调度方案易确定。
集中供水对地形多变的山区城镇来说能耗大，对管网的压力大，存在着很大的安全隐患。分区供水不仅降低了供水费用，还安全可靠。
三、输水方式
1.山区常见的输水方式
常见的山区输水方式有重力流和压力流输水，重力流输水又分为承压满流和无压自流两种，地形较复杂的地区可将两种输水方式交叉使用。重力流输水依靠重力输水，水源水位相对较高，且两处地势差足以克服水头损失时，水源可部分或全部使用重力流输水，不能自流，可用承压满流方式输水，这种是相对理想、经济的输水方式。压力流输水是依靠水泵的动力加压，水厂的地势远远高于水源地时，管网的沿途需设置加压泵站，靠压力流输水。
2.选择输水方式
山区城镇的地形、水源是影响选择输水方式的重要因素，水源相对较高时，采用重力流方式输水，决定输水方式前，一定要确定水源，有时选择较远的但能用重力流方式供水的比选择距离近用水泵加压输水的水源要好。
山区的输水管网应尽量选择最短路线，结合当地的地理条件，利用水位高差的特点，考虑用重力输水；如遇到管线布置或地形的限制，须加大压力输水时，应使用经济技术明确的增压泵站。利用重力流输水时，若布置地点地形相差大，可在适当的位置设置减压阀或跌水井；在远距离输水时为了防止管道的承压过高，可在适当位置修建水池。地形较复杂地区，可以考虑用单管输水，降低造价，还可在水厂旁修建蓄水池。
3.水泵站
山区城镇地形复杂，交通不便，供电困难，泵站的管理不方便，所以在长距离输水时应少设或不设泵站。输水管总流量不变时，在中途设置水泵站不但不节能，还会给建设工程增加费用，不合理的设置泵站还会增大能量的损失，设置的水泵站越多，浪费能量也就越多。输水过程中常使用水池-水泵加压方式，这种结合管理方便、运转可靠，但也存在下述缺点。
（1）浪费能量。加压泵站的扬程往往是日常用水量的最大值，但實际用水量大多小于最大值，大部分的能量都损耗在了水池中。
（2）一次性投资较大。加压泵站的水泵价格一般较高，还要修建水池，所以需要投入的资金也相对较多。
4.选择水厂位置
影响自来水厂位置选择的一个重要因素是动力费用，水厂位置的选择对能耗的大小有着重要的影响。山区城镇供水布置中水厂的选址方式有两种，一种是水厂建在地势较低处，用重力流方式输水，泵站加压供水。另一种则是处在较高处的，加压泵站输水，重力流配水。
两种布置各有特点，高位水厂：省去了送水的泵房，减少了维护和管理的工作量；取水泵站的工况比二泵站的简单，在流量、扬程等因素相同的条件下，一级比二级泵站耗能低，所以高位水厂比地位水厂更节能；重力方式配水出水的压力恒定，向高处发展的困难增大；山区地形复杂，水厂道路修筑困难，投资较大。高低水厂的特点恰恰相反，所以在实施时可根据具体情况来做出选择。
结语：
总而言之，在水厂选址时要尽量结合一切外界因素，选择最合适的方案，减少投资的费用，山区城镇地势高低不平，地形复杂，布置供水系统时存在诸多困难。供水方式一般采用分区供水方式，供水系统布置时要充分考虑到地形、位置等对能耗产生的影响，选择最恰当的供水方案。
参考资料
[1]上海市中长期城市供水水源规划研究[J].上海城市规划，2011（02）.
[2]谭新平，方文俊，王小秋.西安市地下水位变化对工程的影响[J].陕西建筑，2010（07）.
[3]李树平，周巍巍，侯玉栋，黄璐.基于管段重要性的给水管网布局分析[J].同济大学学报（自然科学版），2013（03）.
[4]张移，山地城市供水管网可靠性研究[D].重庆大学，2012（03）.
【关键词】：山区 供水 布置
我国约有60%是山区，山区小城镇在具体分布上比较广并且规模小、数量多，经济落后、自然环境恶劣以及交通不便等，水资源极其短缺，且我国供水事业起步相对较晚，这都给山区城镇的供水布置带来了很大的困难。
一、山区城镇供水存在的问题
由于小城镇与水源之间的地形高差往往较大，水源地往往较远，受季节变化地表水挥发快，枯水期供水困难等原因，山区城镇的供水布置和运行存在诸多困难：
1.地形高差大，容易造成地势较低的区域管网受到的压力过高，出现爆管等事故；但高区的管网却压力不足，不能将水供到最利点。
2.高低管网的压力差大，管段服务的压力和水量都很难维持在合理的范围之内，调度困难。
3.地形复杂，居民的居住地分散，输水距离大，管线的敷设难度大。
4.山地气候季节性明显，水源不稳定。
二、分区供水
1.分区的方式
山地城镇的供水系统一般采用分区形式，有并联分区和串联分区两种。受山区地形因素的影响，城镇布局一般是沿等高线呈带状或团式分布，带状分布是山区城镇的最主要分布形式。在带状分布的城镇中可根据等高线等的不同原因使用不一样的分区方式，地形高差不大时，使用并联分区形式，输水管的长度增加不必过多，高区水管压力不大。地形高差大时，采用串联分区形式，输水管较短，压力不大，一般地形高差大于60米时使用串联分区，小于60米大于20米时并联分区，城镇团式分布时往往使用串、并联两者相结合的分区供水方式。
分区方式无论是串联还是并联，分区的数量越多，节约的能量也越多，最多的情况下可节约大概一半能量。分区数量多也会增加投资，维护、管理也变的复杂，在保正供水可靠安全的条件下应合理控制分区数量，使建设工程的造价降到最低。
2.分区供水位置的确定
城镇布局和地形是影响分区供水位置的主要原因，分区可以有多种方案，设计方案时要从运行能耗，工程造价，系统的可靠性，地形等多方面考虑，分区数量一定时，分区的位置对水泵的运行能耗有很大的影响。
山区带状分布的城镇可根据管网沿线流量的变化，制作设计图，确定节能低耗效果最好的位置，团式分布的城镇可根据每个组团高差、间距、用水量大小和水厂相对位置，将若干个或一个组团分成一区。
传统的统一供水系统要满足供水区域中所有控制点的水压需求，所以水泵设计的扬程很高，这不仅会造成很大的浪费，还会造成严重的管道损坏。但分区供水的各区水泵的扬程都是依照本区控制点压力来确定，这不但使管道的压力降低了，还达到了节能低耗、保证供水可靠安全的目的，
3.山区城镇分区供水的意义
山区城镇分区供水的意义很大，有以下几个方面。经济可靠性：降低了对管道的损害，降低了能耗；管网发展规划：管道布置更方便，计算分配流量更便宜；管理分析：水质变化的原因易被发现，水压易被控制，各区用水量易管理；系统运行决策：调度方案易确定。
集中供水对地形多变的山区城镇来说能耗大，对管网的压力大，存在着很大的安全隐患。分区供水不仅降低了供水费用，还安全可靠。
三、输水方式
1.山区常见的输水方式
常见的山区输水方式有重力流和压力流输水，重力流输水又分为承压满流和无压自流两种，地形较复杂的地区可将两种输水方式交叉使用。重力流输水依靠重力输水，水源水位相对较高，且两处地势差足以克服水头损失时，水源可部分或全部使用重力流输水，不能自流，可用承压满流方式输水，这种是相对理想、经济的输水方式。压力流输水是依靠水泵的动力加压，水厂的地势远远高于水源地时，管网的沿途需设置加压泵站，靠压力流输水。
2.选择输水方式
山区城镇的地形、水源是影响选择输水方式的重要因素，水源相对较高时，采用重力流方式输水，决定输水方式前，一定要确定水源，有时选择较远的但能用重力流方式供水的比选择距离近用水泵加压输水的水源要好。
山区的输水管网应尽量选择最短路线，结合当地的地理条件，利用水位高差的特点，考虑用重力输水；如遇到管线布置或地形的限制，须加大压力输水时，应使用经济技术明确的增压泵站。利用重力流输水时，若布置地点地形相差大，可在适当的位置设置减压阀或跌水井；在远距离输水时为了防止管道的承压过高，可在适当位置修建水池。地形较复杂地区，可以考虑用单管输水，降低造价，还可在水厂旁修建蓄水池。
3.水泵站
山区城镇地形复杂，交通不便，供电困难，泵站的管理不方便，所以在长距离输水时应少设或不设泵站。输水管总流量不变时，在中途设置水泵站不但不节能，还会给建设工程增加费用，不合理的设置泵站还会增大能量的损失，设置的水泵站越多，浪费能量也就越多。输水过程中常使用水池-水泵加压方式，这种结合管理方便、运转可靠，但也存在下述缺点。
（1）浪费能量。加压泵站的扬程往往是日常用水量的最大值，但實际用水量大多小于最大值，大部分的能量都损耗在了水池中。
（2）一次性投资较大。加压泵站的水泵价格一般较高，还要修建水池，所以需要投入的资金也相对较多。
4.选择水厂位置
影响自来水厂位置选择的一个重要因素是动力费用，水厂位置的选择对能耗的大小有着重要的影响。山区城镇供水布置中水厂的选址方式有两种，一种是水厂建在地势较低处，用重力流方式输水，泵站加压供水。另一种则是处在较高处的，加压泵站输水，重力流配水。
两种布置各有特点，高位水厂：省去了送水的泵房，减少了维护和管理的工作量；取水泵站的工况比二泵站的简单，在流量、扬程等因素相同的条件下，一级比二级泵站耗能低，所以高位水厂比地位水厂更节能；重力方式配水出水的压力恒定，向高处发展的困难增大；山区地形复杂，水厂道路修筑困难，投资较大。高低水厂的特点恰恰相反，所以在实施时可根据具体情况来做出选择。
结语：
总而言之，在水厂选址时要尽量结合一切外界因素，选择最合适的方案，减少投资的费用，山区城镇地势高低不平，地形复杂，布置供水系统时存在诸多困难。供水方式一般采用分区供水方式，供水系统布置时要充分考虑到地形、位置等对能耗产生的影响，选择最恰当的供水方案。
参考资料
[1]上海市中长期城市供水水源规划研究[J].上海城市规划，2011（02）.
[2]谭新平，方文俊，王小秋.西安市地下水位变化对工程的影响[J].陕西建筑，2010（07）.
[3]李树平，周巍巍，侯玉栋，黄璐.基于管段重要性的给水管网布局分析[J].同济大学学报（自然科学版），2013（03）.
[4]张移，山地城市供水管网可靠性研究[D].重庆大学，2012（03）.