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【摘 要】 随着近年来环境污染的日益严重，以及水资源的过度开发，水资源短缺已成为我国的主要问题问题之一。本文阐述了我国供水管网主要存在的问题及危害，并且以“海宁市东部二三级供水管道工程”为例，进一步分析了供水管网改造的必要性及具体方法。
【关键词】 供水管网；改造；海宁市
1、导言
水资源是人类赖以生存和发展不可替代的自然資源。随着近年来环境污染的日益严重，以及水资源的过度开发，水资源短缺已成为我国的主要问题问题之一。
2、城市管网存在的主要问题及危害
2.1、城市管网存在的主要问题
当前我国城市供水管网存在的主要问题有以下3个方面：
一、管网质低劣问题比较普遍。
二、供水管网非正常工况运行随着城市建设的不断发展，城市用水需求逐步增长。为适应城市供水发展的需要，大多数城市供水管网出现了不同程度的问题、供水管网系统改造滞后于供水范围的扩大。主要问题是将不同时期或不同区域的供水管网进行联网，一些城市中心区或局部地区供水管径偏小、出现了承压标准较低的管段处于超负荷运行状态。水源变更造成原有管网系统的不适应。一些城市由于新建水源工程，将地下水源更换为地表水源，或增大地表水源比例，为弥补被替代的补压井的压力损失，提高了管网压力，超出原设计标准。根据对个大中城市的不完全统计，目前由于水源改变而造成管网局部超负荷运行的管网长度达公里因供水范围增加而造成管网局部超负荷运行的管网长度达公里。
三、管网老化问题突出。相对于材质较差的普遍性情况我国城市供水管网老化问题已日益显现，其中老城区问题尤为突出供水管网铺设时间大多在年以上长期超限运行，年久失修，老化严重，这部分管网约占全部管网长度的6.2%。
2.2、问题管网造成的主要危害
一、供水漏损严重。根据中国城镇供水协会的不完全统计，1992年一2003年，全国城市供水管网平均漏损率从7.89%增加到17.92%。2002年建设部对全国408个城市的调查显示，城市公共供水系统管网漏损率平均达21.5%。随着城乡区域供水的发展乡镇范围内供水管网漏损率也有进一步增加的趋势。
二、管网二次污染。由于管网设施老化，导致在配水过程中造成二次污染，主要表现在以下方面：一是由于出厂水的化学稳定性和生物稳定差，管网水中浑浊度、铁、锰等浓度升高，造成超标；二是余氯会与出厂水中的有机物发生反应，管网水中的余氮含最大大降低，进而减弱了管网水的生物安全性，尤其是地级城市的问题突出。
三、供水水压下降。由于管网漏损，造成水动能损失，不仅提高了动力成本，而且使得供水水压达不到设计要求，有的区域2层以上楼房的居民用水不能保证，有的区域只能实行每天3一4次定时供水。
3、案例分析——“海宁市东部二三级供水管道工程”
海宁市地处长江三角洲，杭嘉湖平原南缘，钱塘江北岸。东经120°18′～120°53′，北纬30°15′～30°36′之间。东与海盐县接壤，南临钱塘江与萧山、上虞市隔江相望，西靠余杭市，北与桐乡和嘉兴市郊区为邻。海宁总面积为700.5平方公里，地势平坦，河流众多，水源丰富，是典型的江南水乡，总人口为65万。全市共有8个镇，4个街道。
海宁市今后发展的总体目标是发挥经济优势，突出文化建设，在实现全面建设小康社会的目标中，做出更大的贡献，力争在全省率先基本实现现代化。
3.1、海宁市现有供水设施概况
海宁市水务投资集团公司属下共有三座地面水厂。双喜桥水厂供水能力为6万吨/日，目前已停止供水，远期将进行改扩建，改扩建规模为10万吨/日；第二水厂目前供水能力为10万吨/日，远期将扩建为30万吨/日；第三水厂规划供水能力为30万吨/日，分两期建设，一期工程15万吨/日已于2006年开工建设，并于2007年11月初并网供水，二期工程15万吨/日目前也已在建设中。目前，第三水厂一期出水总管工程已经建成并运行，该总管主要服务海宁市区以及中部各镇。第三水厂二期出水总管工程也在实施中，建成后主要服务于东部及南部谈桥镇、袁花镇、黄湾镇、尖山新区。第二水厂出水管主要服务海宁西部各镇，包括连杭经济开发区、周王庙镇及盐仓等镇。
3.2、此工程实施必要性
3.2.1、节约用水、提高水资源源使用效率的需要
目前，海宁市自来水有限公司下属的各营业所所辖服务区域内的供水管道大多采用混凝土管道，漏损比较严重。根据2010年全年统计数据，马桥水务营业所漏损率为24.84%，袁花水务营业所漏损率为33.25%，尖山水务营业所漏损率为22.77%，斜桥水务营业所漏损率为25.37%，丁桥水务营业所漏损率为20.73%，盐官水务营业所漏损率为14.19%，盐官景区水务营业所漏损率为20.65%，海昌水务营业所漏损率为9.19%，城南水务营业所漏损率为10.40%。除在中心城区范围内的海昌水务营业所、城南水务营业所的管网漏损率在正常范围之内，其余镇级水务营业所的管网漏损率均偏高。这是水资源的极大浪费，与我国目前大力提倡的节约用水方针背道而驰。
3.2.2、配合海宁城市发展、新社区建设的需要
随着海宁的城乡发展，部分道路需要建设，为了与道路建设时同步建设给水管网，避免今后二次开挖，必须建设相应的配套供水管网。
部分镇的农村新社区所在的区域未在供水管网覆盖范围内，为了保障城乡一体化供水，使新社区的建设顺利进行，必须新建配套供水管网。
3.2.3、保证农村末梢供水水压的需要
据供水营业所提供数据，马桥街道的马桥村及斜桥镇的石前村供水水压仅0.1MPa，这《海宁市给水工程专项规划（2010～2020）》中的规划目标行政村用水点不小于0.16MPa是不吻合的。其中的主要原因为供水管道管径偏小，无法满足当地用水需求，通过新建管径较大的供水管道既可满足用水需求并稳定目标水压。 通过以上介绍可知，海宁市同样存在着全国城市供水管网存在的普遍问题。
3.3、海宁市供水管网问题的解决方法
3.3.1、合理规划供水管网
《海宁市给水工程专项规划（2010～2020年）》由浙江省城乡规划院于2010年2月编制完成。
水量目标
根据相关规划的要求，供水水量能够满足整个海宁市2020年以前各时期的城乡用水需求。
水质目标
供水水质确保符合《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）和《城市供水水质标准》（CJ/T206-2005）的要求。
水压目标
在水厂出厂水水压不超过0.40MPa的前提下，保证供水至中心城市最不利用水点处压力不小于0.28MPa，中心城镇用水点压力不小于0.24MPa，行政村用水点不小于0.16MPa。
供水规模
预测海宁市近、远期的供水规模如下：
近期（2015年）： 50万m3/d
远期（2020年）： 75万m3/d
供水水源
确定以长山河和盐官下河（泰山港）作为海宁市近期供水水源，以紫薇平原水库和地下水为应急备用水源；远期结合嘉兴市太湖引水工程建设引太湖的优质水作为海宁的主要供水水源，以本地河网水、紫薇平原水库和地下水为应急和备用水源。
水厂规划布局
规划逐步将第二水厂扩建至30万m3/d的规模，第三水厂保持现有30万m3/d供水规模，双喜桥水厂保留现有6.0万m3/d处理设施，改造为5.0万m3/d工业用水水厂，远期在现有厂址旁新建一座10万m3/d规模的生活用水水厂，紫薇平原水库附近新建一座10万m3/d规模的备用水厂，整个市域形成双喜桥水厂、第二水厂、第三水厂三座水厂联合供水，互為备用，备用水厂应急备用的局面。
通过上述可知，为适应城市供水发展的需要，我们需全面考虑规划年限内，城市的水量、水压及水质目标，从而通过合理规划供水规模、水源的布置、水厂布局等方面来满足城市供水管网的要求，减少管网二次污染以及供水事故的发生。
3.3.2、合理布置管道
管道的布置应遵循以下原则
1、供水管道应选择经济合理的路线，以减少二次污染及供水事故，保证末梢供水水压。
2、供水管道走向和位置符合城市和工业企业的规划要求，并沿规划道路敷设，以利于施工和维护。
3、生活饮用水供水管道应避免穿过毒物污染及腐蚀性地区，以减少二次污染及供水事故。
3.3.3、优化管材的选择
近年来随着工程技术、新型材料的发展，加上大量引进国外先进技术设备，为供水工程管道材质的选择提供了更多的余地。
由于本工程给水管道口径较小，较适合本工程的管材有钢管、球墨铸铁管、玻璃钢夹砂管、给水聚乙烯管（PE）等，这些管材目前使用比较频繁，技术上都比较成熟。现根据供水方式，供水距离及配水压力，并结合当地的实际情况，对以上管材进行技术经济比较，恰当选用既满足使用要求，又节约投资费用的管材。
根据各种管材特性、管道的使用环境和经济比较，结合本工程的特点，供水管道大部分在农村地区，从维护安全角度考虑，设计认为球墨铸铁管、PE管符合工程需要，具有可比性。
结合建设单位以前的工程管理经验等实际情况，经设计综合考虑确定，本工程给水管道一般地段采用球墨铸铁管；拖拉法施工的给水管道采用HDPE实壁管；管径较大、采用顶管法施工的给水管道采用钢管；独立管桥、随桥过河管道及放空管采用钢管。
以本工程为例，我们可根据供水管网改造的具体情况，首先确定几种管材，通过比较选择具有可比性的管材，再结合具体需求选择适合的管材，以保证供水安全。
4、结语
本文在分析我国供水管网主要存在的问题及其危害，以“海宁市东部二三级供水管道工程”为例，阐述了供水管网改造的必要性，分析可知：1）供水漏损严重，通过优化管材选择得以解决；2）管网二次污染，可通过合理规划供水管网、合理布置管道、优化管材选择等途径加以控制；3）供水水压下降，通过合理规划供水管网及合理布置管道得以解决；4）供水事故不断，可通过合理规划供水管网、合理布置管道、优化管材选择等途径加以控制。
【关键词】 供水管网；改造；海宁市
1、导言
水资源是人类赖以生存和发展不可替代的自然資源。随着近年来环境污染的日益严重，以及水资源的过度开发，水资源短缺已成为我国的主要问题问题之一。
2、城市管网存在的主要问题及危害
2.1、城市管网存在的主要问题
当前我国城市供水管网存在的主要问题有以下3个方面：
一、管网质低劣问题比较普遍。
二、供水管网非正常工况运行随着城市建设的不断发展，城市用水需求逐步增长。为适应城市供水发展的需要，大多数城市供水管网出现了不同程度的问题、供水管网系统改造滞后于供水范围的扩大。主要问题是将不同时期或不同区域的供水管网进行联网，一些城市中心区或局部地区供水管径偏小、出现了承压标准较低的管段处于超负荷运行状态。水源变更造成原有管网系统的不适应。一些城市由于新建水源工程，将地下水源更换为地表水源，或增大地表水源比例，为弥补被替代的补压井的压力损失，提高了管网压力，超出原设计标准。根据对个大中城市的不完全统计，目前由于水源改变而造成管网局部超负荷运行的管网长度达公里因供水范围增加而造成管网局部超负荷运行的管网长度达公里。
三、管网老化问题突出。相对于材质较差的普遍性情况我国城市供水管网老化问题已日益显现，其中老城区问题尤为突出供水管网铺设时间大多在年以上长期超限运行，年久失修，老化严重，这部分管网约占全部管网长度的6.2%。
2.2、问题管网造成的主要危害
一、供水漏损严重。根据中国城镇供水协会的不完全统计，1992年一2003年，全国城市供水管网平均漏损率从7.89%增加到17.92%。2002年建设部对全国408个城市的调查显示，城市公共供水系统管网漏损率平均达21.5%。随着城乡区域供水的发展乡镇范围内供水管网漏损率也有进一步增加的趋势。
二、管网二次污染。由于管网设施老化，导致在配水过程中造成二次污染，主要表现在以下方面：一是由于出厂水的化学稳定性和生物稳定差，管网水中浑浊度、铁、锰等浓度升高，造成超标；二是余氯会与出厂水中的有机物发生反应，管网水中的余氮含最大大降低，进而减弱了管网水的生物安全性，尤其是地级城市的问题突出。
三、供水水压下降。由于管网漏损，造成水动能损失，不仅提高了动力成本，而且使得供水水压达不到设计要求，有的区域2层以上楼房的居民用水不能保证，有的区域只能实行每天3一4次定时供水。
3、案例分析——“海宁市东部二三级供水管道工程”
海宁市地处长江三角洲，杭嘉湖平原南缘，钱塘江北岸。东经120°18′～120°53′，北纬30°15′～30°36′之间。东与海盐县接壤，南临钱塘江与萧山、上虞市隔江相望，西靠余杭市，北与桐乡和嘉兴市郊区为邻。海宁总面积为700.5平方公里，地势平坦，河流众多，水源丰富，是典型的江南水乡，总人口为65万。全市共有8个镇，4个街道。
海宁市今后发展的总体目标是发挥经济优势，突出文化建设，在实现全面建设小康社会的目标中，做出更大的贡献，力争在全省率先基本实现现代化。
3.1、海宁市现有供水设施概况
海宁市水务投资集团公司属下共有三座地面水厂。双喜桥水厂供水能力为6万吨/日，目前已停止供水，远期将进行改扩建，改扩建规模为10万吨/日；第二水厂目前供水能力为10万吨/日，远期将扩建为30万吨/日；第三水厂规划供水能力为30万吨/日，分两期建设，一期工程15万吨/日已于2006年开工建设，并于2007年11月初并网供水，二期工程15万吨/日目前也已在建设中。目前，第三水厂一期出水总管工程已经建成并运行，该总管主要服务海宁市区以及中部各镇。第三水厂二期出水总管工程也在实施中，建成后主要服务于东部及南部谈桥镇、袁花镇、黄湾镇、尖山新区。第二水厂出水管主要服务海宁西部各镇，包括连杭经济开发区、周王庙镇及盐仓等镇。
3.2、此工程实施必要性
3.2.1、节约用水、提高水资源源使用效率的需要
目前，海宁市自来水有限公司下属的各营业所所辖服务区域内的供水管道大多采用混凝土管道，漏损比较严重。根据2010年全年统计数据，马桥水务营业所漏损率为24.84%，袁花水务营业所漏损率为33.25%，尖山水务营业所漏损率为22.77%，斜桥水务营业所漏损率为25.37%，丁桥水务营业所漏损率为20.73%，盐官水务营业所漏损率为14.19%，盐官景区水务营业所漏损率为20.65%，海昌水务营业所漏损率为9.19%，城南水务营业所漏损率为10.40%。除在中心城区范围内的海昌水务营业所、城南水务营业所的管网漏损率在正常范围之内，其余镇级水务营业所的管网漏损率均偏高。这是水资源的极大浪费，与我国目前大力提倡的节约用水方针背道而驰。
3.2.2、配合海宁城市发展、新社区建设的需要
随着海宁的城乡发展，部分道路需要建设，为了与道路建设时同步建设给水管网，避免今后二次开挖，必须建设相应的配套供水管网。
部分镇的农村新社区所在的区域未在供水管网覆盖范围内，为了保障城乡一体化供水，使新社区的建设顺利进行，必须新建配套供水管网。
3.2.3、保证农村末梢供水水压的需要
据供水营业所提供数据，马桥街道的马桥村及斜桥镇的石前村供水水压仅0.1MPa，这《海宁市给水工程专项规划（2010～2020）》中的规划目标行政村用水点不小于0.16MPa是不吻合的。其中的主要原因为供水管道管径偏小，无法满足当地用水需求，通过新建管径较大的供水管道既可满足用水需求并稳定目标水压。 通过以上介绍可知，海宁市同样存在着全国城市供水管网存在的普遍问题。
3.3、海宁市供水管网问题的解决方法
3.3.1、合理规划供水管网
《海宁市给水工程专项规划（2010～2020年）》由浙江省城乡规划院于2010年2月编制完成。
水量目标
根据相关规划的要求，供水水量能够满足整个海宁市2020年以前各时期的城乡用水需求。
水质目标
供水水质确保符合《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）和《城市供水水质标准》（CJ/T206-2005）的要求。
水压目标
在水厂出厂水水压不超过0.40MPa的前提下，保证供水至中心城市最不利用水点处压力不小于0.28MPa，中心城镇用水点压力不小于0.24MPa，行政村用水点不小于0.16MPa。
供水规模
预测海宁市近、远期的供水规模如下：
近期（2015年）： 50万m3/d
远期（2020年）： 75万m3/d
供水水源
确定以长山河和盐官下河（泰山港）作为海宁市近期供水水源，以紫薇平原水库和地下水为应急备用水源；远期结合嘉兴市太湖引水工程建设引太湖的优质水作为海宁的主要供水水源，以本地河网水、紫薇平原水库和地下水为应急和备用水源。
水厂规划布局
规划逐步将第二水厂扩建至30万m3/d的规模，第三水厂保持现有30万m3/d供水规模，双喜桥水厂保留现有6.0万m3/d处理设施，改造为5.0万m3/d工业用水水厂，远期在现有厂址旁新建一座10万m3/d规模的生活用水水厂，紫薇平原水库附近新建一座10万m3/d规模的备用水厂，整个市域形成双喜桥水厂、第二水厂、第三水厂三座水厂联合供水，互為备用，备用水厂应急备用的局面。
通过上述可知，为适应城市供水发展的需要，我们需全面考虑规划年限内，城市的水量、水压及水质目标，从而通过合理规划供水规模、水源的布置、水厂布局等方面来满足城市供水管网的要求，减少管网二次污染以及供水事故的发生。
3.3.2、合理布置管道
管道的布置应遵循以下原则
1、供水管道应选择经济合理的路线，以减少二次污染及供水事故，保证末梢供水水压。
2、供水管道走向和位置符合城市和工业企业的规划要求，并沿规划道路敷设，以利于施工和维护。
3、生活饮用水供水管道应避免穿过毒物污染及腐蚀性地区，以减少二次污染及供水事故。
3.3.3、优化管材的选择
近年来随着工程技术、新型材料的发展，加上大量引进国外先进技术设备，为供水工程管道材质的选择提供了更多的余地。
由于本工程给水管道口径较小，较适合本工程的管材有钢管、球墨铸铁管、玻璃钢夹砂管、给水聚乙烯管（PE）等，这些管材目前使用比较频繁，技术上都比较成熟。现根据供水方式，供水距离及配水压力，并结合当地的实际情况，对以上管材进行技术经济比较，恰当选用既满足使用要求，又节约投资费用的管材。
根据各种管材特性、管道的使用环境和经济比较，结合本工程的特点，供水管道大部分在农村地区，从维护安全角度考虑，设计认为球墨铸铁管、PE管符合工程需要，具有可比性。
结合建设单位以前的工程管理经验等实际情况，经设计综合考虑确定，本工程给水管道一般地段采用球墨铸铁管；拖拉法施工的给水管道采用HDPE实壁管；管径较大、采用顶管法施工的给水管道采用钢管；独立管桥、随桥过河管道及放空管采用钢管。
以本工程为例，我们可根据供水管网改造的具体情况，首先确定几种管材，通过比较选择具有可比性的管材，再结合具体需求选择适合的管材，以保证供水安全。
4、结语
本文在分析我国供水管网主要存在的问题及其危害，以“海宁市东部二三级供水管道工程”为例，阐述了供水管网改造的必要性，分析可知：1）供水漏损严重，通过优化管材选择得以解决；2）管网二次污染，可通过合理规划供水管网、合理布置管道、优化管材选择等途径加以控制；3）供水水压下降，通过合理规划供水管网及合理布置管道得以解决；4）供水事故不断，可通过合理规划供水管网、合理布置管道、优化管材选择等途径加以控制。