摘要:供水系统是城市发展的重要部分,也是建设重要基础设施的关键组成部分,因此供水系统的发展水平成为衡量城市现代化水平高低的重要标志。
关键词:城市供水管网;现状;技术;
引言
随着我国经济发展和人民生活水平的不断提高,城市居民对于饮水质量尤其是使用最为广泛的自来水质量有了更高的要求,大多数人们已不再满足于水量和水压的充足,而对于水的卫生安全性、口感以及清澈度等有了更高的要求,因此目前城市供水对于水质的要求也需要朝着这个方向发展。
1 我国城市供水现状
饮用水质量直接关系着人们的生命健康,改革开放以来,我国加大了城市饮水系统的建设,但是由于设施和技术水平较为落后,因此使得饮水安全问题频发。在 1986—2005 年的 20 年间,我国发生了152 起饮用水污染事件,但饮用水污染最严重的时间主要集中在后 10 年,即 1996—2005 年间,占比高达 87.5%;从全国范围来看,经济条件发达的东部地区发生饮用水污染事件最高,为 44 起;污染源主要是人为导致的生物污染,所占比例达到七成,排在第二位的为化学污染。从水污染发生地来看,居民区发生比例最高,约为 50%,其次为学校。生活污染是导致饮用水污染的主要因素,高达 65.1%,其次为工业污染。当前,我国城市饮用水仍面临水源污染严重和饮用水资源严重短缺两大难题[1]。
1.1 水源污染严重
据权威机构调查发现,目前我国城市供水水质安全状况仍然让人担忧。2010 年,我国 7 大水系污染程度为轻度污染,在全国的 408 个地表水监测断面中,有近 1/3 低于Ⅴ类水质标准。全国重点监控的26 个湖库中,有 9 个湖库的水质劣于Ⅴ类水质标准。检测发现,我国有将近 20%的城镇水源污染物超标。因此,水源污染导致的安全事件时有发生,城镇水源环境监管需进一步加强。
1.2 饮用水资源严重短缺
虽然地球表面绝大多数被水覆盖,但可供人类饮用的淡水仅为 0.26%。我国作为亚洲国家,水资源严重短缺且分布极不均匀,据探测估算,我国淡水资源总量为 28 000 亿 m3,占全球淡水资源的 6%,居世界第四位,但人均水资源占有量只有 2 200 m3,全球排名 121 位,仅为世界平均水平的 25%,是全球 13个人均水资源最贫乏的国家之一。据估算,随着我国城市人口的不断增加,到 2030 年,我国人均水资源量将降低至 1 800 m3左右,低于严重缺水边缘的国际标准(2 000 m3)。目前,我国有 15 个省、区、市的人均水资源低于严重缺水边缘,有 7 个省、区的人均水资源量低于生存的起码要求(1 000 m3)。全国有一半以上的城市(333 个)不同程度缺水,有108 个城市属于特别缺水。随着我国城镇化建设步伐的加快,城市人口将越来越多,城市供水资源短缺越来越成为制约城市经济发展、影响城镇居民生活水平的重要因素[2]。
2 水质保障技术概述
2.1 水质监测点选择
通过供水管网模拟软件,对管网水质在线监测点进行科学合理布置。通过水质监测点数量实时监测水质情况,及时了解监测点附近片区的水质状况,掌握整个供水管网水质变化 规律,实 现动态管理。水质在线监测有重大意义:①可实时动态掌握管网水质情况;②可指导管网优化运行;③管网水质管理更加科学化;④对建立管网 预警模 型有辅 助作用;⑤可应对突发应急事件。
进行水质监测点选择可遵循以下原则:①采样点一般按照供水量、水厂数进行布置,供水量较大水厂布置管网采样点较多,可以按照“1 个采样点/5万~10万 m3/d水厂”的原则,也可以按照每个水厂对应至少2个管网点布置,一般布置在主要供水干管上比较大的住宅小区或要害部门;②采样点的设置要有代表性,应设在居民经常用水点及管网末梢。管网的水质检验采样点数,一般应按供水人口每2万人设1个采样点计算。供水人口在20万人以下或100万人以上,可酌量增减;③监测点必须设置在供水干管上,由于水质仪表对取水量和水压有一定的要求且必须连续采样,因此取样点至检测仪表间的取样管上不能接其他的用户,以免用户用水造成水压的变化,影响取水水量和水压造成测量误差,而且只有在干管上取样的水质数据才具有代表性,能反映附近较大区域的水质情况;④城乡统筹过程中,在调查每个行政区市政供水人口的基础上,依据分区人口密集度布局管网水质检验采样点数,避免水质监控点的盲区出现;⑤选择最少的布点,以最少的水质在线监测设备投入,而了解整个管网尽可能多的水质信息;⑥水质在线监测点需要至少 3~5m2的站房,并对电源、远传、上下 水、防潮、保温、隔热等方面有严格要求[3]。
2.2 二次加氯
对于城乡一体化的管网,出厂水加氯量无法足龙头水对余氯的指标要求,尤其在如今病毒、细菌传播严重的今天,保障龙头水水质(含氯量)至关重要。因此,需要对管网水进行二次加氯,合理选择二次加氯位置也是关键。二次加氯不仅体现在城乡联片的过程中,对于其他供水模式的城镇,也需要根据管网布置形式、管网卫生状况、管网末梢控制点余氯浓度,建立二次加氯点。在互联网、大数据背景下,有条件的城镇也可通过实时在线水力水质模型,控制和管理管网内部余氯,当设定值与实测值发生偏差在阈值之外时,可通过控制程序对管网进行二次加氯。在城乡一体化过程中,会出现多种含氯消毒剂的交替混合,保障水质需注重耦合加氯问题[4]。
2.3管网优化及管理技术
城乡一体供水系统具有输水距离远、管线复杂、末端用户用水量波动较大等特点。乡镇供水多采用分散式供水方式,根据当地水源条件,多利用地下井水、泉水及少量地表水等方式,处理工艺相对简单,水质常规监测都未能保障。因此,将城乡水资源统筹优化配置,实现城乡供水一体化很必要。虽然乡镇管网基础信息资料不尽完善,但通过构建管网模型保障水质安全至关重要。不仅可通过模型进行水质状态模拟,也可及时监控管网爆管、渗漏、管道冲洗等因素导致的水质问题;优化管网流速,合理布置持压阀、调节阀等位置,解决瓶颈问题;通过合理布置的监测点对管网末梢点进行连续 24h水质取样检测,可不断发现乡镇管网问题,通过模型进行优化改扩建,可为保障水质提供解决方案。通过水力建模模拟制定针对老化管材更新改造计划;管道冲洗计划及对管网管材、阀门附件的检查及保养。
2.4二次供水
目前,国内二次供水管理现状相对复杂,有的归水司直属管理、有的归二次供水公司管理、有的归物业管理等。二次供水本身就会存在水质隐患,加之管理的模糊,致使二次供水出现水质问题风险大大提高。为解决二次供水的水质问题,本文阐述从设计、技术等角度概述,管理问题不做赘述。从二次供水设施设计角 度,应注重叠压供水设备应用边界条件的研究、水箱、水池优化改造技术研究等方面。从二次供水优化布局角度开展研究。另外,要开展二次供水水质在线监测 及监测体系的研究[5]。
结束语
针对新时代供水需求与特征,本文梳理了城市供水系统技术评价的侧重点,提出系统性、安全性和可持续性是城市供水规划技术评价的新维度,供水规划指标体系的构建要与新的评价需求相适应。结合国际上关于城市供水系统技术评价的前沿研究,对供水规划指标体系进行了梳理和重构,目前已经在国内部分城市开展应用与验证,为供水系统规划与决策支持提供经验借鉴与参考。
参考文献:
[1]刘广奇,雷木穗子.城市供水系统规划技术评价指标探讨与体系构建[J].给水排水,2020,56(06):37-41.
[2]高金良,张天天,张怀宇.城乡一体化供水管网建设与水质保障技术问题[J].给水排水,2020,56(06):48-51.
[3]李蒲剑,高金良,张怀宇,张天天.城镇供水管网漏损控制技术探讨与展望[J].给水排水,2020,56(06):52-57+64.
[4]吕志勇.浅谈建筑工程的供水管道安装技术及应用[J].居舍,2020(15):49.
[5]王军平.我国城市供水现状及供水系统分类[J].农业科技与信息,2020(03):107-108.