降低二次供水對市政管網造成沖擊的措施

湯凱濤　吳斌

摘 要：城市高層建筑發展迅速，高層二次加壓供水被廣泛使用，二次加壓供水對市政給水管網沖擊較大，市政供水壓力劇烈波動，影響多層直供用戶正常用水，甚至造成多層直供用戶的水表空轉，居民投訴量大，通過現場實驗，采取適當措施可有效降低二次供水對市政給水管網的沖擊。

關鍵詞：二次加壓供水；管網疊壓供水；水表空轉；信號蝶閥

隨著城市房地產行業的快速發展，高層建筑快速崛起。因市政給水管網壓力不足以直接供高層建筑使用，二次加壓供水設備得以應用。近年來二次加壓供水設備大量使用，在用水高峰期時段，密集使用二次供水設備的區域市政管網壓力波動較大，多層用戶三層以上不能正常用水，部分用戶甚至出現水表空轉情況，用戶投訴數量劇增。

1 二次加壓供水方式

目前自來水公司二次加壓供水方式主要有兩種，一種是不銹鋼水箱+不銹鋼多級離心水泵+變頻控制設備聯合供水；另一種為管網疊壓供水方式（無負壓供水設備），前者數量居多，后者數量偏少，兩種加壓供水方式均不同程度對市政給水管網的壓力造成沖擊，自來水公司針對這兩種二次加壓供水方式，長時間對有問題的小區進行觀察實驗，總結得出有效措施，可有效降低二次供水對市政管網造成的沖擊，并將這些措施列入公司技術標準，以指導二次加壓供水設備的設計選型、施工及驗收。

2 降低沖擊的有效措施

2.1 管網疊壓供水設備

管網疊壓供水設備廠家以節能、無污染、節省空間等優勢大肆宣傳，起初深得開發商的青睞，被廣泛應用。管網疊壓供水設備雖然節能、節省空間，但在實際運行中，管網疊壓供水設備直接從市政給水管網抽水，對給水管網造成的沖擊明顯，對附近多層直供用戶正常用水造成影響，同時管網壓力波動也對市政管網的安全運行造成隱患。

經自來水公司調查，發現多層用戶投訴量大的區域多為使用管網疊壓供水設備的小區，高峰期使用管網疊壓供水設備的小區內市政供水壓力僅為0.15MPa（正常水壓為0.30MPa），壓力波動造成多層用戶在用水高峰期不能正常用水，部分用戶水表空轉。

管網疊壓供水設備直接從市政給水管網抽吸，無法采取有效措施降低對市政給水管網的沖擊，只能更換加壓設備，但更換設備費用高，出資方不明確，實施難度大，最終自來水公司對該種類型加壓方式設置準入門檻，具體要求如下。

（1）使用管網疊壓供水設備設計前應根據GB50013-2006《室外給水設計規范》規定并結合我市實際用水情況確定的時變化系數1.4～1.6核算周邊用戶需水量。當周邊用戶和申請使用管網疊壓設備的用戶需水量之和低于市政管道供水能力時，方可設計、使用。

（2）單套設備的供水量不應大于32m3/h，采用多套設備的總供水量不應大于40m3/h。

（3）使用管網疊壓供水設備用戶接入點的市政管網最低壓力不得低于0.28MPa。當管網疊壓供水設備前庭院管網壓力低于0.25MPa時，設備必須自動停機。

以上技術標準執行之后，管網疊壓供水設備新增數量銳減，我市建成區內基本沒有符合使用要求的用戶，高新區及經濟技術開發區因配套給水管網設施完善，供水能力強，尚有部分企事業辦公樓等小用水單位符合使用要求。

2.2 不銹鋼水箱+不銹鋼多級離心水泵+變頻控制設備聯合供水

該類型加壓供水是目前使用最多的二次加壓供水方式，這種方式采用水箱中轉儲水，再用水泵從水箱抽水，理論上對市政給水管網沖擊較小，但事實上仍有部分多層居民投訴在用水高峰期時出現水壓不足的情況，也有多層用戶水表空轉的投訴。

自來水公司對投訴相對集中的某大型綜合商住中心進行調查，發現該商住中心共有二次加壓設備近30套，該小區內市政供水壓力用水高峰期最低僅為0.18MPa，排查泵房發現該小區內所有泵房水箱進水管均為DN100，水箱進水瞬時流量大，泄壓嚴重。水箱滿水后浮球閥動作，瞬間停止進水，水壓波動大。

該商住中心的二次加壓供水問題具備代表性，為解決該小區用戶投訴，自來水公司在該小區進行試驗，通過實驗尋找解決水壓波動的有效措施，具體實驗方法如下。

（1）減小生活水箱進水管管徑。將生活水箱進水管管徑由DN100改為DN25-DN80，并在進水管上安裝測壓裝置及流量計。通過實驗數據發現，水箱進水管越小，市政管網壓力波動越小，且進水量已經足以保證高層用戶的正常用水，實驗證明減小生活水箱進水管管徑的措施是有效的。

（2）水箱內浮球閥更換為液壓水位控制閥。普通浮球閥原理簡單、造價低、可靠性不高，且只能瞬間啟閉，大多水箱內均安裝此種浮球閥。水箱內安裝普通浮球閥后，水箱瞬間進停水會對市政管網壓力造成波動。

液壓水位控制閥原理復雜，通過小浮球的壓力感應控制主閥的啟閉，液壓水位控制閥的啟閉具有一定的滯后性。實驗發現，液壓水位控制閥在啟閉的過程中，進水管上壓力的變化在幾秒鐘內緩慢完成。由此可見，液壓水位控制閥可有效降低二次供水對市政管網壓力波動的影響。

（3）水箱進水管上安裝信號蝶閥。實驗過程中發現液位控制閥隨著水箱內液位動作，水箱內水位一下降，液位控制閥便會打開，水箱開始進水，滿水后液位控制閥關閉，水箱停止進水，這樣造成液壓水位控制閥頻繁動作，水箱頻繁進停水會對市政管網壓力造成波動。

水箱進水總管上加裝信號蝶閥，信號蝶閥與水箱內液位計組合，當液位達到最高水位時，液位計發信號給信號蝶閥，信號蝶閥關閉；當液位達到設定值時（最高水位以下1m），液位計發信號給信號蝶閥，信號蝶閥開啟，水箱開始進水。信號蝶閥與液位計組合成本低，且安全可靠。可通過控制水箱進水的水位，避免水箱頻繁進水，可有效降低二次加壓供水對市政管網壓力波動的影響。

該大型商住中心的實驗耗時三個月，通過以上三項改造，該小區內水壓波動明顯減小，水表空轉情況消失，用水高峰期多層用戶大多數可正常用水，用戶投訴量明顯減少，事實證明這些措施有效降低了二次供水對市政管網造成的沖擊。

通過上述成功案例，這些措施增加到公司二次加壓供水技術標準，以指導二次加壓供水設備的設計選型、施工及驗收。自來水公司二次加壓供水設備選用技術標準如下：

（1）水箱進水管管徑參照實驗成果選擇，水箱進水流量控制在加壓用戶最高日平均時用水量的1.5倍。（2）生活水箱內安裝液壓水位控制閥，不得使用普通浮球閥。（3）進水總管上安裝信號蝶閥，水箱內安裝液位計，通過液位計控制水箱進停水水位。

3 結束語

二次加壓供水必定會對市政給水管網造成沖擊，密集使用二次加壓供水設備的區域對市政管網造成的沖擊更為明顯，根據本地實際情況，建議在市區內禁止使用管網疊壓供水設備，推薦使用不銹鋼水箱+不銹鋼多級離心水泵+變頻控制設備聯合供水方式，并在水箱進水上采取規范有效的措施，可在一定程度上降低對市政給水管網造成的沖擊，保障多層直供用戶的正常用水，保證市政管網的運行安全。

參考文獻

[1]GB50788-2012.城鎮給水排水技術規范[S].

[2]金建華，王烽.水力學[M].長沙：湖南大學出版社，2004，1.

作者簡介：湯凱濤（1983，6-），男，河南魯山人，鄭州市市政工程勘測設計研究院給水分院，給排水專業。

吳斌（1988，1-），男，河南汝州人，鄭州市市政工程勘測設計研究院給水分院，給排水專業。