市供水管網典型管段事故評估及優化改造研究

涂強

引言

城市供水管網，作為保證地區各行各業快速穩定發展進程的關鍵，其因受城市化建設改擴建等問題變化影響，降低了水量與水壓控制的合理性。為此，市政工程建設人員應與典型管段所處的運行背景條件進行結合，即在明確供水管網管段事故評估結果的情況下，制定若干方案，并綜合多方面因素對方案的可行性與科學有效性進行分析評估，以保證施工管網典型管段事故處置方案使用的合理性。如此，城市化背景下各行各業的發展進程就不會受到影響，進而促進整個現代化經濟發展進程的可持續性。

1 研究市供水管網典型管段施工評估及優化改造的現實意義

城市化進程的不斷加快，使得供水管網的建設規模逐漸擴大且涉及運行條件日趨復雜，這就對供水量與供水安全需求越來越高。但就目前來看，大多城市管網已經進入老齡化階段，即冒水、漏水以及跑水問題現象突出。長此以往，供水管網漏損率將無法得到有效控制，進而導致供水產銷差率呈遞增趨勢。具體而言，在實踐過程中，供水管網運行情況與拓撲結構復雜，供水企業難以根據工作經驗來掌控管網的運行情況。為此，相關建設者應加大管網的改造力度，以為城市化建設提供良好的管道運行環境。即以實際供水管網工程為例，將現有的科學技術成果更多地作用于實踐，以促進現代化經濟建設的快速發展[1]。

2 市供水管網典型管段事故評估

2.1 供水管網評分計算

市供水管網構建的水力模型，主要用于管網的消防能力、爆管以及事故影響范圍控制三個方面。經加權計算，當每條管道的綜合評分超出50分，就意味著管道正處于危險狀態且綜合得分越高管網運行故障出現的幾率就越大：①對于消防能力的計算，應通過自定義流速與目標流速等計算得出；②爆管評分的計算，應根據管道爆管率、管網爆管項得分計算得出；③管網事故的評分工作，應根據管道中斷段水量損失的百分比與中斷段水量損失的最大百分比計算得出[2]。

2.2 供水管網管道的評分計算

城市供水管網水力模型中，計量區管網應采用模型模擬方法，以通過從中選取大量具有代表性的事故管段，來明確整個計量區管網事故的影響目標。如表1所示，為計量區部分管道的綜合得分情況。

表1 計量區部分管道綜合得分情況

從表中可以看出，L-18956、L-48767以及L-40794供水管道的綜合得分均處在50分及50分以上。此運行狀態下，供水管道就會處在相對危險的狀態，需對其進行優化改造，進而滿足現代化經濟發展所帶來的需求。

3 市供水管網典型管段設計方案的優化改造

以某城市供水管道編號L-40794的DN800鑄鐵管鋪為例，經勘查，供水管道的運行年代久遠且存在嚴重的腐蝕問題。由于管道內部的生長環較厚，因此，導致過水斷面縮小難以滿足大部分用戶的水量與水壓等供水能力需求。由于該城市地區供水管道地處位置地形復雜，且易受地面建筑影響，因此，重新鋪管工程的開展難度大。為此，相關建設人員應與市供水管網典型管段運行現狀進行結合，總結出若干供水管網方案，并綜合多角度進行分析來提高供水管道的安全性[3]。

方案一，原廢棄L-40794管道未進行其他設置。具體來說，在模擬用水高峰9：00時，供水管道運行實施后的壓力發生變化，即將供水區域中約65%的壓降控制在1～3m之內，將約30%的壓降控制在0～1m之內且僅有一小部分控制在2.0～3.5m之間。由此可以看出，該城市地區供水方案的管網壓降與影響范圍較大。

方案二，原廢棄L-40794管道，需從N點向主干管引一條編號為LN1的DN800鑄鐵管。后者，當其連通某一供水干管時，還需向該區進行供水作業，以提高管道運行的安全可靠性。當模擬用水的高峰在9：00時，其實施后管網的壓力變化與影響范圍情況為：大多區域的壓升應在1.0～1.5m的范圍內。與方案一相比，方案二在實施后供水范圍內的大部分壓力提高了1～2m，很大程度上滿足了用戶對供水運行水壓問題的需求。此外，供水壓力所帶來的變化使管網最不利點，從管段改造前的運行狀態改善了計量區地勢最低點的劣勢[4]。

值得注意的是，市供水管網典型管段事故評估人員應對最不點的壓力進行分析，以根據結果來改造最不利點的運行作用現狀。即將1d后的最低壓力控制在24.59m，與改造前管網的運行情況相比提升了1.44m。如此，不僅滿足了該點24m的服務壓力要求，還能滿足了管網其他區域對水壓的需求。對于城市礦產資源開發的塌陷區，需通過整體搬遷改造的方式來保證人們的生命財產安全[5]。

由于大規模的遷移會對城市區域的分布帶來較大影響，使得供水需求也雖只是變化，即原有的管網系統運行已經無法滿足管網運行可靠性的需求，故，相關人員應對既有的管網進行改擴建規劃，以為遷移后的市民提供充足且安全的水源。具體來說，應結合城市所處的地形條件進行配水管網的改擴建規劃設計。由于該工程地形具有高差較大特點，再加上與流域距離較遠，因此，需要增加水源使用的成本。為控制造價，供水管網典型管段事故評估人員可通過設置多級泵站，并對其進行加壓試驗，來將水輸送至較高地勢的管網。與此同時，還應結合地理信息系統對既有管網的改擴建進行規劃，以優化供水區域管網與泵站的配置，進而實現管網系統降低運行成本的目標[6]。

4 結束語

綜上所述，市供水管網典型管段事故評估，應采用科學有效的計算方法，即采用綜合評分方式，來判斷典型管段所處的運行狀態。對于得出的結果，市供水管網系統優化建設人員應與其所處的運行條件進行結合，以采用最具效用的管網運行方案來改善典型管段所出現的事故現狀。事實證明，只有這樣，才能最大限度的保證供水管網的運用跟上所處地區的城市化建設進程，繼而優化人們生產生活的用水環境。故，研究人員應將上述科研成果更多地作用于城市化發展處于加快進程的地區城市，以強化城市建設的基礎設施運行使用水平。在此供水網絡工程建設背景下，城市化建設將在更趨安全可靠的背景下進行現代化建設，以為各行各業的快速穩定發展提供穩定性的供水。

[1]蔣白懿，鄭蓓蓓，張志磊，張蕊，趙洪賓.某市供水管網典型管段事故評估及優化改造方案選擇[J].水電能源科學，2016，34（01）：101～103.

[2]常魁.供水管網微觀模型在哈爾濱市供水專項規劃中的應用[J].建設科技，2014（12）：61～63.

[3]尹兆龍，信昆侖，項寧銀.供水管網壓力監測點布置的實用方法[J].中國給水排水，2014，30（02）：19～23.

[4]李樹平，周巍巍，張馨予，董秉直，華 偉，華建良，劉 勇，火正紅.蘇州市供水管網聯合應急調度平臺的構建[J].中國給水排水，2013，29（16）：78～81.

[5]肖艷，陶建科.濰坊市供水管網水力建模與應用研究[J].城市公用事業，2005（06）：27～29.

[6]李樹平，周巍巍，張馨予.蘇州市供水管網聯合應急調度平臺的構建[J].中國給水排水，2013，29（16）：78～81+86.