高邮市八桥镇区域供水输水管网及中途增压泵站设计
摘要：城镇给水管网是人们日常生活以及社会公共事业的重要组成部分，本文通过介绍高邮市八桥镇区域的供水输水管网及中途增压泵站设计，对区域供水工程的管网进行水力计算，并提出中途增压泵站位置及规模的优化方案，以及在设计过程中的体会和思考。
关键词 供水管网，优化改造，泵站设计 0前言
城镇的给水管网是城镇市政工程的重要组成部分，给水管网的建设投资一般占整个供水系统投资的70%~80%。由于管网设计的复杂性，而传统的设计方法主要依据经验，因此导致水量的分析缺乏合理性[1~3]。本文结合实际城镇工程案例，通过提出管网优化中的实际问题，如设计用水量偏小、实际时变化系数偏小等导致管网管径偏小、用水量不足的情况，对比三种方案，并结合管道运行的可行性和安全性，得出最优方案并计算出设计调蓄池的位置及所需容积。
1 工程概况
八桥镇位于高邮市西南角，现有人口2.4万人，目前八桥用水均由镇自来水厂供给。镇区自来水厂水源来自周边水渠，水源水质较差，不能满足国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）。考虑八桥镇用水水质需要，市水务公司已于2006年从市区供水管网引出一根供水管网（以下简称“龙卸线”）供市区至八桥镇沿线村镇的生活用水。然而由于沿线用水量增大、设计管径偏小等原因，此供水管线至八桥镇的末端供水量无法满足镇区需要，现状供水管道系统示意图如图1-1。2011年，市水务公司着手对龙卸线进行改造。工程主要目的为将市区水厂优质自来水输送至八桥镇，供水量可满足镇区高低峰时段的需要。
图1-1 现状供水管道系统图
2.现状龙卸线存在问题分析
根据现状实际情况分析，龙卸线现状管网设计管径偏小，在目前龙卸线尚未完全接通沿线水表及八桥输水线的情况下，龙卸线供水能力仅能勉强满足现状用水要求。龙卸线设计管径偏小的原因分析如下：
表2-1 现状龙卸线最大时流量水力计算表
澄河桥 一沟 二沟 潘阳 卸甲 虎头 伯勤
流量（m3/h） 138.41 10.93 76.49 83.05 80.86 1.46 96.89
自由水头（m） 21.27 19.83 泵前 泵后 22.80 19.76 19.37 17.02
10.46 28.00
1）原设计人均用水量偏小
高邮城郊区域供水的最初设计开始于2005年，当时农村居民的平均日用水量仅为43升/人·日，设计时仅参考居民生活用水指标值而非综合用水指标值，未将城镇的企事业单位等其它用水纳入设计范围。然而根据现状用水量调查，现状设计水量为应以80升/人·日（2010年）为宜、远期宜为120升/人·日（2020年）。
2）实际时变化系数超过原设计的变化系数
高邮城郊区域供水的近期设计时变化系数采用国家制定的农村用水设计时变化系数最大值1.6，远期采用1.4，但由于相应设计标准制定于1990年，已明显滞后，特别高邮农村太阳能热水器普及率很高，导致用水非常集中，根据水表实测，龙卸线沿线用水量时变化系数约为1.70~1.80。
3.工程设计
3.1 节点流量的确定
根据供水公司提供现状及预测龙卸线供水量数据及预测八桥镇用水水量，确定改建后龙卸线节点水量如下表：
表3-1 节点用水量表
节点名称 最高日供水m3/d 时变化系数 最大时供水m3/h
澄潼河大桥 1900 1.75 138.41
一沟段 150 1.75 10.93
二沟增压站 1550 1.75 112.91
潘阳 1140 1.75 83.05
卸甲镇 2110 1.75 153.71
虎头 20 1.75 1.46
伯勤 1330 1.75 96.89
八桥 3500 1.75 254.97
合计 11700 1.75 852.40
注：时变化系数根据当地供水公司提供实测数据而得。
3.2 管网起端水压的确定
根据供水公司提供的高邮市现状管网资料，建构高邮市管网平差计算模型。根据平差计算结果，现状城市供水高峰流量时，屏淮桥供水节点水压为28.53m，计算结果与供水公司提供实测数据（28m）基本相同。
现需按增加八桥用水量计算屏淮桥节点水压，根据计算结果，当龙卸线沿线完全接通后（含八桥），屏淮桥水压约为26.6m。
3.3 工程方案的确定
方案一：泵站前后管道流量按最大时流量进行计算。考虑增加输水管均按道数量，扩大管道供水能力，同时增加泵站供水设备，保证龙卸线能满足各节点高峰时期用水要求。根据水力计算，需全程需在现状管道边平行敷设一根给水干管，工程投资较大、实施周期较长、影响范围较大，基本难以实施。
方案二：龙卸线已建泵站后总用水量约为9650m3/d；泵站水泵的供水能力可以达到14400m3/d，从日供水总量来看，泵站供水能力是能满足用水要求的[4~5]。本方案考虑在已建泵站前一沟至二沟段新增一根DN350管道，增加输水管输水能力；同时，考虑在管网末端（八桥）设置调蓄水池及加压泵站，八桥地区经过二次加压加药供水。参考实测水量，测算各时段八桥调蓄水池的补水量，得出调蓄水池池容。
表3-2 龙卸线八桥补水量计算表（方案二）
各时段各个节点预测用水量（m3/h） 八桥蓄水池
补水量
时段 澄河桥 一沟 二沟 潘阳 卸甲 虎头 伯勤 八桥
1:00-2:00 0 0 0 0 0 0 0 0 280.00
2:00-3:00 0 0 0 0 0 0 0 0 280.00
3:00-4:00 0 0 0 0 0 0 0 0 280.00