论xx项目供水系统改造

摘 要：供水系统是由取水、输水、水质处理和配水等设施所组成的总体。系统的选择应根据当地地形、水源情况、城镇规划、供水规模、水质及水压要求，以及原有给水工程设施等条件，从全局出发，通过技术经济比较后综合考虑确定。系统设计是否合理直接关系到后期的供水安全。

关键词：供水系统；水源地；净化站；输水管线

1 概述

本项目供水系统从取水泵站到输水工程、供水管网、设施至今已运行近四十年，锈蚀严重，维修困难，损耗量大，停水事故频发，已经到了不得不改的程度。上述现状严重影响了生产和生活的正常进行，急需通过本项目的实施以改善上述状况。

2 供水系统改造

供水系统改造范围包括：自备水源及输水管线改造；给水系统及管网改造。

2.1 自备水源及输水管线改造

2.1.1 自备水源及输水管线现状及改造的必要性

本项目远离市中心，建设之初就采用独立的供水系统。取水泵站建在距离院区约4km的虎头山。泵站为岸边式取水泵房，直接从青衣江取水。至今运行已超过三十年，设备老化严重，跑冒滴漏现象普遍，运行效率低、能耗高。备品备件短缺，维修困难，急需进行淘汰和更新。加之设计上的缺陷，无集水井、格网等必要的设施，经常有漂浮物吸入泵体，引起停水事故。由于近年来青衣江水污染加重，这种现象时有发生，停泵检修频率增多，严重影响供水的安全和稳定。此外，由于青衣江河床淤积、变迁，导致泵站取水口水流枯竭，每年11月至次年3月，取水口基本无法正常取水，断水现象时有发生。一级泵站吸水口于1966年投入使用，其设计取水方式为将吸水管伸入离岸边不足3m的位置直接取水。八十年代末期，取水口上游300m处筑坝取沙，使取水口处的河床逐年演变，坝体越积越高，越积越宽，原来取水口所在的主流河道，在91年就已经变为了支流河道。另外，由于近十年来全国性的水土流失，水位也是逐年下降，每年11月至次年3月，取水口基本无法正常取水，断水现象屡屡发生。

从沉淀池至二级泵站的输水管道管材为铸铁承插给水管，从66年投入使用至今，腐蚀相当严重，渗漏水现象严重，一旦爆管将威胁基地科研生产和生活用水安全。急需进行更新改造。

2.1.2 改造后达到的目标

通过对水源及输水管线改造，更新设备及管材，提高取水及输水安全性，减少能耗，节省水资源，降低成本，满足今后20年科研、生产和生活用水需求。

2.2 改造方案

2.2.1 一级加压泵房改造

（1）设备更新。根据实际生产、生活用水量需求，并考虑净化站5%的自用水量，一级泵房的设计取水能力为300m3/h。由于基地用水不均匀，并考虑用水季节的不同，为最大限度的减少水泵的开启次数，水泵选择进行大小匹配。根据实际用水量和现有水泵的实际扬程（约80m），设计采用二台主泵（一用一备）和一台辅泵。水泵型号分别为KQW150/460-75/4及KQW100/250-37/2型。平时一台主泵运行，用水高峰时开启辅泵。

（2）更新管道和阀门。更新一级泵站至沉淀池的输水管道，该部分管道因压力较大，安装坡度较陡而采用焊接钢管，管径为DN250。管道内外作环氧煤沥青防腐。阀门：大于、等于DN200的采用Z345T-10型蜗轮暗杆楔式单闸板阀门，小于DN200的采用Z45T-10型暗杆楔式单闸板阀门。为消除停泵水锤，水泵出水管上设置多功能水力控制阀。

（3）取水头部改造。现有水泵吸水管直接从江中取水，无污物拦截装置，吸水口极易被堵塞。本次泵房改造，在水泵吸水管上设置取水头部（鱼形罩取水头部，适用于水泵直接取水的中小型取水构筑物），采用钢制，取水头部设置格网用以拦截污物。同时对取水口附近河道泥沙进行清除，增加吸水深度。并将一台主泵的吸水管延长至主河道进行吸水，以提高供水的安全性。增加吸水管反冲洗装置，定期对吸水管和取水头部进行反冲洗，保持吸水管和取水头部通畅。

（4）对现有泵房排水设施进行更新，设置二台潜水排污泵（一用一备），将泵房积水提升后排入江中。

（5）对泵房内起重设备进行更新，采用一台CDI3-12D型电动葫芦，和一台手动小车。起吊重量3T。

（6）为便于控制产水成本，方便缴纳水资源费，泵房内增设电磁流量计用以计量瞬时流量和累积流量。

2.2.2 新建输水管道

（1）管线更新。根据改造后的实际输水量，新敷设一条从沉淀池至二级泵站的输水管道。原有输水管道仅作为应急备用。新建输水管道管径为DN300。

（2）路径选择。新建输水管线沿途要经过市区新建的大件路，有两种方案可供选择。一、沿旧有输水管路敷设，直接穿大件路。采用顶管法施工，但必须得到当地道路主管部门的批准。二、穿现有涵洞敷设。在现有净化站南面大件路上，有一个涵洞，净高和空间都能够满足输水管道通过。同时输水管道在大件路南侧道边敷设，施工方便，投资节省。因此新设输水管道按方案二进行敷设。

（3）管材选择。国内现有用于给水工程的管材主要有以下几种，主要特点如下：

第一，预应力钢筋混凝土管。该种管材过去使用比较多，目前的使用率呈下降的趋势。优点：价格较低，不易结垢，对水质无影响，主要用于长距离输水工程；缺点是自重大，如运输距离长，将增加运输费用及管材的损失率。配套管件不全，不可承受高压，且接口尺寸不精确，可造成一定的渗漏，不宜应用于城市配水管网。

第二，钢管。钢管具有很好的机械强度，可承受较高的内外压力，钢管件可灵活制作，连接方便，水流阻力小，同时具有不漏水、不爆管的优点：其缺点是不耐腐蚀，当用作供水管道时，必须作好内外防腐，接口为现场焊接和法兰盘连接等，施工较简单；易结垢，对水质有影响。

采用钢管突出的问题之一是管道腐蚀及其防护。一般在进行内外防腐处理同时，还应采取必要的电化学防腐措施，才能更安全可靠，因此增加造价，此外钢管本身价格也较高，除非在特殊的情况下，建议尽可能减少钢管的使用。

（4）管道埋深。根据《建筑给水排水设计规范》要求，并结合当地实际情况考虑，新建输水管道埋深为-0.8m～-1.0m之间。

（5）阀门设置。由于输水管道较长，约3.6km，为方便检修排水，缩短事故抢修时间，输水管道上每隔1.5km设置一个检修阀门。阀门采用Z345T-10型蜗轮暗杆楔式单闸板阀门。

2.3 给水系统及管网改造

2.3.1 现状及改造的必要性

目前，一级泵站来水经过二级泵站的净化装置（澄清、过滤、消毒）处理后，进入清水池，再经二次泵站加压后供全院生产、生活及消防用水。供水压力为0.65～0.7Mpa。由于年久失修，管道腐蚀损坏严重，跑冒滴漏现象严重，造成水的回收率很低，目前仅为40%左右。造成一级、二级泵站供水能力增大，供水成本较高，非常的不经济。而且二级泵站设备老化严重，运行效率低、能耗高。备品备件短缺，维修困难等等，因此急需进行更新改造。

2.3.2 改造后达到的目标

通过对给水系统及管网改造，减少管道渗漏损失，提高供水的安全性及经济性，降低能耗及运行成本，满足今后20年科研生产、生活以及消防用水需求。

2.4 改造方案

2.4.1 二级加压泵房改造

（1）供水方案选择。本项目基地地处丘陵地带，地形起伏较大，最高和最低处标高相差40m左右。基地内最高建筑物为7层，一般多为三层。目前二次加压泵房水泵均为工频运行，根据用水量多少人为地控制水泵的开启台数，为变压变流量供水。必然造成供水流量大时，水泵出水压力降低；流量小时，压力升高，造成不必要的浪费。因此，本次改造为节约能源，采用定压变流量供水，有以下两种方案选择：

方案一：采用设置水塔和水泵联合供水方式。由于水塔起稳定水压、调节水量的作用，故此方案比较适用于用水量不大，建筑高度不高的区域。由于本项目占地较广，管线长，用水量较大，所需水压也较高。采用水塔供水势必需要较大的调节水量，造成水塔体积很大，高度很高。

方案二：采用水泵变频调速供水方式。水泵变频调速供水是近年来发展较快、节能的一种供水方式。它通过压力传感器监测管网压力，通过可编程控制器和变频器来自动调节水泵运行工况，通过改变电流输出频率而调节水泵转速，从而实现在不同用水量情况下水泵供水压力恒定。因为水泵的电机功率与输入的电流频率的立方成正比，故调节水泵出水量的同时，节能效果明显。较恒速泵供水节电约20%左右。采用水泵变频调速供水不经过水塔的转输，实现一次供水到户，避免了对水质的二次污染。

通过比较论证，本工程采用方案二变频调速供水方式。

（2）泵房改造。本项目最大时生产生活用水量为655.63m3/h，平均时用水量为315.42m3/h，室内外消防用水量按40L/S设计。设计采用生产生活及消防共用给水系统。二级加压泵房采用七台泵并联供水，其中五台大泵，两台小泵。供水能够满足最大生产生活用水时的室内外消防用水量及水压要求，电源采用双电源，确保供水安全可靠。

水泵均选用KQW型标准卧式单级泵，该泵机组优点如下：一是采用电机直接连接，机轴完全同心，震动小，噪音低；二是泵进出口径相同，泵体由底角支撑，运行可靠稳定；三是安装结构独特，大大缩小泵的占地面积，节约建设投资40%～60%；四是运行寿命长，节约运行管理费50%～70%；五是噪声小，可靠性高。

（3）更新管道和阀门。更新二级泵站内的给水管道，该部分管道因明装，转弯多，为安装方便均采用焊接钢管。明装管道除锈后刷樟丹一遍，银粉两道防腐。阀门大于、等于DN200的采用Z345T-10型蜗轮暗杆楔式单闸板阀门，小于DN200的采用Z45T-10型暗杆楔式单闸板阀门。为消除停泵水锤，水泵出水管上设置多功能水力控制阀。

2.4.2 新建室外给水管网

（1）新建室外给水管网。本项目埋地给水管道大多已运行三十多年，腐蚀严重，渗漏水现象严重，供水回收率仅为40%左右，每年浪费的水量达300万吨，造成一二级泵站供水能力远远超过使用水量，浪费大量的能耗，同时增加了运行成本，加重单位负担，必须进行彻底更新改造。

本项目沿东西向延伸布置，长约1.9km。结合生产科研情况，配水管网设计采用环状管网，局部较窄处采用枝状管道。主管道沿基地道路边敷设，分别向两侧供水。主管管径为DN350，配水支管为DN250～DN50不等。在管道上每隔120m设地上式室外消火栓一个，以确保室外消防用水。由于改造时不能停水，只能先铺设新管，再拆除旧管。

由于供水压力较高，为保护给水器具，方便使用，节约用水，在近二级泵房和地势较低处用水点压力超过0.35MPa的管道上设置可调式减压阀。

（2）管材选择：通过技术和经济比较，同时征求市自来水公司的使用经验，本项目配水管网的管材：管径大于、等于DN100的埋地给水管道采用球墨给水铸铁管，橡胶圈密封承插连接；管径小于 DN100的埋地给水管大都采用钢塑复合管，丝扣连接，外作环氧煤沥青防腐。

（3）管道埋深。根据《建筑给水排水设计规范》要求，并结合当地实际情况考虑，新建输水管道埋深为-0.8m～-1.0m之间。