林朝晖

摘 要：随着城市供水业务的整合，部分供水规模小、工艺落后的老旧水厂将逐步关停。同时，由于水库的功能定位调整，以水库水为原水的水厂可能面临因无法取水而关停的问题，需通过供水管网系统调度来解决其供水区域的用水问题。因此，水厂与水厂、区域与区域之间的连通管建设显得尤为迫切，可根据供水压力设置局部加压设施，通过科学合理的供水管网调度，有效解决水厂关停后的地区用水问题。

关键词：连通管;一体化泵站;供水量;社会效益

中图分类号：TV672文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）14-0111-03

Abstract： With the integration of urban water supply business， some old waterworks with small scale and backward technology will be shut down gradually. At the same time， due to the adjustment of the function orientation of the reservoir， the waterworks with reservoir water as raw water may face the problem of shutting down due to the inability to take water. Therefore， the problem of water use in the water supply area needs to be solved through the operation of the water supply network system. Therefore， the construction of connecting pipes between water plants and water plants， and between regions is particularly urgent. Local pressure facilities can be set up according to the water supply pressure. Through scientific and reasonable water supply network scheduling， the regional water use problem after the water plant is shut down can be effectively solved.

Keywords： connecting pipe;integrated pumping station;water supply;social results

1 工程概况

根据总体规划，东莞松山湖园区要建设4A级景区，松木山水厂规划停止制水，实行区域联合供水。水厂关停后，该片区供水无法满足要求，无其他水源可用，需将松木山水厂改造为中途加压泵站，引清水进入松木山水厂清水池，经加压后输送至原供水区域。

松木山水厂属于东莞市的镇级水厂，位于松山湖水库东部，总规模为80 000 m3/d，占地面积为18 000 m2。原水为松山湖水库，现供水范围为大朗镇中心部分地区和大朗象山片区。2018年日均供水量为60 000 m3/d，最高日供水量为80 000 m3/d，水头水压为0.42 MPa。在此背景下，通过改造工业南路至松木山水厂清水输水系统，沿途新设佛子凹、医药信息园片区增压泵站，把松木山水厂定位为加压泵站直接输送清水，以满足现松木山水厂供水范围的供水需求。

2 工程目标

2.1 水量目标

综合考虑需水量即供水能力，松木山水厂维持80 000 m3/d规模，增加台科园和环湖路片区供水量24 000 m3/d（暂以近年最高日供水量设计），增加水量可通过松木山水厂清水池调度增加用水。增压泵站最高日供水量为104 000 m3/d，佛子凹增压泵站最高日供水量为10 000 m3/d，医药信息园片区增压泵站最高日供水量为5 000 m3/d，因此工业南路至松木山水厂之间的输水管线建设规模为119 000 m3/d（最高日供水量）。

2.2 水压目标

工程的水压目标为在起点输水专线工业南路接管点的输水压力水头为51.5 m（供水压力为0.19 MPa，地面标高为32.5 m）、输水119 000 m3/d规模时，满足输水线路控制点输水压力水头27.0 m（地面标高24.0 m）的输水压力要求，分别满足松木山水厂清水池15.5 m、佛子凹增压泵站进水水压水头36.2 m（地面标高31.2 m）、医药信息园片区增压泵站进水水压水头36.2 m（地面标高31.2 m）的进水水位要求。松木山水厂加压泵站暂维持原状，保持原供应出水压力。

2.3 水质目标

饮用水水质达到《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2006）的标准。

3 工程设计原则

给水管网的设计要求供水安全可靠，投资节约，一般应遵循如下原则[1]。

①按照城市规划布局平面设计布置管网，考虑给水系统分期建设的可能，需有充分发展的余地[2]。

②干管布置的主要方向应按供水主要流向延伸，而供水流向取決于最大用户或水塔调节构筑物的位置，即要求管网中干管输水到它们的距离最近。

③管网布置必须保证供水安全可靠，宜布置成环状，即按主要流向布置几条平行干管，其间用连通管连接[3]。

④干管一般按道路规划布置，尽量避免在高级路面或重要道路下敷设。部分管线规划纳入管廊时，应按综合管廊的布置原则合理设置。管线在道路下的平面布置和高程应符合城市地下管线综合设计要求。

⑤管道在穿越道路时，应尽量与其正交，缩短交叉管线的长度及规模。

⑥管线应遍布在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压。

⑦力求以最短的距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用。

⑧干管应尽可能布置在高地，以保证用户附近配水管中有足够的压力，且可降低管内的压力，以增加管道的安全[4]。

⑨管网系统的划分应尽量利用现有设施，充分结合现状条件和自然地势，以增强工程的可实施性。

4 设计思路

4.1 水源水量分析

当地供水企业主要通过第五水厂向大朗片区供水，同时第六水厂可向附近的松山湖片区供水。供水主要分为3个区域（见图1），北部大块阴影区域为第六水厂直接供水，东北部小块阴影为第五水厂直接供水，中部及东南部管网覆盖区域由第五水厂经松山湖北部加压泵站加压后供水，东南两块区域为现状松木山水厂供水区域。第五水厂、第六水厂的主要供水情况如表1所示。

第五水厂供水量包括大朗镇的用水量。近年来大朗镇平均日用水量约107 000 m3/d，由表1可知，第五水厂富余水量约260 000 m3/d，第六水厂富余水量约190 000 m3/d。关闭松木山水厂后，用水量缺口80 000 m3/d，因此第五水厂、第六水厂富余水量足以补充该区域用水。

4.2 输水能力设计

起点处工业西路第六水厂供水压力为0.19 MPa（地面标高32.5 m），该处供水量满足119 000 m3/d的需求，具体包括松木山水厂最高日供水量80 000 m3/d、原供应故台科园（1.6 m3/d）及环湖路片区（8 000 m3/d）的水量24 000 m3/d以及佛子凹片区（10 000 m3/d）和医药信息园（5 000 m3/d）的水量15 000 m3/d。其中，佛子凹片区需水量根据近两年最高日供水量及近期增长趋势进行相关预测;医药信息园根据松山湖科技产业园专项供水规划，按照一类工业用地、新型产业用地用水量指标及现状工业厂房建设情况，分析得出用水量约为5 000 m3/d。

供水管道管径采用DN1000，采用舍为列夫公式进行水力计算：

式（1）中：[i]为水力坡降;[λ]为摩阻系数;[d]为管子的计算内径，m;[v]为平均水流速度，m/s;[g]为重力加速度，为9.81 m/s2。

经计算，得出松木山水厂供水分别为80 000 m3/d、96 000 m3/d、104 000 m3/d，自由水头见表2。

根据水力计算可知，松木山水厂清水池供水量为104 000 m3/d时，信息路路口最低压力水头约6.61 m，基本可以满足一体化加压泵站进水口进水压力需求。当增加119 000 m3/d的用水量时，工业南路路口水压为0.125 MPa，需要提高第六水厂出水压力水头至60 m方可满足工业南路水压0.19 MPa的要求。结合当地供水企业管网系统供水调度，可通过第三水厂、东城水厂部分区域水量置换，释放第六水厂等量水量实现上述工况的运行。

4.3 一体化泵设计

工程沿畅园路设置两个一体化泵站。其中，松佛路口（佛子凹）南侧地面标高31.2 m，一体化加压泵站规模为10 000 m3/d;信息路南侧地面标高31.2 m，一体化加压泵站规模为5 000 m3/d。

水厂清水池地面标高约15.6 m，泵站设计内容如下：

①在畅园路与松佛路交叉口的东南侧绿地上，设置一体化供水小型泵站，设计规模为10 000 m3/d，3台水泵，2用1备。单泵流量为334 m3/h，扬程为25 m，功率为37 kW，转速为1 480 r/min，效率为83.6%。该方案从松佛路DN1000管道接管，经加压后接入松佛路DN600管道。

②在信息路南侧绿地上，设置一体化供水小型泵站，设计规模为5 000 m3/d，3台水泵，2用1备。单泵流量为167 m3/h，扬程为32 m，功率为22 kW，转速为1 480 r/min，效率为80.7%。方案从信息路DN400管道接出，经加压后接入原DN400管道。

本项目采用户外一体化集装箱形式泵站，泵房为金属箱体模块化结构设计，箱体采用热镀锌冷轧高强度钢板材质，采用电泳漆喷涂工艺，属于非永久性建筑。泵站为一体化集成式泵站，采用物联网技术，配置安防、门禁以及自控系统。设备基于模糊理论研发的仿人工智能控制技术代替现场值守人员对系统进行自动控制，实现了无人值守。成套供水设备应包括智慧泵房箱体、水箱或稳流罐、水泵机组、电气控制柜及（变频）控制柜进出水管道、配件及控制阀门、稳压罐、压力及液位监测仪表、远程监控系统、溢流防护报警装置、网络通信系统、视频监控系统、门禁系统、通风除湿系统、降噪减震系统以及保温隔热系统等部分控制功能[5]。

4.4 管材及防腐要求

按照各种管材的特点，结合口径适应范围、埋管造价、施工要求、施工條件、国内外实际应用的情况以及管道制造供货等方面，合理选择管材。结合工程方案布置，从输水规模及压力、管材性能、管道造价、管道制造能力和实际使用状况等方面进行综合分析，本工程管材选用钢管，并相应做好钢管内外防腐措施。

外防腐有良好和稳定的电绝缘性能，与金属表面有较强的黏着力，耐腐蚀性能好，抗剥离强度高，施工方便，不会造成环境污染。本工程推荐环氧煤焦沥青作为埋地钢管的外防腐涂料，既具有较好的防腐电绝缘性能、耐细菌腐蚀性能，又具有良好的耐阴极保护电位的性能。此外，本工程推荐使用防腐效果较好的水泥砂浆衬里作为管道内防腐层。

5 结语

连通管工程的实施进一步整合了东莞市水资源，切实优化了地区供水格局，解决了群众实际用水问题，具有显著的环境效益、社会效益和经济效益，提高了区域的投资环境，对实现可持续发展目标具有重要意义。

参考文献：

[1]王英.输水管道工程设计[J].科园月刊，2011（5）：61-63.

[2]许秀清.城市给排水管网规划及优化探析[J].中国高新技术企业，2015（27）：51-52.

[3]王敏.城市给水管网优化设计探讨[J].四川水泥，2019（1）：120.

[4]黄志刚，王涛.长距离双管输水系统连通管设计思路探讨[J].工程与建设，2020（3）：435-437.

[5]裴古中.输水管线平行敷设供水安全性问题探讨[J].建筑工程技术与设计，2016（29）：881.