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给水管网的病理剖析及应急措施

文档作者：宗鸣文档来源：西安理工大学		点击数：	更新时间： 2022年10月15日
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第l1卷第2期
1995年6月
陕西水力发电
JOURNAL OF SHAANX I W ATER POW ER
Vo1．11 No．2
Jun．1995
给水管网的病理剖析及应急措施
西安 牡理I 大学 (西安 71 0048) ’’ ‘
l 问题提出及研究目的
工业厂房及居住建筑的给水工程在人民
生活中占有重要地位．在现代化工业企业，特
别是热力．水电必威体育官方网站
中，对提高生产力．改善
工作环境．也是必不可少的。因此．必须重视
给水工程。随着社会生产力的不断提高和人
民生活条件的不断改善，用水量在连续增长，
给水工程的供需矛盾或多或少，或大或小地
困扰着全社会。为了满足用水量不断增长的
需要，除了增辟水源．提高取水生产能力外．
另外一个非常重要的环节，就是不断改善供
水条件，即改造和扩大现有给水管网的输水
能力。面对着经常发生的区域性供水不足，以
及由此给社会乃至人民生活造成的诸多不
便，深刻认识到，在下力气开源节流的同时．
各地区，各部门，尤其是一些在5O年代前后
建设起来的工业区、生活区，由于当时历史条
件的限制，给水管网的设计规模和标准相对
较低．已无法适应目前日益骤增的用水要求，
改造旧的给水管网，增加原给水管阿的输水
能力已成为当务之急。
笔者结合某校多年来存在的区域性供水
不足和频频发生的断水现象，从调查现有给
水系统的工作状况入手，摸清哪些地区或用
水单元水压不足’明5些管线水流流速过低和
水头损失过大，为改造和扩建给水设施，分流
收稿日期：1995年3月4日
和匹配地下管网的供水负荷，缓解目前该地
区用水困难的现状提供基础依据。
2 现状调查和试验检测
某校始建于解放初期，由于学校规模的
较大发展，原有给水管网的供水能力已远远
不能满足现有地面设施及生活用水的需要。
我们通过该校新建设的500t动力水源，在原
有的地下给水管网系统，通过定压、定量 定
时供水，分段检测治给水主干线辐射方向，各
主要用水单元的供水情况，在掌握各种工况
下．该区域给水管阿运行现状的同时．辅以理
论计算，综合分析和论证该区域供水大动脉
的病因机理，对症下药，提出较为经济的校区
二
：． 酮
I lluIl
． l
广] ll— ”
图1 给水管网系统图
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62 翻、西水力发电! 第1 J卷
给水管网的改造靠亲。
2．1 检测方法及步骤
(1) 本试验是利用新建的500t水池及与
之相配套的无塔上水器作为水源动力．分别
按24．52Pa和39．23Pa两种动水压，现有的
和观察各主要用水单无的供水情况。
(2) 关闭教学区所有的进水阀门，开启并
检查校区沿给水管网设置的给水设施，在同
一时段定量，定压向校区实施封闭式系统供
水，及时检测给水管线和备用水单元的运行
地下给水管网系统供水．见图1示，分段检测 情况见丧1
表l 硷驯成幕一览表
位 置 水压 △丑 ’ a t／h 水压丑供水效果简述
Pa m Q - q 月
学生 区 24．52 —3、0 100 60 水 压及供水 正常
39．23 —3、0 100 7O 水压大，供水良好
图书馆 24．52 —3、0 100 10 图书馆一层及周围平地供水正常
39．23 —3．0 120 14 图书馆二层有水
教 24．52 —1．2 1O0 4 教一楼一层有水 ，水量小．周围平地继续有水
一楼 39
． 23 —1．2 120 1O 教一楼二层间断有水．平地供水正常
注。表中 为供水首端位置与检测位置相对高差；Q供水端为供水首端过水断面流
量；口检测末为检测部位末端过水断面流量。
3 水头损失计算
由于连续运行了4O多年的铸铁给水管
道长期受水蚀和沉垢作用，其过水管壁租糙
程度加大，另外．全系统给水线路水流转折较
多，用水分支多，沿途且有部分闸门泄漏．造
成管道水流脉动极不规则。计算中在选用管
道沿程阻力系数^时考虑到管壁已发生了锈
蚀、沉垢，因此，计算公式是选用舍维列夫旧
铸铁管线公式。为了方便与实测资料相似类
比．计算中亦分别按供水压力为24，52Pa和
39．23Pa两种工况．并采用与实测时相同的
供水端流量参加计算，尽可能符合实际地反
映被检测给水系统的水头损失情况，计算时
考虑了地面高差时水头损失的调整。沿程水
头损失i于算数据见表2，局部水头损失计算
结果见表3，全部的水头损失数据见表4。
表2 沿程水头捐失计算表
位 水压 流lJ 量 管径 首长度 管径断 流m 速 0 02沿1 程阻力系数 ^ 若)
(1+ a
目 #
置 面面移!
口 如 m LⅢ d0，
> 1．2 "< 1．2
学 24．52 80 8O 0．15 295 295 17良6 1．26 0．0371 5．91 5．91
生
区 39．23 95 95 O．15 295 295 176．6 1．49 0．0371 8．26 8．26
图 24．52 35 32 0．10 390 5O0 78．5 1．24 1．13 O．041 9 0．O41 8 12．82 13．65
书
馆 39．23 42 ‘ 0．10 390 500 78．5 1．4g 1．42 0．04l 9 18．5O 2．1．55
24．52 18．73 19．56
Σ
39．23 39．81 29．81
注 田、虿t分别代表计算图书馆、救一搂用水单元水头损失时管道计算流量；管道长 田、
流速 田、 类同。 为管道断面面积；d为管道直径；h，为沿程水头损失。
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第2期 宗鸣给水管网的病理剖析及应急措施 63
表3 营件局部水头航失数据表
数量十 P1 ^-_ m kI m
管件 管径 至圈 至教
目 # 日 1'l
书馆 一楼 m m／s m／ m PI P|
d】口0 2 3 1．2{ 1．13 1．59 1．50 4．5 0．706 I．16 l-17 1．55
闸门 d
150 2 2 1．26 1．26 1．57 1．57 {．5 0．?30 1．13 0．73 1．13
三通 d1 7 g 1．24 1．13 1．59 1．50 1．5 0．824 阻98 0．98 1．55
(弯头) d150 7 7 1．26 1．26 1．57 1．57 1．5 0．850 1．32 0．85 1．32
¨ ～
渐绾管 1 I 1．24 1．24 1．59 1．59 0．278 0．022 0．036 0．022 0．036
d} I
3．13 4．63 3．76 5．5‘
注：表中 =e(v ／2g)； E为局部阻力系数} P1为24．52Pa； 为39．23Pa。
表4 水头损失汇总表
位 水压 k 压降
置 P日 m m m m ( )
图 24．52 1 8-73 3．13 —3 0 18．86 75．44
书
馆 39．23 26．76 4．63 —3．0 28．39 71．O0
教 2 52 19．56 3．76 — 1．2 22．12 88．50
— _
楼 39．23 29．e1 5．54 —1，2 34．15 85．40
注：表中 表中管道滑程水头损失；^ 为管道局
部水头损失f 为管道安装地坪高差调整。
4 病理分析
我们通过对该校给水系统的检测试验及
现有绐水管掰在不同情况下的水头损失计
算．基本摸清了这一系统的供水现状及存在
问题 现作如下归纳t
(1)在距水源动力仅有300～400m(地面
距离)的用水单元，而实际使用的地下管网长
度却达到700~800m，由此而发生的管道水
头损失竟然占起始水压的7O ～ 85 ．这种
极不台理的管线敷设方案，造成图书馆、教学
一楼等用水单元“有水也不能充分利用”。这
是给水管网规划与管理严重失控的典型。
(2)通过对该校主要用水单元供水效果
的实际检测及与之相对应的管道系统的水头
损失计算的结果表明．由于水头损失是与管
道水流流速的二次方成正比，在管道直径不
变的情况下，试图采取加压的方式．用以提高
供水能力，是事倍功半。得不偿失的。
(3)经分析，供水效果实测情况与水头损
失计算数据在同一用水单元，其结果尚有一
定差距，除计算式中各项参数略有出入外，主
要与给水管同年代已久以及由于各种原因导
致的给水系统扰动和不均匀沉降、管道局部
断裂及管道接口破损有关。这些长期埋入地
下的铸铁管道，在其周围永久性的土压力作
用下，当管道内水压超过某一临界值时，这种
管道的破损和断裂才会较为明显的出现渗漏
现象。因此．在短期内还不能对现有给水管线
进行更新的情况下，供水压力应限制在24Pa
以内．最大工作流量应小于80t／h为宜。
5 措施及建议
(1)通过上述综合分析，不难看出该校医
给水系统供水不畅的关键因素，主要表现在
本系统匹配不当．管线规划极不合理．造成即
便水源充足．也很难有效利用的阉题。因此，
当前晟易实施又较为经济能有效改善供水环
境的措施是：沿校内南北方向新铺设面so给水
管道一条，通过缩短供水距离，降低沿程水头
损失．可明显改善用水环境。经计算(见表
5)．图书馆、教学一楼等主要用水单元的供水
压力可提高到20Pa左右，对日后新图书馆及
“丫”形学生宿舍的分压供水都十分有利．其
用水效果也是无需置疑的．另外，敷设后的管
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64 陕西水力发电 第11卷
阿由树枝状改为环阿状．避免了因某段管道
发生故障或维修而造成大面积停水的被动状
态，可谓一举多得。
表5 改造方案水头损失洲算
位置 I三 mL ^ km Zm
图书馆 40 1 0‘15 350 1．55 1．50 <4．0．
教一楼 40 10．15 4o0 1．77 1．70 <5．0
注 表中 为平均流量．系指供水流量端部与用水流
量末梢平均值。
(2)鉴于校区现有给水管阿系统大部分
因长期运行，已严重锈蚀和被沉垢污染，管壁
及接13处不同程度已出现破损和断裂．目前，
在学校经费相对紧缺的情况下．应采取给水
分流和严格控制供水压力的措施，以保原有
管阿系统在现有条件下维持正常运行，避免
和堵绝突发性的给水系统破坏。
(3)建立一套由专门机构负责的校区规
划与管理班子，严令制止乱拆、乱建和随意改
造、增设给水设施的行为。把校区给水系统管
理工作纳入正轨，为维护校区现有设施的正
常运转，确保学校各项工作的开展提供服务。
参考文献
1 西南交通大学、哈尔滨建工学院编．水力学+人民
教育出版社．1979
· 国外信息·
英国一些公司集中投资巴基斯坦
英国工程公司Biwater国际性组织已与巴基斯坦签订了一项投资饽议．确定向巴基斯坦
投资3 OOO万美元在吉尔吉特附近建设一个水电站。
在最近一次的伦敦英国_工业联盟(CBI)会议上签订的许多合同中。其中有一项合同是包括
所有电器和机械的安装在内的15MW 的塞水电I程。协议中还包括Midlands电气公司令后在
巴基斯坦小水电I程上的投资意向书．该齿司表示书向巴基斯坦地区的电力、化I和旅游业提
供I亿多英膀的投资。
巴基斯坦在电力方面正在寻求约5亿美元外资。议竭尽全力解决电力短缺问题．使其不至
于影响到经济的发展。在电力工业中吸收外资的结果导致了投资热的兴起．吸啦来的外资已超
过该地区需要的4倍多。所吸啦的额外投资精用于巴基斯坦购买电力器材，包括输电线路、石
油管道和终端设施，以及电站的燃料供应等。
签订的其它协议．包括有英国气体、Shell和Lazs／~o齿司关于巴基斯坦油气倜的开发项目．
同时还有英国化学I业有限，^、司(ICI)在巴基斯坦PortQuaslm 投资5亿美元建设一个对苯二
醯厂的意向书。
巴基斯坦在这一地域虽然是唯一拥有自己电网的国家，但为了电网保持正常供电，进行扩
太性改造仍然是必要的。因为，巴基斯坦目前电网线路输电损失高达3O 。
评论说．巴基斯坦对外资政蕞的灵活运用．对投资者再有极大的吸引力．令后l2月国家
经济安 预计以4％增长．那么，预计令后5年每年需新装机I O00MW 才能缓解能源的短缺
问题。巴基斯坦50 的能源是水电，其余一半约是燃油自々热电。令后10N12年国家投资平衡
的目标，是用2／3的水电和燃煤失电替代蠛油电。 。 ．
原载(International Water Power＆Dam Construction}1995年第1期
(本期中的国外信息由李琨翻译、沈珞珞校对)

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