彭林賢 金善功

　　一． 工程概況

　　西安是世界聞名的歷史文化名城，我國重要的科研、高等教育及高新技術產(chǎn)業(yè)基地，北方中西部和隴海蘭新地帶規(guī)模最大的中心城市。陜西省省會。歷史上曾有十二個王朝在此建都。
　　西安市地處關中平原中部，南依秦嶺，北臨渭河，毗鄰黃土高原，海拔約400m。市區(qū)大部分面積在渭河以南，城區(qū)座落在渭河南岸的二級階地上，南高北低。南部山區(qū)雨量較為豐沛，是地面徑流的主要產(chǎn)流區(qū)，平原主要由河漫灘、階地和山前沖洪積平原組成。境內(nèi)多年平均降雨量為580.2 mm,且主要集中在7～9月份,占全年降雨量的45～60%。市區(qū)年平均氣溫13.3℃,極端最高氣溫41.7℃,極端最低氣溫-20.6℃，最大凍土深度450 mm。境內(nèi)主要河流有13條，其中，渭河自西向東穿越全境，涇河由北注入渭河，其余灞河、浐河、灃河、澇河、田峪、黑河等11條河流，發(fā)源于秦嶺北麓，由南向北流入渭河。境內(nèi)多年平均地面徑流量為25億m³ 。
　　西安市現(xiàn)轄七區(qū)六縣，總面積9983km²,人口近700萬，其中：城市建成區(qū)面積142 km²,人口270多萬人，流動人口70多萬人。擁有工礦企業(yè)4000多家，高等院校50余所，科研機構(gòu)400多個。是我國主要的旅游城市之一。
　　隨著西安城市規(guī)模的擴大，工業(yè)生產(chǎn)、旅游事業(yè)的興旺以及人民生活水平的不斷提高。水源、能源、交通和通信等供需予盾日益尖銳，城市供配水日趨緊張，供水不足逐年加劇。根據(jù)1983～1994年10年的統(tǒng)計資料表明，城市用水需求量年增長速度為5.1%,而供水能力的增長速度僅2.4%。
　　西安市于1985年開始籌建新的城市水源-----黑河引水工程，工程分兩期，一期工程已于1996年完成，增加市區(qū)供水60萬m³/d，使市區(qū)總供水能力提高到122萬m³/d，大大緩解了西安的用水緊張狀況；二期工程是在一期工程的基礎上再增加供水量50萬m³/d，使市區(qū)總供能力達到172萬m³/d。

　　二．給水管網(wǎng)現(xiàn)狀、存在問題及擴建的必要性

　　1．給水管網(wǎng)現(xiàn)狀
　　西安城市給水管網(wǎng)經(jīng)過四十余年的建設發(fā)展，已形成了122萬m³/d的輸配水能力，建成配水管網(wǎng)1220km，供水面積142 km²，供水表戶13000多戶，供水普及率94.1%，普遍的服務壓力20～40m。供水水質(zhì)符合國家飲用水衛(wèi)生標準?，F(xiàn)有城區(qū)各水源水廠最高日供水量詳見表一。

西安市城區(qū)現(xiàn)有各水源水廠最高日供水量一覽表

表一　 單位：萬米³/日 序號水源稱 水廠 稱 供水量 1灞河水源（直供灞區(qū)）11.00 2 浐河田家灣水源 東郊南北廠 1.10 3浐河地面水源 田家灣地面水廠 10.00 4 浐河十里鋪水源 十里鋪水站 0.80 5 灃、皂河水源 西郊南北廠 10.207 皂河水廠 3.493 6 渭河北郊水源 郭家村水廠 9.40 7 渭河西北郊水源 鄧家村水廠 14.40 8 灞河段村水源 太華路水站 1.60 9 黑河、石頭河水源 曲江水廠 60.00 10 合計 122.00

　　2．存在問題
　　西安城市給水管網(wǎng)雖然經(jīng)過四十余年的建設發(fā)展，形成了一定的供水規(guī)模。但由于城市建設發(fā)展較快，供水任務重，管網(wǎng)建設一直處于邊建設邊使用的狀態(tài)，統(tǒng)一管理調(diào)度的水平較低，因此，多年來一直沿用分區(qū)供水的形式，供水的安全可靠性差。
　　目前，隨著西安城市規(guī)模的擴大，經(jīng)濟發(fā)展和居民生活水平的不斷提高，城市供水日趨緊張，城市對供水可靠性的要求也越來越高。雖然黑河、石頭河水引入西安后，供水狀況得到了改善，但由于城市給水管網(wǎng)建設相對滯后，配水支管的配套建設也一直沒有跟上，使管網(wǎng)難以全面合理地向全市配水。主要存在以下幾個方面的問題。
　?。?）現(xiàn)有舊城區(qū)的部分管道使用年限都在30年以上，口徑小，配水量不足，有些還不符合規(guī)劃發(fā)展的要求，需要結(jié)合規(guī)劃更新改造。
　?。?）黑河二期工程完成后，將增加供水量50萬m³/d，因此，管網(wǎng)須相應增加配水管道、擴大供水范圍。
　?。?）增加黑河供水后，使原有城市供水以地下水源為主變成了以地面水源為主。原有地下水源是從東郊、北郊、西郊分別向城區(qū)供水；新建地面水廠是從南郊供入城市管網(wǎng)，改變了現(xiàn)有城市的供水方向。因此，整個城市給水管網(wǎng)的骨架應相應調(diào)整。
　?。?）現(xiàn)有城市由于供水量較小，因而形成的配水管網(wǎng)密度與管徑偏小，增加黑河供水后，須相應增大配水管網(wǎng)的密度和管徑。
　　3．擴建的必要性
　?。?）提高管網(wǎng)的配水能力：到2002年整個黑河引水工程全部建成后，可向市區(qū)最高日增加供水量110萬m³/d，使全市的總供水能力提高到172萬m³/d，須相應提高管網(wǎng)的配水能力。
　?。?）改善現(xiàn)有管網(wǎng)的配水狀況：針對目前配水管網(wǎng)存在的問題，逐步對老管道進行改造，調(diào)整管網(wǎng)骨架，增加管網(wǎng)密度，擴大供水范圍，提高供水普及率，改善供水壓力。
　?。?）擴大管網(wǎng)的供水區(qū)域：近幾年，隨著改革開放的進一步深入，西安市分別在市區(qū)北郊、東南郊、西南郊新建了開發(fā)區(qū)。這些開發(fā)區(qū)均分布在市中心區(qū)的外圍，尚未發(fā)展給水管網(wǎng)。隨著開發(fā)區(qū)建設規(guī)模的逐步擴大，給水管網(wǎng)建設應相應跟上。
　　（4）提高管網(wǎng)的調(diào)度管理水平：城市供水企業(yè)有別于其它行業(yè)。給水設施從水源、取水、凈水、輸配水至用戶具有環(huán)節(jié)多、范圍大、連續(xù)性強、重要程度高等特點，要使之安全、可靠、經(jīng)濟、合理、連續(xù)的運行并非易事。隨著用水量日增，水源污染的加劇，供水規(guī)模及處理工藝的復雜性隨之增加。為了保證城市供水產(chǎn)品質(zhì)量和服務質(zhì)量，保證水質(zhì)指標合格率、管網(wǎng)供水壓力合格率、管網(wǎng)修漏及時率，作為西安市有必要建立以計算機網(wǎng)絡為基礎的分布式SCADA系統(tǒng)。提高管網(wǎng)的調(diào)度管理水平，為大中型項目的建設和吸引外資創(chuàng)造良好的生產(chǎn)、生活及投資環(huán)境。

　　三．工程設計年限、范圍和規(guī)模的確定

　　1. 設計供水年限的確定
　　工程設計供水年限確定為2005年。
　　2. 設計供水范圍的確定
　　按照《西安市城市總體規(guī)劃》，西安市中心城市由中心市區(qū)（城市三環(huán)以內(nèi)）和其環(huán)繞周圍的未央、洪慶、新筑、六村堡、紀楊、紡織城、草灘、涇河、韋曲、臨潼和閻良11個外圍組團所組成。根據(jù)市自來水公司業(yè)已形成的供水區(qū)域和西安市的發(fā)展情況，本次管網(wǎng)設計供水范圍主要包括：中心市區(qū)、紡織城、未央經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)和六村堡區(qū)四個區(qū)。中心市區(qū)158.8km² 、未央?yún)^(qū)17 km² 、紡織城7 km² 、六村堡區(qū)6km² ，四個區(qū)合計188.8 km² 。
　　3．設計供水規(guī)模的確定
　?。?）用水人口與生活用水量指標
　　根據(jù)《西安市城市總體規(guī)劃》，到2005年，中心城市的常住人口為270萬左右，流動人口70萬左右；其中：中心市區(qū)208.9萬人,未央?yún)^(qū)15萬人.紡織城7萬人,六村堡區(qū)6萬人,四區(qū)合計總?cè)丝?36.9萬人,若流動人口按70萬計,則用水人口約為306萬人。
　　根據(jù)《室外給水設計規(guī)范》，結(jié)合西安市的人口規(guī)模和所處地區(qū)，居民平均日綜合生活用水定額宜取240L/人·日，最高日綜合生活用水定額宜取280L/人·日。
　?。?）工業(yè)產(chǎn)值與工業(yè)用水量指標
　　按照《西安市城市總體規(guī)劃》，到2005年西安全市工業(yè)總產(chǎn)值為700億元/年（90年不變價）；其中：中心市區(qū)為269.10億元/年;未央?yún)^(qū)為48.50億元/年;紡織城為20.70億元/年;六村堡區(qū)為23億元/年。四區(qū)合計361.3億元/年。因此，2000年全市供水區(qū)的工業(yè)產(chǎn)值為361.30億元/年。
　　根據(jù)西安市給水工程規(guī)劃，2005年的工業(yè)用水指標為84～110 m³ /萬元·年。設計中結(jié)合新的城市給水設計規(guī)范要求和西安市的工業(yè)產(chǎn)值目標，考慮到西安地區(qū)水資源缺乏，應在工業(yè)企業(yè)內(nèi)部貫徹開源與節(jié)流并重的方針，提高復用或循環(huán)用水的比率，進一步調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)，降低耗水量，以及近十年來的物價因素，并參考國內(nèi)其它大中城市的情況。本次設計工業(yè)用水指標按80 m³ /萬元·年設計。
　?。?）城市澆灑道路、綠化和市政用水量
　　參考《西安城市給水工程規(guī)劃》，城市澆灑道路、綠化和市政用水量取工業(yè)與生活總用水量的2%。
　?。?）管網(wǎng)漏損水量
　　根據(jù)西安市多年來的供水經(jīng)驗，管網(wǎng)漏損水量按總供水量的8%計取。
　?。?）日變化系數(shù)
　　按K_日=1.12計取。
　?。?）市區(qū)各單位自備井開采量
　　根據(jù)市節(jié)水辦提供的資料，目前市區(qū)各單位共有自備井520眼，產(chǎn)水能力22萬m³/d，其中超采量約8萬m³/d，鑒于目前以及今后幾年內(nèi)，西安市的供水狀況將仍然緊張。因此，設計年限內(nèi)各單位自備井的開采量按14萬m³/d設計。
　?。?）設計供水規(guī)模的確定
　　根據(jù)上述用水人口、工業(yè)產(chǎn)值等指標，推算市區(qū)2005年總用水量，再扣除各單位自備井開采量，并考慮管網(wǎng)漏損水量等因素，則西安市城區(qū)2005年最高日需水量為172萬m³/d。詳細計算見表2。

西安市城區(qū)2005年最高日需水量計算表

表2　 單位：萬米³/日 序號項目需 水 量 計 算 1生活需水量306×240/1000==73.44 2工業(yè)需水量361.30×80/365==79.19 3綠化、道路及市政需水量(73.44+79.19) ×2%==3.05 4總需水量155.68 5自備井開采量14.00 6城市供水系統(tǒng)需凈供水量141.68 7管網(wǎng)漏損水量141.68×8%==11.3 8城市供水系統(tǒng)平均日需供水量153.01 9日變化系數(shù)1.1245 10城市供水系統(tǒng)最高日需供水量172.00

　　四．配水管網(wǎng)設計計算

　　1．設計原則的確定
　　根據(jù)西安市自來水公司供水四十多年來業(yè)已形成的配水管網(wǎng)現(xiàn)狀和多水源供水的特點，為了使城市現(xiàn)有水源和管網(wǎng)的供配水能力得到充分的發(fā)揮；使新增管道更好地發(fā)揮作用和效益，在此次管網(wǎng)設計中，我們對西安市城區(qū)配水管網(wǎng)按多水源統(tǒng)一進行了平差，并希望達到如下目的：
　　●　為新管道的鋪設提供依據(jù)；
　　●　為多水源的相互調(diào)配和按照各水源特點分區(qū)供水提供理論依據(jù)；
　　●　為如何按市內(nèi)各區(qū)的布局與地形特點提高供水壓力和供水標準提供參考；
　　2．設計計算方案的確定
　?、俟?jié)點流量分配
　　此次管網(wǎng)平差設計節(jié)點流量分配是在1996年8月西安市自來水公司實測用水量的基礎上，結(jié)合近期部分大用戶的用水需求以及市區(qū)的發(fā)展規(guī)劃通盤考慮后而分配的。西安市城區(qū)2005年需水量分配計算詳見表3。西安市城區(qū)172萬m³/d供水規(guī)模最高日水量供需平衡圖見附圖。

西安城市區(qū)2005年需水量分配計算表

表3　 單位：萬米³/日 序號供水區(qū)供水分區(qū)需水量 1 中心市區(qū)1996年8月實測供水集中流量35.50 21996年8月實測供水沿線流量46.50 3北郊未央經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)10.00 4西南郊高新技術開發(fā)區(qū)10.00 5東南郊旅游度假開發(fā)區(qū)6.60 6十里鋪開發(fā)區(qū)0.80 7浐河開發(fā)區(qū)2.00 8鐵路局2.50 9南北二環(huán)兩側(cè)3.00 10各節(jié)點加權(quán)平均分配流量22.423 11漏損水量11．146 12小計150.469 13化 工 區(qū) 3.493 14浐 灞 區(qū) 17.038 15六村堡區(qū) 1.00 16合計 172.00

　　為便于管網(wǎng)平差計算，設計中將全市的用水量分別簡化分配在247個用水節(jié)點上，每個節(jié)點是按其所處的分區(qū)分別計算其節(jié)點流量的。
　　②設計計算工況的確定
　　●管網(wǎng)平差是對整個城市配水管網(wǎng)按多水源統(tǒng)一進行計算。主要設計計算工況如下：
　　●最高日最高時；
　　●平均日平均時；
　　●最高日最高時+消防；
　　●事故時；
　?、墼O計計算壓力的確定
　　由于西安市多年來一直嚴重缺水，有約60%的供水區(qū)常年水壓不足。去年黑河、石頭河水引入西安后，用水緊張狀況雖然得到了一定改善，但仍有部分區(qū)域由于重力供水的特點，水壓無法保證。黑河引水工程全部建成投產(chǎn)后，其供水量將占全市總供水量的64%，供水范圍將占整個市區(qū)總面積的一半以上。由于供水范圍內(nèi)的地形高差達30多米，既要保證重力供水、又要各節(jié)點提高供水壓力是不實際的。因此，設計中，干管最不利點的最低壓力按10米控制，主要居民區(qū)的供水壓力爭取達到20米。
　　④設計計算分區(qū)
　　根據(jù)目前西安市城區(qū)業(yè)已形成的供水布局情況，管網(wǎng)平差主要對中心市區(qū)管網(wǎng)進行了平差計算；其余：東郊浐灞區(qū)由于與市區(qū)管網(wǎng)獨立，按獨立供水區(qū)考慮；西郊化工區(qū)為獨立的低壓供水區(qū)，平差計算中也按獨立供水區(qū)考慮；六村堡區(qū)由于與市區(qū)完全脫離，按獨立供水區(qū)考慮。
　　⑤新增管道的布置
　　新增管道的布置安排主要考慮了以下幾個因素：
　　●此次管網(wǎng)平差設計主要是因為增加了黑河來水量而進行的，城市現(xiàn)有其它水源的產(chǎn)水量并未增加，因此，新管的布置按供水范圍以南郊、東南郊、西南郊為主。
　　●由于增加了黑河引水量，使現(xiàn)有各水源的供水范圍相應發(fā)生了改變，設計中，在市內(nèi)其它各區(qū)也相應增設了部分管道；

　　●根據(jù)城市道路規(guī)劃和開發(fā)區(qū)規(guī)劃增設了部分主要管道；
　　●為便于任一水源和主要配水干管發(fā)生事故時水量的調(diào)配，設計中分別在新修的二環(huán)路、西影路、環(huán)城路等部位鋪設了較大管徑的管道，以便于水量調(diào)配。
　?、迺r變化系數(shù)K_h的選定
　　根據(jù)《室外給水設計規(guī)范》，城市供水的時變化系數(shù)K_h在1.3—1.6之間,按照特大城市和大城市宜取下限、中小城市宜取上限的原則，考慮到西安市為特大城市，因此，時變化系數(shù)取K_h=1.3。
　　3．平差計算
　?、俟芫W(wǎng)簡化
　　計算管網(wǎng)是在西安市城區(qū)管網(wǎng)現(xiàn)狀的基礎上，依據(jù)城區(qū)給水管網(wǎng)規(guī)劃進行了增補修改，共簡化產(chǎn)生了160多個環(huán)節(jié)，近700根管段，233個節(jié)點。管網(wǎng)簡化力求接近實際，所收集的基礎資料全面且具有代表性。
　　西郊化工區(qū)由于所需壓力較城市管網(wǎng)低，設計中采用了分區(qū)平差計算，其年需水量主要由皂河水廠供給，不足部分由曲江水廠供給。
　　東郊灞橋區(qū)由于歷史原因，已形成了獨立的供水系統(tǒng)，因此，管網(wǎng)平差時僅對其需水量和水源供水方向進行了考慮，未納入城市管網(wǎng)進行平差計算。
　?、谟嬎惴椒ǎ?br> 　　平差計算采用：“LOOP—環(huán)網(wǎng)模型BASIC程序”上機計算。該程序采用Hardy—Cross計算方法，假定管段落流量和計算管段流量的修正量，并用 The Hazen-Williams公式計算管段的水頭損失。設計環(huán)閉合差為△h=0.005米。
　?、劭刂泣c選擇
　　由于黑河引水工程全部建成后，將成為今后西安市的主要供水水源，供水量將占全市總供水量的64%。而且，千戶村和曲江都地處南郊，地勢比市區(qū)高出40米左右， 為了充分利用這一有利條件，設計中采用了重力供配水的方式。這樣，南郊水廠和曲江水廠的出廠水位將直接影響到市內(nèi)各區(qū)的用水壓力和其它水源的供水壓力。因此，在平差計算中，選用南郊水廠清水池水位作為西安市的供水壓力控制點（南郊水廠清水池水位比曲江水廠清水池水位低5m）。
　?、芨鞴r計算參數(shù)的選定：
　　●消防用水量及著火點的假定
　　根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》和西安市城市規(guī)模，設計中按市區(qū)同時發(fā)生火災5次，每次火災用水量100L/s進行管網(wǎng)平差校核計算。
　　●事故工況的假定
　　為了提高管網(wǎng)的供水保證率，使管網(wǎng)中的供水干管在發(fā)生事故或檢修時不致于對城市工業(yè)和居民生活造成太大影響，管網(wǎng)平差設計計算時假定在南郊水廠和北郊鄧家村水廠各有一根供水干管發(fā)生事故，但各水源仍能保證供給市區(qū)最高日最高時用水量的70%。
　?、萜讲钣嬎?br> 　　平差計算是按以上所定的設計原則，計算方案、簡化管網(wǎng)、設計參數(shù)分別對設計工況進行了上機計算。計算中，為了滿足計算程序的要求，簡化計算工作，還將管網(wǎng)中兩個節(jié)點現(xiàn)有的多個舊管段簡化成一當量管徑，使當量管的水頭損失與原有管段的水頭損失相等。由于新增管道需要按計算進行調(diào)整修改，因此，未換算成當量管徑計算，而是直接列入程序進行計算的。
　　通過計算又對設計新增管道從數(shù)量、管徑、管位等進行了調(diào)整，另外，還從調(diào)度管理和管道鋪設是否有管位等方面進行了補充修改。
　?、薷魉础⑺畯S設計供水量情況，詳見表4，表5。

西安市城區(qū)各水源水廠設計最高日供水量一覽表

表4 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　單位：萬m³/日 序號水源名稱水廠名稱供水范圍供水量 1灞河水源（直供灞區(qū)）浐灞區(qū)11．00 2浐河田家灣水源東郊南北廠中心市區(qū)1．10 3 浐河地面水源 田家灣地面水廠浐灞區(qū)6．038 中心市區(qū)3．962 4浐河十里鋪水源十里鋪水站中心市區(qū)0．80 5 灃、皂河水源西郊南北廠中心市區(qū)10．207 皂河水廠化工區(qū)3．493 6渭河北郊水源郭家村水廠中心市區(qū)9．40 7 渭河西北郊水源 鄧家村水廠六村堡區(qū)1．00 中心市區(qū)13．40 8灞河段村水源太華路水站中心市區(qū)1．60 9 黑河、石頭河水源曲江水廠中心市區(qū)60．00 南郊水廠中心市區(qū)50．00 10合 計 172.00

西安市城區(qū)各水源水廠設計平均日供水量一覽表

表5 單位：萬m³/日 序 號水 源 名 稱水 廠 名 稱供 水 范 圍供 水 量 1灞河水源（直供浐灞區(qū)）浐灞區(qū)9.782 2浐河田家灣水源東郊南北廠中心市區(qū)1.10 3 浐河地面水源 田家灣地面水廠浐灞區(qū)5.369 中心市區(qū)2.862 4浐河十里鋪水源十里鋪水站中心市區(qū)0.448 5 灃皂河水源西郊南北廠中心市區(qū)6.448 皂河水廠化工區(qū)3.058 6渭河北郊水源郭家村水廠中心市區(qū)5.269 7 渭河西北郊水源 鄧家村水廠六付堡區(qū)0.889 中心市區(qū)7.512 8灞河段村水源太華路水站中心市區(qū)0.897 9 黑河、石頭河水源 曲江水廠中心市區(qū)60.00 南郊水廠中心市區(qū)49.27 10合 計 152.90

　　4．平差成果分析
　　①最高日最高時平差成果分析
　　根據(jù)計算成果，最高日最高時城區(qū)有85%的區(qū)域供水壓力均在20m以上；12.7%的區(qū)域供水壓力在10m～20m米之間，有2.3%的區(qū)域供水壓力小于10m?；旧蠞M足了城市供水的壓力的要求。管網(wǎng)各區(qū)的供水壓力分布詳見表6。

表6 　　　管網(wǎng)各區(qū)供水壓力分布一覽表 壓力范圍

區(qū)域＞20 m10--20 m＜10 m 城區(qū)30個節(jié)點 壓力范圍24--34 m------------- 東郊18個節(jié)點 壓力范圍20--32 m8個節(jié)點------ 西郊31個節(jié)點 壓力范圍20---36m------------- 南郊74個節(jié)點 壓力范圍20--33m19個節(jié)點5個節(jié)點（均在水廠附近） 北郊37個節(jié)點 壓力范圍20—52m2個節(jié)點------ 合計190個節(jié)點 壓力范圍20--52m29個節(jié)點5個節(jié)點

　?、谑鹿蕰r平差成果分析
　　根據(jù)設計所假定的最不利管段發(fā)生事故時，代入最高最高時節(jié)點流量的70%，經(jīng)計算，管網(wǎng)中有82.2%的區(qū)域供水壓力大于20m,有14.7%的區(qū)域供水壓力在10～20m之間,有3.1%的區(qū)域供水壓力小于10m.。滿足事故時城市供水的壓力要求。
　?、圩罡呷兆罡邥r+消防平差成果分析
　　在管網(wǎng)設計最不利點同時發(fā)生火災的情況下，管網(wǎng)中各節(jié)點的供水壓力與最高日最高時的各節(jié)點供水壓力基本相同，97%以上的區(qū)域供水壓力均滿足消防時水壓的要求，未達到10m水壓的節(jié)點均位于曲江水廠和南郊水廠附近（兩座水廠為重力供水），可從附近的水廠或管網(wǎng)取水滅火。
　　④給水管網(wǎng)擴建工程完成后，城區(qū)的供水范圍將從現(xiàn)在的142km²擴大到188.8 km²;基本上滿足了西安近期內(nèi)的供水需求,并可改善工業(yè)與居民的用水狀況,還可為大、中型項目的建設和吸引外資創(chuàng)造良好的生產(chǎn)、生活及投資環(huán)境。
　?、莞魉畯S供水壓力分析
　　從表7可以看出：西郊南北廠、鄧家村水廠、郭家村水廠、十里鋪水站均可通過更換水泵葉輪，降低揚程，就可滿足管網(wǎng)設計供水壓力要求；
　　東郊南北廠和田家灣地面水廠則需更換水泵后才能滿足管網(wǎng)設計供水壓力的要求；
　　段村水源附近宜增設加壓站，加壓站揚程可控制在50m左右，這樣，既可改善深井泵的工況，又可提高深井泵的工作效率，節(jié)省電耗。

表7　　各水廠供水壓力分析表 序 號 水 廠 名 稱 水廠現(xiàn)有水泵揚程 管網(wǎng)平差后所需水泵揚程 1 曲江水廠 重力供水 重力供水 2 南郊水廠 重力供水 重力供水 3 西郊南北廠 50--65 m 44 m 4 皂河水廠 28--38 m （供化工低壓區(qū)） 5 鄧家村水廠 50—66 m 52 m 6 郭家村水廠 56—70 m 49 m 7 段村水源 120 m(水源直供) 97 m（應增設加壓站） 8 十里鋪水站 50—6 0 m 44 m 9 東郊南北廠 56—70 m

37---47.2 m 32 m 10 田家灣地面水廠 56--70 m 37 m

　　五．管材選用及管道附屬設施

　　1．管材選用
　　管材的選用是本工程的主要環(huán)節(jié)。管材選用的是否適當，直接關系到工程造價并影響到工程的使用年限。根據(jù)國內(nèi)外目前的發(fā)展情況，可用于城市輸配水管網(wǎng)的管材主要有以下幾種：球墨鑄鐵管、玻璃鋼管、鋼套筒予應力鋼筋混凝土管、予應力鋼筋混凝土管、普通鑄鐵管等?？紤]到予應力鋼筋凝土管雖然價格較低、雖能承受一定的壓力，但沒有配件，接口精度差，易出現(xiàn)滲漏，不能承受較高壓力和供水安全可靠性差；普通鑄鐵管由于其制造工藝和承壓等方面的原因，給水行業(yè)已逐步放棄使用。因此，設計中主要對球墨鑄鐵管、鋼套筒混凝土管和玻璃鋼管三種管材進行了分析比較。詳見表9。

表9　　管道性能及價格比較表 管材

性能球墨鑄鐵管

（DI）鋼套筒混凝土管

（PCCP）玻璃鋼管 口徑100～1200600～3000100～4000 工作壓力

（Mpa）0.6～1.20.4～1.20.1～1.2 對水質(zhì)的影響無影響 易結(jié)垢

做內(nèi)襯可防止無影響 不結(jié)垢無影響 不結(jié)垢 使用范圍干管、支管干管支管、干管 接口形式承插口橡膠圈承插口橡膠圈套管、橡膠止水帶 耐久性耐久內(nèi)襯50年較耐久50年 漏水及爆管不易漏水

不易爆管不易漏水不易漏水 不易爆管

接口易松動 單位綜合造價（萬元）

(DN1000 L=1000m

工作壓力小于1Mpa)236

（管價141）185

（管價78）152（管價70）

（按相同過水能力玻璃鋼管以DN800計） 發(fā)展趨勢有前途用于輸配水有前途用于輸水有前途范圍廣

　　從分析來看：干管大于DN2000宜選用玻璃鋼管或鋼套筒混凝土管（PCCP管）；DN800～DN2000的干管宜選用球墨鑄鐵管或玻璃鋼管，支管宜選用球墨鑄鐵管。
　　2．管道附屬設施
　?、俟艿阑A
　　根據(jù)西安地區(qū)的地基條件，設計中考慮鋼套筒混凝土管選用素混凝土條形基礎，球墨鑄鐵管和玻璃鋼管選用砂基。特殊地段，如地裂縫、古墓、濕陷性黃土等，均按具體地質(zhì)條件做了設計處理。
　　管理埋深，考慮到西安地區(qū)的凍土深度、城市規(guī)劃等情況，干管理深均大于2.0米,支管理深在1.0～2.0米之間。
　　②管道支墩
　　設計中對彎頭、三通等部位均按不同管徑、壓力設計了素混凝土支墩。
　?、酃艿琅艢馀c放空
　　設計中，除在主干管道最高點處設有自動進排氣閥門外，還在主干管道的水平管段上每公里設置一個自動進排氣閥，這對于西安市以自流為主的供水方式尤為重要。同時，考慮到管道定期維修和初期運行時管道清洗的需要，還在管道最低點等部位設計有放空閥門井。
　　④管道防腐
　　根據(jù)設計所推薦的管材，玻璃鋼管不需要進行防腐處理；鋼套筒混凝土管除遇特殊地段需做瀝青外防腐外，一般不需要進行防腐處理；球墨鑄鐵管要求出廠前必須做好水泥砂漿內(nèi)防腐和環(huán)氧煤瀝青外防腐，現(xiàn)場不需要進行防腐處理。
　?、蓍y門
　　為了便于管網(wǎng)的維修管理，設計中按不同管徑和管段分別設計了一定數(shù)量的閥門,考慮到管網(wǎng)的壓力較低，為便于安裝和使閥門井較小，設計中全部采用蝶閥，同時考慮到管網(wǎng)閥門的使用頻率較低，橡膠止水圈容易老化等原因，設計推薦采用金屬硬密封蝶閥。

　　六.管網(wǎng)的調(diào)度管理設計

　　在給水管網(wǎng)擴建工程調(diào)度管理設計中，采用了SCADA（監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集）系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用開放性結(jié)構(gòu)、標準通訊協(xié)議、數(shù)據(jù)庫、局域網(wǎng)，軟件功能塊化及軟件包化。
　　1．系統(tǒng)組成
　　本監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，由一個調(diào)度主站（設置在西安自來水公司）和100個現(xiàn)場終端組成星形網(wǎng)一級管理。信道全部為無線信道，現(xiàn)場檢測儀表及執(zhí)行單元可按需要靈活配置。
　　①調(diào)度主站組成
　　主站設置有：監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集微機、S3四屏卡、打印機、數(shù)傳電臺、全向天線、UPS電源、模擬盤（3000×7000 mm）等。
　　②現(xiàn)場終端站組成
　　現(xiàn)場終端設置有：數(shù)據(jù)采集終端裝置、數(shù)傳電臺、全向天線、壓力檢測儀表等。
　　2．系統(tǒng)功能
　?、僦髡竟δ埽赫{(diào)度主站具有實時功能、數(shù)據(jù)處理功能、管理功能、圖形功能和組態(tài)功能。
　　●實時功能：即遙測、遙訊、遙調(diào)和遙控功能。其中遙測有定時巡檢、隨機點測、成批采集和分組召檢等。當使用遙調(diào)、遙控功能時有閉環(huán)自控、編組循環(huán)和交互對話等功能。
　　●數(shù)據(jù)處理功能：有數(shù)據(jù)處理、事故報警、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)整理和存貯等。
　　●管理功能：
　　 打印報表，包括：調(diào)度日志、日、月、季、年等報表，各類統(tǒng)計報表及圖形曲線拷貝；
　　 參數(shù)狀態(tài)管理，包括：查詢修改終端聯(lián)網(wǎng)、脫網(wǎng)狀態(tài)、通道連接狀態(tài)、參數(shù)設置、校時等；
　　●圖形功能：顯示總貌、工藝流程、工況等畫面，繪制各種重要曲線、圖形檢索再生等。
　　●組態(tài)功能：在調(diào)度主站設置有遠方終端組態(tài)，包括：屬性、數(shù)量、站號、各路編號、四遙路數(shù)、定義、限值、標變、截距、顯示位置和校時，組成開放系統(tǒng)，以便于擴展和互換。
　?、诮K端站功能：現(xiàn)場終端站的功能有：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)發(fā)送、命令識別、數(shù)據(jù)存貯管理、自動復位、掉電保護、調(diào)試診斷、就地顯示、呼叫、預置修改數(shù)字量值等。

　　七．總 結(jié)

　　本次管網(wǎng)工程擴建是西安市給水管網(wǎng)建成以來投資規(guī)模最大的一次，共需新鋪設管道近154km，其中DN1000～DN2400的管道16km，DN300～DN800的管道138km。總投資3.8億元人民幣。管材除DN2400的輸水管采用鋼套筒預應力鋼筋砼管外，其余均采用球墨鑄鐵管。
　　管網(wǎng)平差設計是西安市供水四十多年來第一次將整個城市的給水管網(wǎng)作為一個整體進行平差計算，其成果填補了西安市在多水源優(yōu)化供水、管網(wǎng)經(jīng)濟合理安全運行等方面如何進行科學管理的空白，為將來西安市的給水規(guī)劃和城市發(fā)展提供了重要的理論依據(jù)。
　　通過本次管網(wǎng)工程擴建，可大大改善管網(wǎng)的供水水質(zhì)和供水壓力，加快管網(wǎng)的修漏速度，提高城區(qū)管網(wǎng)的調(diào)度管理水平。為迎接西部大開發(fā)創(chuàng)造了條件，為改善西安的旅游環(huán)境，為大中型項目的建設、舉辦全國性大型會議和吸引外資提供了良好的生產(chǎn)、生活及投資環(huán)境。