趙 明，張黎明，呂馬飛

（鎮(zhèn)江市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 江蘇 鎮(zhèn)江 212003）

霍爾果斯位于中國西北邊陲，是“一帶一路”的核心城市之一，也是我國與中亞國家交流的門戶?；魻柟菇?jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)成立于2012年，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)國家級(jí)霍爾果斯經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)兵團(tuán)分區(qū)核心區(qū)（以下簡稱兵團(tuán)分區(qū)）是其重要組成部分，位于霍爾果斯經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的西南側(cè)，東至霍都公路、南至經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)南部邊界、西鄰中哈國境邊界、北靠精伊霍鐵路，總面積約11.2km2（見圖1）。

圖1 項(xiàng)目位置圖

兵團(tuán)分區(qū)于2012年開工建設(shè)，生產(chǎn)、生活、綠化灌溉等用水采用一套供水系統(tǒng)，建成運(yùn)行以來，遇到了比較多的問題，亟需進(jìn)行改造。鎮(zhèn)江市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院針對系統(tǒng)中存在的問題，進(jìn)行了細(xì)致分析，并結(jié)合現(xiàn)狀條件，采取了豎向分區(qū)、分質(zhì)供水、充分利用和保護(hù)既有設(shè)施的策略，對兵團(tuán)分區(qū)的供水管網(wǎng)進(jìn)行了改造設(shè)計(jì)。

1 問題分析

1.1 低區(qū)管網(wǎng)超壓

兵團(tuán)分區(qū)總體地形走勢為北高南低，北部橫一路標(biāo)高在682m左右，南部橫七路標(biāo)高在652m左右，南北高差為30m左右，水源由東北角分兩路進(jìn)入管網(wǎng)。當(dāng)水壓滿足了北部用戶水壓要求時(shí)，南部給水管道和用水設(shè)施已處于“超壓”狀態(tài)，經(jīng)常發(fā)生管道接口或用水設(shè)施爆裂。

1.2 水量不足

兵團(tuán)分區(qū)水源來自金邊自來水廠，其現(xiàn)狀規(guī)模為5.0萬m3/d，源水來自霍爾果斯河（中哈界河），取水口位于紅卡子三級(jí)電站。

金邊自來水廠除供給兵團(tuán)分區(qū)之外，還供應(yīng)霍爾果斯市及周邊地區(qū)，秋冬季節(jié)降雨和山坡雪溶量減少，霍爾果斯河來水量大幅減少，且需與哈方分享，導(dǎo)致金邊自來水廠水源不足，目前已面臨供不應(yīng)求的局面。隨著霍爾果斯市和兵團(tuán)分區(qū)用水戶的增多，水量不足的問題將不斷加劇。

1.3 同質(zhì)供水

兵團(tuán)分區(qū)日照時(shí)間長、蒸發(fā)量大、降雨稀少、土壤滲透性高，導(dǎo)致其綠化用水的標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)超規(guī)范推薦值1.0～3.0L/（m2·d）[1]，達(dá) 到 了10.0L/（m2·d）左 右，其用水量占據(jù)了兵團(tuán)分區(qū)總用水量的很大比例。

生產(chǎn)、生活用水需經(jīng)過復(fù)雜的凈化工藝，而綠化灌溉用水則不用經(jīng)過凈化流程，采用同質(zhì)供水系統(tǒng)既浪費(fèi)了凈化水，又加劇了水源缺乏的矛盾。

同質(zhì)供水還意味著同壓供水，綠化管網(wǎng)閥門、噴頭、接頭很多，本來就容易漏水，過高的壓力造成更大的漏水率。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 分質(zhì)供水

將現(xiàn)狀DN200～DN400供水管網(wǎng)保留作為生活、生產(chǎn)、消防等供水管網(wǎng)，增設(shè)一套獨(dú)立的綠化灌溉系統(tǒng)。

（1）灌溉用水水源。兵團(tuán)分區(qū)市政道路紅線內(nèi)綠化和道路外退讓綠化總面積約150萬m2，用水規(guī)模為1.5萬m3/d。兵團(tuán)分區(qū)所處地區(qū)屬于山前沖、洪積扇平原區(qū)，地下水豐富，井內(nèi)靜水位深度在3～15m。通過抽水試驗(yàn)，在抽水量為150～170m3/h時(shí)，水位下降約25m。考慮兵團(tuán)分區(qū)用地原來農(nóng)作物灌溉用水是用分布在不同位置的11座機(jī)井供給的，該設(shè)計(jì)利用其中靠近市政道路、便于維護(hù)的7座機(jī)井改造后作為供水水源。

（2）灌溉管網(wǎng)建設(shè)。由于兵團(tuán)分區(qū)內(nèi)的道路和綠化基本建設(shè)完成，要盡可能地保護(hù)、利用既有各類設(shè)施，就要少破綠化、基本不破路、不破壞現(xiàn)狀管線。在此約束條件下，又要將管道連續(xù)起來，設(shè)計(jì)人員將灌溉管道分為灌溉干管和灌溉支管，利用在交叉口預(yù)留的管線過路涵（數(shù)量較少）將在道路一側(cè)敷設(shè)的灌溉干管連續(xù)起來，另一側(cè)用灌溉支管（由灌溉干管引出，利用預(yù)留管線涵伸至另一側(cè)）由交叉口向兩交叉口之間延伸，最大延伸長度為200m，由此保證兩側(cè)均有灌溉管道敷設(shè)。①管網(wǎng)規(guī)模：兵團(tuán)分區(qū)所處地區(qū)年溫差大，設(shè)計(jì)日變化系數(shù)取“標(biāo)準(zhǔn)”推薦最大值1.5，管網(wǎng)工作時(shí)間為24h，因此設(shè)計(jì)時(shí)變化系數(shù)取1.0即可；管網(wǎng)建設(shè)總長度約50km，管道直徑為DN100～DN300[1]。②管位：將管道布置在綠化帶邊緣，以最大限度減少對綠化的破壞。③埋深：“標(biāo)準(zhǔn)”要求給水管須埋設(shè)在冰凍線以下，防止管道凍脹損壞[2]；地區(qū)凍土屬季節(jié)性凍土，最大深度為1.1m，因此管線埋設(shè)深度需在1.1m以上。這意味著管線埋深在1.3～1.5m，而現(xiàn)狀各類管線服務(wù)地塊的支管覆土一般在1.0～1.5m，導(dǎo)致灌溉管線埋深只能定位在0.8～1.2m，無法達(dá)標(biāo)。經(jīng)與兵團(tuán)分區(qū)綠化管養(yǎng)部門協(xié)商后，采取冬季放空管網(wǎng)的方法解決管道冬季凍脹損壞的問題。

（3）灌溉管網(wǎng)水量、水壓的保證。在水量保證方面：既要保證所有綠化表面上有一股水流能噴灑到，又要節(jié)約用水?？紤]大多數(shù)綠化帶寬度在3.0～15.0m，其中15.0m的寬度具有典型性，且數(shù)量較大，取之進(jìn)行分析。灌溉支管布置在綠化帶兩側(cè)向中間噴水，一側(cè)噴頭的服務(wù)寬度就是7.5m，設(shè)噴頭間距為2a，則噴頭澆灑半徑為(7.52+a2)1/2。經(jīng)分析：a越小，相鄰兩噴頭服務(wù)面積重疊越多；a越大，噴至服務(wù)區(qū)域外的“外灑面積”越大，且浪費(fèi)總面積也越來越大；取a=7.5m，得最經(jīng)濟(jì)效果，則R=10.6m（見圖2）。噴頭每天工作時(shí)間取12h，噴頭的設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度為147.0L/h，射程為10.6m，查相關(guān)產(chǎn)品樣本，可知噴頭處壓力在200kPa即可滿足要求。因此，管網(wǎng)水量和水壓控制標(biāo)準(zhǔn)為最不利點(diǎn)噴頭處噴水強(qiáng)度≥147.0L/h、工作壓力≥200kPa，并由此通過管網(wǎng)平差求出最高水壓≤400kPa。

圖2 噴頭服務(wù)范圍計(jì)算簡圖

2.2 豎向分區(qū)

（1）生產(chǎn)、生活供水管網(wǎng)豎向分區(qū)。根據(jù)高程關(guān)系，將保留作為生活、生產(chǎn)、消防的供水管網(wǎng)進(jìn)行豎向分區(qū)，分界線選在中部緯三路（東西向）北側(cè)道路紅線位置，分界線以北供水區(qū)劃為“高區(qū)”，分界線以南供水區(qū)劃為“低區(qū)”。在所有穿越分界線的南北向給水干管上安裝減壓閥組，安裝位置位于分界線上；對所有穿越分界線的南北向給水支管進(jìn)行截?cái)?，截?cái)辔恢梦挥诜纸缇€上。

減壓閥組減壓設(shè)計(jì)值取南北最大高差的一半即150kPa左右。減壓閥采用效果好、體積小、維護(hù)安裝便捷、壽命長的比例式減壓閥[3]。為防止減壓閥堵塞，在其前側(cè)安裝過濾器（見圖3）。通過減壓閥組的設(shè)置，使高、低區(qū)管網(wǎng)最低水壓控制在280kPa以上，最高水壓控制在500kPa以下[4]。

圖3 減壓閥組設(shè)置示意圖

（2）灌溉管網(wǎng)豎向分區(qū)。灌溉管網(wǎng)是本次新設(shè)管網(wǎng)，分區(qū)界線亦位于緯三路，高區(qū)管網(wǎng)和低區(qū)管網(wǎng)獨(dú)立設(shè)置，不相聯(lián)系[5]。

3 結(jié)束語

該工程在充分分析現(xiàn)狀供水管網(wǎng)存在問題的基礎(chǔ)上，提出改造必要性，并對改造約束因素和可用條件進(jìn)行了識(shí)別和分析，對用水定額和管道埋深進(jìn)行了適應(yīng)性調(diào)整與運(yùn)用，兼顧了規(guī)范要求和客觀實(shí)際情況，因地制宜地編制了經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，也提醒相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意到此類特殊地區(qū)在供水管網(wǎng)設(shè)計(jì)方面與一般地區(qū)的不同，需要全面深入地了解當(dāng)?shù)氐挠盟枨蠛涂陀^條件。