陳明進,曾尉
(1.樂山市水務局,四川 樂山614000;2.四川大學建筑與環(huán)境學院,成都610021)
城市發(fā)展與給排水系統(tǒng)建設具有非常重要的關系,而給排水系統(tǒng)建設中最重要的就是給水系統(tǒng),因此,城鎮(zhèn)在建設時必須要給予其充分的重視。但由于我國在規(guī)劃城鎮(zhèn)給水系統(tǒng)時局限性較大,造成了巨大的水資源流失。只有將城鎮(zhèn)給水系統(tǒng)建設遇到的問題進行改善,才能夠提高水資源的利用率,維護城鎮(zhèn)建設的可持續(xù)發(fā)展。
給水系統(tǒng)具有較強的復雜性,涵蓋了取水、輸水、沉淀水、過濾水、配送水等內容,由水處理設備和輸送管道共同組成。城鎮(zhèn)給水系統(tǒng)在工作時,需要利用管道從水源地進行抽取水,并按國家生活飲用水水質標準要求進行凈化處理,再利用管道將這些已達標的飲用水輸送到城鎮(zhèn)的各個用水點,為居民提供水量充足、水質合格、水壓達標的生活飲用水。
城鎮(zhèn)常規(guī)的給水系統(tǒng)程序主要包括3個層面,分別為取水系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、輸配水系統(tǒng)。取水系統(tǒng)是給水系統(tǒng)運行的第一級泵站,該系統(tǒng)的作用就是為了確保機械設備的取水量,利用管道向水處理廠進行持續(xù)不斷的輸送。水處理系統(tǒng)是給水系統(tǒng)中最關鍵的部分,由眾多處理環(huán)節(jié)或設備組成,該系統(tǒng)的作用就是運用各種技術和設備對原水進行凈化處理,符合國家生活飲用水標準,使其滿足居民的用水需求。輸配水系統(tǒng)由水處理系統(tǒng)和四通八達的輸水管線組成,該系統(tǒng)的作用就是把處理合格的飲用水輸送到用水點,滿足城鎮(zhèn)各個用戶的用水需求,保障用戶供水壓力【1】。
據統(tǒng)計,目前全世界每年約有4.2×1011m3的污水排入江河湖海,污染了5.5×108m3的淡水,這相當于全球江流總量的14%以上,仍有11億人不能使用符合安全標準的飲用水。近年來,隨著各種施工、工業(yè)生產對水資源的污染不斷上升,被污染的江河湖海數量急劇增加,許多城鎮(zhèn)周邊的河流都已經被污染,特別是經濟發(fā)展較快的城鎮(zhèn),污染與發(fā)展呈正比例增長。
我國水資源分配長期失衡,這是由于水資源分布不均,呈現東多西少、南多北少的狀態(tài),西北地區(qū)長期干旱,水源較少,城鎮(zhèn)周邊基本沒有江河湖泊,生產生活飲用水主要以地下水為主。一些城鎮(zhèn)由于開采地下水設計不合理,致使地面出現了下沉的情況,對當地居民的日常生活造成了巨大的威脅,政府為了避免這種情況繼續(xù)擴大,雖然已經制定并出臺一些法規(guī)條例用于限制開采地下水和中水回用,然卻仍不能滿足日漸增加的用水量需求,再加上有限的干凈水資源不斷被污染,持續(xù)擴大了城鎮(zhèn)化用水的使用危機【2】。
由于我國城鎮(zhèn)大部分給水系統(tǒng)設計的時間較早,機械設備的使用時間較長,設備老化情況比較嚴重,再加上地下水的開采能力有限,致使整個給水系統(tǒng)無法滿足城鎮(zhèn)用戶的生活用水需求。一些企業(yè)為了盡可能地擴大經濟效益,自行購買了取用水的設備,但不能與城鎮(zhèn)給水系統(tǒng)的管道進行連接,造成了水資源的浪費,使用效率較低,不利于給水系統(tǒng)的綜合開發(fā)利用。另外,夏季的用水頻率較高,自來水廠長時間處于高負荷運轉狀態(tài),也增加了給水系統(tǒng)的輸水難度,供水安全無法得到保障。再加上夏季供電系統(tǒng)的不穩(wěn)定,增加了水廠正常運行的難度,對自來水廠的安全生產造成了巨大的威脅。
給水系統(tǒng)是一個比較龐大的系統(tǒng)工程,設計、規(guī)劃、施工的任務量較大,且建設周期較長,需要投入大量的建設資金。但政府將重點放在地方經濟社會的發(fā)展基礎上,用于給水系統(tǒng)的建設資金較少,人民群眾將飲用水看作公益事業(yè),沒有把其當作水商品來看待,弱化了城鎮(zhèn)供水的可持續(xù)發(fā)展能力,與經濟發(fā)展形成明顯的差異【3】。
資源型缺水是我國城鎮(zhèn)供用水的主要問題,目前擁有的資源型水資源僅占世界人均比例的22%,在國際上屬于貧水國家行列。尤其是在南方地區(qū),城鎮(zhèn)用水量和供水量相差較大,水資源的應用矛盾比較突出。
城鎮(zhèn)給水系統(tǒng)是根據當時社會經濟發(fā)展和用水量水平進行規(guī)劃設計建設的,由于我國在改革開放初期,城鎮(zhèn)用水的需求較少。但隨著社會的進步和發(fā)展,用水量大幅度增加,雖然相關部門已經采取措施不斷延伸輸水管網,但仍與實際需求相差較大。再加上現有的輸水管直徑較小,管道水損量較大,管道泥沙淤積嚴重,也降低了給水系統(tǒng)的輸送能力。
城鎮(zhèn)給水系統(tǒng)主要負責生活用水,但實際上工業(yè)用水占有比例在悄無聲息地擴大。城鎮(zhèn)工業(yè)用水來源通常都是由自建給水設備供給的,而城鎮(zhèn)飲用水主要用于居民生活和商業(yè)用水。隨著城鎮(zhèn)工業(yè)發(fā)展逐漸強大,給水系統(tǒng)需要承載的輸送量越來越大,也在無形中增加了用水量,增加了給水系統(tǒng)的工作負擔。
要想改善城鎮(zhèn)給水系統(tǒng)運行時存在的問題,就必須要根據本地水資源量和用水特點對給水系統(tǒng)的整體進行布局和規(guī)劃,具體做法如下:
一是對現有的設計規(guī)劃進行升級。為了強化給水系統(tǒng)對城鎮(zhèn)水需求量的服務能力,保障大幅度供水需求和飲用水質量,相關部門應該根據城鎮(zhèn)發(fā)展用水需求,對現有的設計規(guī)劃進行調整和升級,不僅需要對城鎮(zhèn)周邊的河流湖泊數量進行統(tǒng)計和水質分析,也需要對給水系統(tǒng)的供水能力進行評估,還需要對給水系統(tǒng)的電路和輸水管道進行及時的維護和清理。這樣才能夠將城鎮(zhèn)的給水系統(tǒng)不斷優(yōu)化,挖掘給水系統(tǒng)的最大潛能,最大程度將新添置的設備和原有設備進行融合,保證城鎮(zhèn)給水系統(tǒng)的供水能力。需要注意的是,相關人員在進行升級改造前,必須要分析給水系統(tǒng)的設備使用情況、設備數量、管道鋪設圖紙等,并整合形成直觀的圖表,防止出現供水安全、重復添置同類型機械設備的情況【4】。
二是遵循“就近原則”開展建設工作。由于各個城鎮(zhèn)的地域范圍比較廣泛,若沒有按照“就近原則”完善供水輸水管網,將會增加人力、物力、財力的多重投入,因此,相關人員必須要本著“就近原則”對可利用的資源進行調度。相關人員需要根據可利用河流的位置,在保證地下其他管道的正常運行下,鋪設距離最近的輸水管道,盡量建設成環(huán)狀供水管網,這樣不僅可以緩解水廠的供水壓力,還可以降低輸送管道鋪設的成本投入,增加供水工作的安全系數。
三是分析用水需求對取水泵站和輸水泵站進行電力改造。上面已經對現階段的城鎮(zhèn)用水量進行了簡要的分析,了解了城鎮(zhèn)用水量的發(fā)展趨勢?;谕k娂赐K脑?,相關人員需要參照本地用水需求對泵站的電力系統(tǒng)進行改造,尤其是對供水需求較大的輸水泵站和取水泵站。利用技術手段和高效率水泵等先進設備將給水系統(tǒng)工作時產生的能耗降到最低,為改造單位節(jié)省成本投入,從根本上減少成本對水廠運行的影響。
四是需要考慮地理環(huán)境和自然災害的外部影響。我國地大物博,城鎮(zhèn)的地理環(huán)境差異較大,再加上各地容易遭受自然災害的概率不同,因此,必須要將這些外部因素考慮到給水系統(tǒng)的建設規(guī)劃中去,增加設計布局的合理性。例如,在建設地下取水設施時,應該在保證地基穩(wěn)定性的前提下盡量縮短與河岸的距離,不宜在容易受到河水沖刷次數過多或泥沙容易堆積的區(qū)域建設取水廠,同時,還要滿足取水設施防洪標準要求。相關人員還要將春季河面開化的因素考慮在內,盡可能地保障取水廠地建廠安全。
五是完善給水系統(tǒng)的應急裝置。當城鎮(zhèn)發(fā)生洪水災害時,為了將損失降到最少,需要在第一時間恢復供水和供電系統(tǒng),以滿足城鎮(zhèn)居民日常生活和工作用水要求,因此,相關人員必須完善給水系統(tǒng)的應急裝置。例如,購買應急發(fā)電設備、應急輸水設備、應急凈化水處理設備及水質檢測設備等【5】。
六是建立全面的給水系統(tǒng)改造計劃。隨著經濟的發(fā)展,各個城鎮(zhèn)的水資源利用效率逐漸提高,相關人員必須要以長遠的發(fā)展為考慮基礎,建立規(guī)劃性較強且長遠的分期施工計劃,先建立城鎮(zhèn)給水系統(tǒng)的水質監(jiān)測系統(tǒng),然后再聯合形成完整的供水系統(tǒng),并在完善的過程中根據社會經濟的發(fā)展形勢和水資源量來調整自己階段性的建設目標,實現我國給水系統(tǒng)的高效運轉。
綜上所述,無論日常生活還是工業(yè)生產,水資源都是行業(yè)發(fā)展的基礎。因此,相關人員在完善給水系統(tǒng)時必須要以自身地勢地質特點為基礎,以水資源合理應用為前提,根據遇到的問題制定出合理的解決方案,并且加大對給水系統(tǒng)的研究力度,這樣才能夠強化整個系統(tǒng)的承載能力,應對更大的挑戰(zhàn)。