长距离输水工程的实践探讨

长距离输水工程的实践探讨
前言：为保证临港工业区的用水，天津自来水集团公司自津滨水厂修建了一条dn1400的专输干管，该管线目前已实施至工业区滨海大道与黄河道交口位置。

该工程的实施，是天津少有的长距离输水工程，本文通过介绍该工程，对长距离输水工程的实践进行了探讨。

关键词：长距离输水工程
中图分类号：tv672 文献标识码：a文章编号：
正文：本项目为向临港工业区输水工程。

起点近期为东丽区津塘二线（远期为津滨水厂），终点为塘沽临港工业区。

距天津市区约40公里，毗临天津港、天津经济技术开发区和天津港保税区。

临港工业区位于塘沽区海河入海口南侧滩涂浅海区，北侧以海河口南治导线为界，西侧以滨海大道为界，一期工程东西向长约5.5公里，南北向长约4.12公里。

结合海河口泄洪清淤和综合治理，充分利用滩涂、浅海造地，采取一次围埝形成护岸，分阶段吹填（陆填）方式开发建设。

一期开发规划面积20平方公里，远期开发规划面积80平方公里，是滨海新区、天津市未来发展的战略空间、后续潜力巨大。

一、水量预测
临港供水设施远期可供水能力为20万m3/日（可供水量包括:塘沽自来水5万m3/日,北塘粗制水5万m3/日,海水利用10万m3/日）。

规划由津滨水厂供给20万m3/日自来水。

二、工程建设方案
1、供水水源
本工程的供水水源近期为津塘公路二线（改造现有串联加压泵站）管道，远期为津滨水厂。

津滨水厂的建设，将加大中心城区对滨海新区的支持力度，同时，实现中心城区与滨海新区联网供水，水资源互补，保证安全供水。

2008年，津滨水厂产水能力达到50万m3/日。

考虑到临港工业区建设进度与津滨水厂建设工期的不同步性。

近期通过对津塘二线现有串联中河加压泵站改造，并利用津滨水厂已建成的清水池，保证向临港工业区初期的正常供水。

在临港工业区内经加压泵站加压后向用户供水。

近期通过对津塘二线现有串联中河加压泵站改造（或通过850米管线连接津滨水厂清水池和中河泵站），津塘二线水经加压后送至该项目，
2、供水管道走向
由津塘二线dn1200为起点（距津滨水厂3.87公里），向南走大郑村农田过海河，从东泥沽扬水站沿跃进河（该河正在填埋建路）西侧小路至规划津滨大道，再沿规划津滨大道向东至塘沽东盐公路口，过南疆铁路及排污河至散货物流，再经北环路至海防路，通过规划六路将给水管道铺设至临港工业区，全长为31.5km。

3、工程内容
（1）管道工程
（2）难点工程
（3）加压站工程（近期）
对现状津塘二线串联加压站进行改造。

储水池：改造后增设半地下式钢筋混凝土储水池4座总调节容积为20000m3（单池调节容积为5000m3）。

分期建设先实施两座，预留两座。

或利用津滨水厂2006年底建成的清水池，由津滨水厂清水池引出dn1200管道至中河泵站，管道长850米。

该清水池为半地下式钢筋混凝土储水池4座总调节容积为53000m3（单池调节容积为13000m3）。

（4）区内管道
结合规划的逐步发展落实，以工业区内加压站作为区内管网的起点，分期建设。

4、管道水力计算
（1）输水管管径
1）满流或压力流的输水管管径可按下式计算:
（m）
式中q一输水管计算流量(m3/s);
—管道经济流速(m/s)，根据选用管材及当地的敷管单价和动力价格，通过计算确定。

不同管径，其经济流速也不相同，大直径管道的经济流速大于小直径管道。

为了求得压力输水管道的经济流速，可先求出各种管径的经济流量qe。

2)压力输水管道的经济流量qe为
（l/s）
式中d一管道直径(m)；
m、β—分别为水头损失计算公式中的指数；
f一经济因数，
其中γ一设计年限中，供水水量的变化系数；
e一电费[分/（kw.h）]；
η一水泵站总效率；
p一年平均维修费用的费率(%)；
a—资金回收系数，其值等于ic(1+ic)t/[(1+ic)t-1]，
其中ic为基准收益率(%),t为项目计算期(a)；
k—水头损失计算公式中的系数；
b、a一敷管单价公式c=a+bda中的系数和指数，用当地敷管单价在对数坐标纸中点绘求出。

对于大口径输水管，平均经济流速范围为0.9-1.4m/s。

计算流量取20.0万m3/日，2.31m3/s，经济流速取1.4 m/s，则计算管径为：
所以，该输水管管径取为dn1400。

（2）水头损失，可按下列公式计算：
hz=hy+hj
式中：
hz—管道总水头损失（m）；
hy—管道沿程水头损失(m)；
hj—管道局部水头损失(m)。

采用水泥砂浆内衬的金属管道沿程水头损失，可按下式计算：式中：
i—管道单位长度的水头损失（水力坡降）；
c—流速系数；
r—水力半径（m）。

其中：
式中：
n—管（渠）道的粗糙系数；
y―可按下式计算：
上式适用于0.1≤r≤3.0; 0.011≤n≤0.040
对于市政管道，局部水头损失相对于沿程水头损失一般在
8%-15%，对于长距离输水管道一般取低限值，本项目为保证供水安全，局部水头损失按沿程水头损失的15%计。

1）满足近期水量15万m3/日，采用水泥砂浆衬里时n=0.013，设计流速为v=1.12m/s时，计算出i=0.828‰，
沿程水头损失：hy=0.828×31.5=26.08m
总水头损失h=1.15 hy=29.99m，考虑5m的流出水头，故接管点的压力至少要求35m。

（利用津塘二线加压泵站保证接管点压力）中河泵站至接管点4.77km，为dn1200钢管水泥砂浆衬里。

该管段满足临港15万m3/日的近期水量时，其自身承担的输送水量按20万m3/日（按5万m3/日的转输流量计）。

n=0.013，设计流速为
2.05m/s，i=
3.429‰，沿程水头损失hy=3.429×
4.77=16.36m，总水头损失h=1.15hy=18.82m，则中河泵站出口压力至少为54m。

若近期临港工业区需水量按3万m3/日计，采用水泥砂浆衬里时n=0.013，设计流速为v=0.22m/s时，计算出i=0.032‰，沿程水头损失：hy=0.032×31.5=1.01m。

总水头损失h=1.15 hy=1.16m，考虑5m的流出水头，故接管点的压力至少要求7m。

（利用津塘二线加压泵站保证接管点压力）中河泵站至接管点4.77km，为dn1200钢管水泥砂浆衬里。

该管段满足临港3万m3/日的近期水量时，其自身承担的输送水量按5万m3/日（按2万m3/日的转输流量计）。

n=0.013，设计流速为0.51m/s，i=0.172‰，沿程水头损失hy=0.172×4.77=0.819m，总水头损失h=1.15hy=0.95m，则中河泵站出口压力至少为8m。