8-邱顺添-供水管道的全生命周期变化.pdf

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1、 供水管道的全生命周期变化供水管道的全生命周期变化邱顺添、侯庆志、信常春、陈西风2024年3月21日IPTT 2024 济南2报告提纲一、我国供水管道现状二、管材结构力度变化三、管道内部变化（物理化学生物）四、小结IPTT 2024 济南一一一一3我国供水管道现状城市供水管网是输配生活饮用水的重要设施，也是保障城市正常运行的重要“生命线”之一。截至2022年我国城市供水管道总长度约为110万公里，比2019年增加18万公里。英格兰供水管道总长度约为46万公里，建成区约1.8万平方公里，密度约26公里/平方公里；更新投资580亿/年，32万/平方公里。0.01 0.37 0.40 1.08 1.

2、13 1.23 1.32 1.62 1.82 2.23 3.18 3.37 3.72 4.04 4.36 4.90 5.53 6.97 7.03 7.25 9.32 11.32 11.60 12.09 12.48 12.72 14.06 17.09 19.53 20.77 20.98 23.30 36.12 0.00 0.00 10.00 10.00 20.00 20.00 30.00 30.00 40.00 40.00 郑州市 深圳市 南昌市 青岛市 大连市 兰州市 西宁市 武汉市 宁波市 南京市 福州市 拉萨市上海市 杭州市 太原市天津市 成都市 呼和浩特市 重庆市 石家庄市 广州市 长春

3、市 厦门市 贵阳市 济南市 长沙市 沈阳市 南宁市 合肥市 西安市北京市 银川市 哈尔滨市单位长度供水管道投资（万元单位长度供水管道投资（万元/公里）公里）20222022年全国年全国3636个主要城市个主要城市单位长度供水管道投资一览单位长度供水管道投资一览IPTT 2024 济南一一4供水管道的全生命周期u 从管道设计到废弃的全生命周期变化进行考虑，为管道运行和维护提供科学依据，这对合理延长管道使用寿命具有重要意义！设计阶段设计阶段根据供水需求、地形等因素合理布置根据供水需求、地形等因素合理布置,选择抗压强度高、使用寿命长的优质管材选择抗压强度高、使用寿命长的优质管材施工阶段施工阶段保证管

4、道连接严密、埋设合理保证管道连接严密、埋设合理废弃阶段废弃阶段按设计寿命及时更换管道，废弃管道的处理、回收再利用。按设计寿命及时更换管道，废弃管道的处理、回收再利用。运维阶段运维阶段运行初期运行初期,管内水流通畅管内水流通畅,管材结构力学性能良好管材结构力学性能良好长期运行，内壁积聚沉积物，供水通道变窄；形成生物膜，加速腐蚀长期运行，内壁积聚沉积物，供水通道变窄；形成生物膜，加速腐蚀运行末期，管材老化运行末期，管材老化,抗压强度和耐腐蚀性下降，无法满足基本安全要求抗压强度和耐腐蚀性下降，无法满足基本安全要求IPTT 2024 济南一一一一5供水管道的全生命周期 饮用水在管道内输配过程中，存在爆

5、管、漏损、水压不足、水质二次污染等问题，直接影响了供水管道的使用寿命以及输水效率。图 1.供水管道爆管图 3.19962019 年中国城市平均管网漏损率图 2.“黄水”事件图4.铸铁管道管垢Jia et al.,(2021),Journal of Hazardous Materials,doi:10.1016/j.jhazmat.2021.127324IPTT 2024 济南二二6供水管道的设计与施工u 市政供水管道设计时应充分地了解城市现状及未来发展需要，并充分满足供水安全。应根据供水需求、地形等因素合理布置,选择抗压强度高、使用寿命长（预期50年以上）的优质管材。表表1.1.城市供水系统不

6、同管材性能对比城市供水系统不同管材性能对比管道类别 实物图管道种类优点 缺点 常见失效原因 钢管碳素钢管、不锈钢力学性能好，能够承受较大的荷载造价较高腐蚀老化不均匀沉降胶圈硬化铸铁管球墨铸铁管、灰口铸铁管（逐步淘汰）力学性能好，能够抵抗一定的不均匀沉降造价较高 不均匀沉降腐蚀老化混凝土管 钢筋混凝土管、预应力混凝土管、预应力钢筒混凝土管造价低，强度高，耐腐蚀性强重量较大，不便于运输和安装 不均匀沉降塑料管材管硬聚氯乙烯管、聚乙烯管、钢塑复合管耐腐蚀性强，内表面光滑，不易结垢强度低，线膨胀系数大，受温度影响影响大，易老化不均匀沉降材料硬化IPTT 2024 济南二二7供水管道的设计与施工u 严格