中石化中原石油工程设计有限公司濮阳中油工程管理有限公司
摘要：针对油田由于发展，人民生活质量提高而导致的综合用水量，而自来水厂无法在高峰期承受用水需求，想变废为宝，利用现有污水处理厂出水较优，在现基础上对其完善、改造，使处理后出水满足国家相关中水规范的水质要求的现实，文章通过对中水管网的供水合理分区、管径、水头的详细计算及优选和附件的详述，充分对项目的顺利实施进行了技术上的支持和认可。
关键词：水头；计算；管网；中水；
油田高速发展，人民生活质量快速提高，各类用水不断攀升，致使综合用水量“节节高”，而目前水厂用水高峰期已经满负荷甚至超负荷运行，无法承受日益增长的用水需求。新建自来水厂也许是最好的解决方案，但建设还是需要来水，一个长久规划，也是一个研究课题，而且“远水不解近渴”。最终大家把眼光都盯住了污水处理厂。在现污水处理厂基础上，结合用水水质要求、水量计算和分析，通过技术手段，对其完善、改造，使处理后出水满足国家相关中水规范的水质要求，解决燃眉之急，是一个长久之策。
一、设计原则及管网布置
管线位置、走向应满足规范要求且应符合城市总体规划和现状，布置时应综合考虑管网分期建设的可能，并留有发展余地。特别干管应满足可能扩建后的输、配水要求，防止因管径过小而重新敷设造成的重复投资。
保证供水可靠性，保证各类用户的水量和水压。当局部故障时，断水范围应减小到最小。
力求铺设管线距离最短，以降低造价和能耗。
满足供中水经济安全要求，管网采用环状和枝状相结合的布置形式。
供水管道按城市规划和实际布置，应尽量避免布置在高级路面或重要道路下通过。管线在道路以下的平面位置和标高，应符合城市地下管线综合设计要求，中水管线和建筑物、铁路及其它管道的水平净距，应符合有关规范。
二、配水管网方案确定
本工程供中水规模按1.4万吨/d。根据污水处理厂位置、设计中水规模及管网实际情况，确定本管网布置方案为：根据供水范围和地形高差，分为两个供水系统：从提升泵房出来后，沿北环路往东敷设的主要管网为一个供水系统；从提升泵房出来后，沿北环路往西敷设的次要管网为一个供水系统。主中水管网在文化路与中原路交叉口处设置排水口，次中水管网在马颊河路与中原路交叉口处设置排水口，冬季将中水排至马颊河或者附近的雨水系统，确保冬季不被冻坏。配水管网应以最短线路敷设，既可保证供水安全，又可节约能源及投资。
该方案优点：根据不同的地形、不同的供水要求、不同的布置，分不同的配水系统，降低了管材的压力规格，减少了主管网，降低了工程投资；管线多沿城区已建成主要道路敷设，管网干管布置在用水大户区，减少了配水支管的数量；管网合理地分布全供水区，缩短了管网的总长度；采用环状和枝状相结合的布置形式，既节约了资金，又使供水安全性提高。
三、管网计算
配水管道始点（调节池）管道中心高程40.25m；
黄河路配水管道中心高程51.95m；
终点水池高程52.75m（最低点）；
最大配水水量583m3/h；
依据《室外排水设计规范》（GB50014－2006）输水管流量，应按下公式计算：
Q=Av
式中Q—设计流量(m3／s)=0.165m3／s；
A—水流有效断面面积(m2)A=πd2/4；
d—管道直径（m）；
v—流速(m／s)。
流速，应按下公式计算：
因此：
根据上述公式，从输水管起始端调节池至黄河路出水口最大流量1.4×104t/d，两点高差为11.7m。
若选用DN400管道，管道阻力损失76m；满足重力流末端用户水压要求。管道流速1.29m/s，满足规范要求的球墨铸铁输水管道的最大设计流速10.0m/s，满流时最小设计流速0.75m／s的要求。但泵扬程高，能耗大。
若选用DN450管道，管道阻力损失42m；满足重力流末端用户水压要求。管道流速1.02m/s满足规范要求的球墨铸铁输水管道的最大设计流速10.0m/s，满流时最小设计流速0.75m／s的要求。
若选用DN500管道，管道阻力损失24.9m；不满足重力流末端用户水压要求。
综合以上分析结果，满足末端水头的基础上，尽量减少工程投资，本段管道选用DN450管径。
四、管网附件及防护
主要包括闸阀、蝶阀、止回阀、排气阀、减压阀、放空阀、伸缩器等。这些设备的完好是保证管网运行畅通、安全供中水的前提。
阀门井设计
根据业主意见预留14处取水口，取水口建造阀门井。并在配水干管上重要位置设置阀门井，阀门井采用砖砌圆形阀门井。
排气阀井设计
由于配水管道距离长，管道起伏，故在管道上设排气阀，排气阀处建造排气井。
排泥阀井
由于管道起伏，中水中含有杂质，带有少量泥沙，在管网中低点设置排泥阀和排泥阀井。
（4）接口及基础
球墨铸铁管采用橡胶圈接口，一般采用天然地地基。过路、河管道采用焊接钢套管。
五、管道施工防护和工程量
施工开槽：有条件的采用明开法施工；在距已有建筑物较近时采用支撑法开槽。施工期间应作好沟槽降水，确保管道基础在地下水以上，不允许带水施工。沟槽回填应分层夯实，如沟槽位与道路以内，密实度要求达到道路设计要求。其余密实度要求在92%以上。