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    供水管道漏水原因跟輸配水管網管垢的形成

    發布者:航策建材 發布時間:2020-09-29

    其一、供水管道漏水原因
      城市自來水均通過管道輸送到用戶,供水管道是城市供水系統的基本設施,保障管道質量是實現水資源正常傳輸的必要措施,因此研究城市供水管道維修施工技術,對保證城市居民用水安全至關重要。
      造成漏水主要有下列原因:
      1、管材質量不佳
      我國城市供水較多使用鑄鐵管件和預應力混凝土管,少量使用鋼管、石棉水泥管、塑料管和柔性鑄鐵管。鑄鐵管本身比較脆,再加上有的生產廠家又使用了強度較低的生鐵,這些原因促使管子的強度較低。預應力管的質量問題則往往是設計生產過程造成的,如鋼筋布置不當,保護層不合格等會使鋼筋銹蝕,最后可能引起爆裂。
      2、接頭質量不好
      這在我國可能是造成管道漏水的主要原因。當土壤有不均勻沉陷時,使水管在力學上變成一根很長(可能是幾根水管或更長)的承重梁,在小口徑水管則常產生環向斷裂,大口徑水管則容易造成大頭處斷裂。如接頭是柔性的就能避免這種情況。在嚴冬水溫降低時,水管收縮,如接頭填料剛性過強粘結強度很大時可能使水管拉斷或某個接頭脫開一段距離,導致水管漏水。倘如接頭能經受一定程度的縱向位移,就能避免這種情況。膨脹水泥和石棉水泥是剛性過強的接頭方式,尤其以前者為甚。
      3、施工不良
      這也是造成水管漏水的主要原因之一,它表現為:(1)機械超挖,管基不好,溝底不平,使水管沉陷不均勻,導致接頭損壞甚至管道折斷。
      (2)敷土不實,會使管道受力不均勻,增加管道爆裂的可能。
      (3)支墩后座土壤松動,引起支墩產生位移。若管道位移較大,易使接頭損壞或脫開。
      (4)接口質量差。如石棉水泥接口敲打不密實,橡膠就位不正確或不密實等。
      4、其他工程影響
      附近開挖灌渠、開挖深溝、打樁、拔樁、降低低下水位或推土等工程的施工過程,可能引起地下水管損壞,主要表現為:
      (1)附近開挖深溝。溝底越深,距離水管越近,水管上下土壤產生的沉陷量越大。
      (2)降地低下水位。不均勻的水位下降和不同的土壤條件,將使管道承受不均勻沉降的應力,導致管道接頭損壞。
      (3)打樁和拔樁。打樁時,由于土壤擠壓和振動會影響管道周圍的土壤變形。一般在管道附近打深樁,易使管道向上(和偏樁的另一側)向上凸起,引起管道損壞,拔樁可能引起相反的結果。
      其二、輸配水管網管垢的形成
      所謂管垢,是指輸配水管網在長期運行的過程中,由于發生腐蝕、沉積等作用,在管道內壁上形成了相對穩定的,以腐蝕產物以及沉積物等為主要成分的界面層。尤其是在水源切換之后,由于新水源的水質化學成分與原水源的變化和差異,對管道內壁已有的管垢穩定性產生了破壞作用,因而導致了管垢層中鐵等腐蝕產物的釋放以及水質的變化。研究管垢和水質惡化涉及的核心問題,主要包括以下幾個方面。
      1、管網管材的選擇
      管網在輸配水的過程中,水體與管道會發生多重復雜的一系列反應,包括物理的、化學的和生物的反應。不同的管網管材存在不同程度的腐蝕隱患。目前常用的管材主要包括鋼管、普通鑄鐵管件、柔性鑄鐵管、塑料管、玻璃鋼管、水泥管、鋁塑復合管等,其中鑄鐵管和鋼管占據絕大比例。對于金屬管材而言,尤其是鐵質管材,普遍存在腐蝕問題。腐蝕會帶來一連串的影響和危害,如腐蝕產物的形成會改變水流的力學特性,增加管道阻力,嚴重時影響輸水能力;由腐蝕所帶來的管網漏失會引起水量的損失和水壓力的失衡,對供水系統造成不良影響;腐蝕產物的溶出和釋放還會引發水中有毒金屬物質的積聚,如鉛和鉻等物質主要來源于腐蝕產物的溶出。同時,因為腐蝕作用所導致的水體濁度和色度的升高以及鐵、銅和鋅等金屬元素的異味等會給用水居民造成感觀的不悅,引起沾污衣物等后果,嚴重時將會影響居民身體健康。因而,對于輸配水管網而言,合理地選擇和使用管網管材對于安全供水意義重大。
      2、生物穩定性的影響
      在管網輸配水的過程中,若水質的生物穩定性不高,進入管網后就會引起微生物的大量生長和繁殖,從而對水質造成諸多不利影響,例如產生難聞臭味、增加致病菌以及加劇管網的腐蝕等。根據國際上針對各類管材對管網生物膜產生影響的相關研究,可以發現,管網中水體的微生物主要來源于管網管壁上的生物膜,這些生物膜緊緊依附在管網管壁上,或者多存在于管道變徑、轉彎等位置。與這些生物膜的生長相關的因素主要包括微生物生長所需要的營養物質、合適的管材條件、適宜的水力條件、管網中微生物的本底含量以及消毒劑的種類和劑量等,這些影響因素相互影響和作用。因此,對于輸配水管網而言,研究管網系統中微生物的生長情況,以及對潛在的生物穩定性風險開展客觀評價對于安全供水意義重大。
      3、管網中消毒劑量的確定
      針對管網中的微生物安全性,人們最初普遍認為,在管網末端保持一定劑量的消毒劑可以有效滅活病原細菌。其實不然,由于在出廠水中仍然會殘存未被滅活的細菌,在經過消毒劑的作用后,部分未滅活的細菌會進行自我修復,并重新生長。與此同時,由各種原因引起的難以避免的外源性細菌進入管網事件也會時有發生。在這種條件下,僅僅通過在出廠水中投加少量的消毒劑并不能夠有效地控制管網中細菌的生長和繁殖。然而過量地投加消毒劑又會導致其他不利問題,如飲用水的感官性狀由于藥物而變差,以及備受關注的消毒副產物問題,如目前已有研究的三鹵甲烷和鹵乙酸等,這些物質的存在會嚴重影響用水居民的生存健康,會引發消化系統以及泌尿系統的不安全性。因此,對于輸配水管網而言,微生物的穩定性以及消毒劑量對其有效的控制對于安全供水意義重大。
      4、水體中有機營養物質對于微生物的作用
      管網中細菌的生長繁殖受到水體中有機營養物質的重要制約。對于生長在管網中的細菌,即使在管網中保持較高濃度的余氯量,但只要在水中擁有充足的有機營養物質,細菌就仍可以在管網中進行生長和繁殖。在管網中存在的眾多種類的細菌中,只有硫細菌以及鐵細菌等少數菌種屬于自養菌,其余大多數都是以有機營養物質為基質的異養菌。在管網水體中如果有機物的含量較高,則管網水中的生物穩定性就會較差,因而細菌就更容易在管網中不斷生長繁殖,從而水體中的致病菌也可能隨之產生。為了更準確地描述微生物的含量,又提出了AOC(生物可同化有機碳)和BDOC(水中可溶性有機物中能被異養菌利用的部分)兩項水質指標,與消毒劑的投加劑量相結合,共同控制細菌等微生物在管網中的生長和繁殖。由此可見,管網中存在的有機營養物質是促進細菌等微生物在管網中生長和繁殖的主要因素,對其有效的控制對于安全供水意義重大。
      如上所述,管網內的腐蝕主要是由于金屬管材與水中的物質發生反應,這些反應的產物經過長時間沉積在管網內壁表面,從而形成了管垢。