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    供水管道漏水原因跟输配水管网管垢的形成

    发布者:航策建材 发布时间:2020-09-29

    其一、供水管道漏水原因
      城市自来水均通过管道输送到用户,供水管道是城市供水系统的基本设施,保障管道质量是实现水资源正常传输的必要措施,因此研究城市供水管道维修施工技术,对保证城市居民用水安全至关重要。
      造成漏水主要有下列原因:
      1、管材质量不佳
      我国城市供水较多使用铸铁管件和预应力混凝土管,少量使用钢管、石棉水泥管、塑料管和柔性铸铁管。铸铁管本身比较脆,再加上有的生产厂家又使用了强度较低的生铁,这些原因促使管子的强度较低。预应力管的质量问题则往往是设计生产过程造成的,如钢筋布置不当,保护层不合格等会使钢筋锈蚀,最后可能引起爆裂。
      2、接头质量不好
      这在我国可能是造成管道漏水的主要原因。当土壤有不均匀沉陷时,使水管在力学上变成一根很长(可能是几根水管或更长)的承重梁,在小口径水管则常产生环向断裂,大口径水管则容易造成大头处断裂。如接头是柔性的就能避免这种情况。在严冬水温降低时,水管收缩,如接头填料刚性过强粘结强度很大时可能使水管拉断或某个接头脱开一段距离,导致水管漏水。倘如接头能经受一定程度的纵向位移,就能避免这种情况。膨胀水泥和石棉水泥是刚性过强的接头方式,尤其以前者为甚。
      3、施工不良
      这也是造成水管漏水的主要原因之一,它表现为:(1)机械超挖,管基不好,沟底不平,使水管沉陷不均匀,导致接头损坏甚至管道折断。
      (2)敷土不实,会使管道受力不均匀,增加管道爆裂的可能。
      (3)支墩后座土壤松动,引起支墩产生位移。若管道位移较大,易使接头损坏或脱开。
      (4)接口质量差。如石棉水泥接口敲打不密实,橡胶就位不正确或不密实等。
      4、其他工程影响
      附近开挖灌渠、开挖深沟、打桩、拔桩、降低低下水位或推土等工程的施工过程,可能引起地下水管损坏,主要表现为:
      (1)附近开挖深沟。沟底越深,距离水管越近,水管上下土壤产生的沉陷量越大。
      (2)降地低下水位。不均匀的水位下降和不同的土壤条件,将使管道承受不均匀沉降的应力,导致管道接头损坏。
      (3)打桩和拔桩。打桩时,由于土壤挤压和振动会影响管道周围的土壤变形。一般在管道附近打深桩,易使管道向上(和偏桩的另一侧)向上凸起,引起管道损坏,拔桩可能引起相反的结果。
      其二、输配水管网管垢的形成
      所谓管垢,是指输配水管网在长期运行的过程中,由于发生腐蚀、沉积等作用,在管道内壁上形成了相对稳定的,以腐蚀产物以及沉积物等为主要成分的界面层。尤其是在水源切换之后,由于新水源的水质化学成分与原水源的变化和差异,对管道内壁已有的管垢稳定性产生了破坏作用,因而导致了管垢层中铁等腐蚀产物的释放以及水质的变化。研究管垢和水质恶化涉及的核心问题,主要包括以下几个方面。
      1、管网管材的选择
      管网在输配水的过程中,水体与管道会发生多重复杂的一系列反应,包括物理的、化学的和生物的反应。不同的管网管材存在不同程度的腐蚀隐患。目前常用的管材主要包括钢管、普通铸铁管件柔性铸铁管、塑料管、玻璃钢管、水泥管、铝塑复合管等,其中铸铁管和钢管占据绝大比例。对于金属管材而言,尤其是铁质管材,普遍存在腐蚀问题。腐蚀会带来一连串的影响和危害,如腐蚀产物的形成会改变水流的力学特性,增加管道阻力,严重时影响输水能力;由腐蚀所带来的管网漏失会引起水量的损失和水压力的失衡,对供水系统造成不良影响;腐蚀产物的溶出和释放还会引发水中有毒金属物质的积聚,如铅和铬等物质主要来源于腐蚀产物的溶出。同时,因为腐蚀作用所导致的水体浊度和色度的升高以及铁、铜和锌等金属元素的异味等会给用水居民造成感观的不悦,引起沾污衣物等后果,严重时将会影响居民身体健康。因而,对于输配水管网而言,合理地选择和使用管网管材对于安全供水意义重大。
      2、生物稳定性的影响
      在管网输配水的过程中,若水质的生物稳定性不高,进入管网后就会引起微生物的大量生长和繁殖,从而对水质造成诸多不利影响,例如产生难闻臭味、增加致病菌以及加剧管网的腐蚀等。根据国际上针对各类管材对管网生物膜产生影响的相关研究,可以发现,管网中水体的微生物主要来源于管网管壁上的生物膜,这些生物膜紧紧依附在管网管壁上,或者多存在于管道变径、转弯等位置。与这些生物膜的生长相关的因素主要包括微生物生长所需要的营养物质、合适的管材条件、适宜的水力条件、管网中微生物的本底含量以及消毒剂的种类和剂量等,这些影响因素相互影响和作用。因此,对于输配水管网而言,研究管网系统中微生物的生长情况,以及对潜在的生物稳定性风险开展客观评价对于安全供水意义重大。
      3、管网中消毒剂量的确定
      针对管网中的微生物安全性,人们最初普遍认为,在管网末端保持一定剂量的消毒剂可以有效灭活病原细菌。其实不然,由于在出厂水中仍然会残存未被灭活的细菌,在经过消毒剂的作用后,部分未灭活的细菌会进行自我修复,并重新生长。与此同时,由各种原因引起的难以避免的外源性细菌进入管网事件也会时有发生。在这种条件下,仅仅通过在出厂水中投加少量的消毒剂并不能够有效地控制管网中细菌的生长和繁殖。然而过量地投加消毒剂又会导致其他不利问题,如饮用水的感官性状由于药物而变差,以及备受关注的消毒副产物问题,如目前已有研究的三卤甲烷和卤乙酸等,这些物质的存在会严重影响用水居民的生存健康,会引发消化系统以及泌尿系统的不安全性。因此,对于输配水管网而言,微生物的稳定性以及消毒剂量对其有效的控制对于安全供水意义重大。
      4、水体中有机营养物质对于微生物的作用
      管网中细菌的生长繁殖受到水体中有机营养物质的重要制约。对于生长在管网中的细菌,即使在管网中保持较高浓度的余氯量,但只要在水中拥有充足的有机营养物质,细菌就仍可以在管网中进行生长和繁殖。在管网中存在的众多种类的细菌中,只有硫细菌以及铁细菌等少数菌种属于自养菌,其余大多数都是以有机营养物质为基质的异养菌。在管网水体中如果有机物的含量较高,则管网水中的生物稳定性就会较差,因而细菌就更容易在管网中不断生长繁殖,从而水体中的致病菌也可能随之产生。为了更准确地描述微生物的含量,又提出了AOC(生物可同化有机碳)和BDOC(水中可溶性有机物中能被异养菌利用的部分)两项水质指标,与消毒剂的投加剂量相结合,共同控制细菌等微生物在管网中的生长和繁殖。由此可见,管网中存在的有机营养物质是促进细菌等微生物在管网中生长和繁殖的主要因素,对其有效的控制对于安全供水意义重大。
      如上所述,管网内的腐蚀主要是由于金属管材与水中的物质发生反应,这些反应的产物经过长时间沉积在管网内壁表面,从而形成了管垢。