结合宁波市中心城区中高层住宅二次供水设施改造的实践，从改造方案优化设计的角度，分析了方案设计中存在的困难和问题，并就如何增强方案可行性、减少后期管理安全隐患、提升节能降耗效果等做了有益的探索和应用研究。
2015年4月，住房城乡建设部、国家发展改革委、公安部、国家卫生计生委联合下发了《关于加强和改进城镇居民二次供水设施建设与管理确保水质安全的通知》(城建〔2015〕31号)，为理顺二次供水管理体制这项水行业的顽疾再次补充了政策性的指导意见，也成为各地区亟待解决的重要民生问题。宁波市早于2007年就着手二次供水管理问题的调研，并于2011年开辟了“政府主导、企业参与、新老全面接收”的理顺二次供水管理新模式。通过几年实践，完成了264个中高层住宅小区二次供水设施的改造工作，投资近2.5亿元，受惠用户达9万余户。本文结合工程实践中遇到的改造方案编制问题，从推进工程实施、减少运行隐患、提升节能降耗效果等方面探讨方案的优化设计。
1编制原则
改造方案编制首要考虑的问题是如何在保障用户正常用水的前提下完成改造，既要考虑供水安全可靠性，符合国家及地方相关规范的要求，又要结合现场条件，综合考虑设备安装的空间位置及地基的承载能力、钻孔穿墙对房屋结构的影响、用户停水时间、设施节能和水质改善要求、工程投资等各个方面。另外，改造方案编制还需考虑用户长期以来形成的用水习惯，对于水压、水质等敏感问题应提前做好现状情况和用户需求调研。只有兼顾上述原则，才能使方案编制更具可行性。
2方案设计优化措施
2.1供水方式和系统分区选择
要通过宣传引导消除老百姓普遍认为的“二次供水改造就是要取消水箱(池)”的观点。一般情况下，新建小区供水方式的选择主要包括管网叠压(无负压)供水、水池+变频加压供水、水池+工频加压+高位水箱供水;系统分区包括设备分区和减压分区等。表1为宁波市各类接收小区的系统设置情况。
由表1可见，无负压、水池+变频、工频+高位水箱3种系统类型占设备总数的44.1%、53.6%、2.2%。改造小区由于现状系统设置及安装条件限制，其选择的余地并不大，3种主流供水模式分别占设备套数的50%、47.9%、2.1%。因此，在改造工程中，合理选择供水方式和系统分区非常重要。其主要原则包括：①在市政管网水力条件较好，水压、水量富余的地方取消水箱(池)，选择管网叠压供水方式;②楼层高度在25层以上或小区规模超过1000户，优先选用水池+变频加压供水和水池+工频加压+高位水箱供水;③尽可能采用设备分区，条件不具备时，宜采用立管减压分区。
2.2用水定额和进户水压取值
2.2.1用水定额
用水定额的取值，除了满足规范规定的取值范围外，长期以来采用套用经验值的做法。以宁波为例，住宅的最高日生活用水定额按照200 L/(人˙d)设计。由于老小区的入住率基本上趋于饱和或稳定，历年来的最高日用水量皆有据可查，因此在套用用水定额时，要改变长期以来套用经验值的做法，可根据调查小区用水量数据选择更符合实际的用水量定额标准，避免因用水定额取值偏大引起的设备低效运行或“大马拉小车”现象。根据宁波市264个小区改造情况统计，超过80%的小区最高日用水量低于设计标准。表2为8个入住率超过90%的典型小区日平均用水量和最高日用水量统计情况。
2.2.2进户水压
进户水压的设计，除了符合规范规定及地方要求外，还应考虑用户长期以来形成的用水习惯。在改造实践中，经常性接到用户关于进户水压低的投诉，而究其原因，主要有以下2点。
(1)减压阀的大量使用。
由于现场条件受限，使得设备分区很难在改造小区实现，而减压阀的大量使用易造成用户进水压力不足。图1为活塞式减压阀构造示意。
从减压阀的设计原理看，当减压阀处于工作状态时，根据阀两端的伯努利能量守衡方程式：
式(2)说明了减压阀设计和工作的原理，而hf与流经阀座端面和阀瓣之间的流速平方成正比。当减压阀后用水器具增多即流量增大时，局部水头损失增大，进户压力p2就大大减少。同时，由于减压阀前均配置了Y型过滤器，若未定期清洗也会造成局部水头损失增加而影响进户压力。
因此，如2.1节所述，在系统分区设计时，应遵循的先后顺序为：设备分区→立管减压分区→支管减压，同时对于楼层较高的小区可采用比例式减压阀和可调式减压阀组合应用调节进户压力。
(2)改造前后的压力变化。
由于部分小区改造前以牺牲泵房能耗为代价将出水压力调高，导致进户压力远远超出了标准规定，改造后为满足规范要求及节能降耗需调低供水压力，前后压力变化造成用户用水不适应及一些特殊用水器具的故障，从而引起被投诉。因此，在最不利点水压取值时，应充分考虑原泵房的供水压力及用户现状的进户压力，在规范允许范围内尽可能减少压力变化的幅度，尤其是直供区的设置，要慎之又慎。一些小区原来未设置直供区，改造后增设了直供区，出发点是为了改善水质、降低能耗，但改造后往往会出现用户普遍对供水压力不认可而引发群体性投诉。因此，即使要考虑直供区，也应做好并入加压区的接口预留及设备备用等应急措施。
2.3水箱控制运行优化
2.3.1水箱控制运行问题
传统的水箱(池)+变频加压供水方式主要存在3大问题：①水箱(池)容积设计偏大、未有效分隔导致水停留时间过长、水质变差，同时后期清洗时间长、水源浪费严重;②高位水箱与水泵联动设施及低位水池水力浮球阀均为易损部件，一旦产生故障，会导致水箱(池)溢流而损坏其他公共设施;③市政管网抢修后，因管网至泵房管道排污困难导致黄水进入水箱(池)内影响水质。
2.3.2优化控制措施
水箱(池)优化控制的主要措施包括：①水箱容积>40m3必须分2格，并能独立工作;水箱容积>80m3，宜设置2个独立水箱，并联进水，独立工作。主要解决新建小区入住率低引起的水质问题及水箱清洗工作带来的水量浪费和停水问题。②低位水池进水管上需安装电动蝶阀，与液位控制仪实现联动控制;高位水箱实施液位控制仪和浮球阀控制双保险。主要解决浮球阀或液位仪故障后引起的水箱溢水问题。③泵房进水管上安装不小于DN50的排污管，接至排污井附近。图2为水箱优化控制措施示意。
2.4生活和消防供水系统分隔
供水企业管水到户，势必要求生活和消防供水系统有效分离。在实际改造过程中完全分离的难度较大，其主要问题及解决措施包括：一是生活与消防系统完全混合供水的小区，宜将原泵房留作消防泵房，原计量总表改装为消防总表，生活加压泵房另行选址建设;二是屋顶消防水箱通过生活泵房加压供水的小区，宜在消防水箱进水管前安装倒流防止器及计量水表，并要求小区物业对消防水箱进水管改造进行验收并签字确认。实施改造时还应考虑以下几点：①安装消防计量水表后，应及时观察水表读数
以确认原消防系统是否存在漏水，以免产生水费纠纷;②倒流防止器应选择低阻力型，且宜安装在屋顶且排水便捷处，以防止泄水阀泄水漏入用户室内;③水泵扬程计算时应考虑倒流防止器正常水头损失，一般为3~5 m,以确保消防水箱正常进水。
2.5移表出户方案设计
一户一表、移表出户是二次供水改造的基本要求，也是二次供水改造工程的重点和难点，一旦操作不当，也极易使这项工程成为社会焦点问题，并成为二次供水改造工程顺利推进的瓶颈。移表出户需要把工地从室外转移至室内，并影响用户室内装潢，甚至要在用户家中穿墙打洞、敷设管道，其协调工作量和施工难度可想而知。为破解该难题，通过多次调研及方案论证，制定了“两套系统并存，室内明管安装，用户自行选择”的改造原则，并在联丰红楼、白云山庄等20个小区进行了成功试点，改造率均为100%。其主要措施包括：①紧密联系用户，充分尊重用户的合理意见，邀请用户共同编制室内管道改造方案;②针对不同用户的室内装潢情况，编制个性化的改造方案;③做好样板工程，实施方案公示，强化舆论宣传，有计划、有步骤推动工程组织实施;④大力推广远传抄表系统，拓宽方案编制的思路。
3结论
综上所述，理顺二次供水管理体制的核心在于已建小区改造政策和资金的落实，而落实已建小区的改造项目关键在于方案的优化设计。方案编制除了满足技术规范要求外，还应综合考虑小区现状条件限制、供水企业后期管理要求及用户的切身利益，同时应努力克服老小区竣工资料不全不准、各种障碍形成的施工图频繁变更等问题，只有统筹分析各种影响因素，不断优化技术参数和设计细节，才能真正成为改造施工的“灵魂”。
