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要：近些年来,建筑给排水的最大热点是新型管材的广泛应用。传统的镀锌钢管和普通排水铸铁管由于易锈蚀、自重大、运输施工不便等原因被取而代之。目前, 建筑给排水常用管材主要有塑料管,金属管和复合管三种。现在就常用管材的一些特性,优缺点,使用范围做一简要论述。关键词：建筑给排水 管材 塑料管 金属管 复合管1.塑料管塑料管是合成树脂加添加剂经熔融成型加工而成的制品。添加剂有增塑剂,稳定剂,填充剂,润滑剂,着色剂,紫外线吸收剂,改性剂等。常用塑料管有:硬聚氯乙烯管(PVC-U),高密度聚乙烯管(PE-HD), 交联聚乙烯管(PE-X),无规共聚聚丙烯管(PP-R),聚丁烯管(PB),工程塑料丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等。塑料管的原料组成决定了塑料管的特性。塑料管的主要优点:(1).化学稳定性好,不受环境因素和管道内介质组分的影响,耐腐蚀性好。(2)．导热系数小,热传导率低,绝热保温,节能效果好。(3).水力性能好,管道内壁光滑,阻力系数小,不易积垢,管内流通面积不随时间发生变化,管道阻塞机率小。(4)．相对于金属管材,密度小,材质轻,运输,安装方便,灵活,简捷,维修容易。(5)．可自然弯曲或具有冷弯性能,可采用盘管供货方式,减少管接头数量。其主要缺点:(1).力学性能差,抗冲击性不佳,刚性差,平直性也差,因而管卡及吊架设置密度高。(2).阻燃性差,大多数塑料制品可燃,且燃烧时热分解,会释放出有毒气体和烟雾。(3).热膨胀系数大,伸缩补偿必须十分强调。所以,在推广塑料管的同时,还需要发展技术克服其缺点。 塑料管性能 物理性能：塑料管的物理性能和铝塑复合管,钢管,铜管比较见表1:表1物理性能 单位 PVC-U PE PE-X PP PB ABS 钢 铜 密度 g/cm 导热系数 w/mk 50 400 热膨胀系数 mm/m°C 弹性模量 MPa 3000 600 600 210000 110000 拉伸强度 MPa 40 25 >25 28 17 40 700 150 硬度 R 120 70 100 60 230HB 使用温度 °C 0-60 -60-60 -60-95 -20-95 -20-95 -20-80塑料管的物理性能影响管道的方式,用途,补偿措施和管道保温等方面。如:(1).PVC-U、PP、ABS的力学性能相对较高, 被视为“刚性管”,明装较好。反之,PE、PE-X、PB作为“柔性管”适合暗敷。(2).塑料管的使用温度及耐热性能决定了PVC-U,PE,ABS仅能用于冷水管,而PE-X,PP, PB则可作为热水管。当建筑物有热水供应系统且冷热水采用统一管材时耐热性能成为主要指标。(3).塑料管因热膨胀系数高,在塑料管路中尤其是作为热水管,采用柔性接口，伸缩节或各种弯位等热补偿措施较多。其中以PE,PP等聚烯烃类为最。施工安装时如果对此没有足够重视,并采取相应技术措施,极易发生接口处因伸缩节而拉脱的问题。(4).由于导热系数低,塑料管的绝热保温性能优良进而可减少保温层的厚度甚至无需保温。当不同塑料管之间绝热性的比较除导热系数外,还同它们各自的管壁厚度有关。 承压性能:承压性能所涉及的内容是在一定条件下塑料管材能够承受的内压力和恒压下的破坏时间。从而确定与之有关的设计参数以及对管材的质量进行评价和监控。一般进行两项试验:液压试验和长期高温液压试验。 各种管材的承压性能见表2表2管 材 工作压力/MPa 试样试验压力/MPa 接头密封试验/MPa 爆破压力/MPa UPVC 42/h De≤90，4．2PNDe＞90，3．36PN PEX ℃常温 ABS 4～8 PB 1．6～2．5／冷水热水 PP-RPP-C 常温℃ 20℃，11h，16MPa80℃，48h，℃，170h， HDPE 热水冷水 卫生性能:理化卫生指标。其中PE,PE-X,PP,PB和ABS易达标。而PVC-U管材在生产时应使用无毒PVC树脂和卫生及稳定剂才能满足卫生性能的要求。 给水塑料管的应用结构形式单一,材料品种众多且性能各异.常用给水塑料管的特点列表如下:表3品种 优 点 缺 点 连接方式 PVC-U 抗腐蚀力强，易于粘合，价廉，质地坚硬 有UPVC单体和添加剂渗出，不适用于热水输送；接头粘合技术要求高，固化时间较长 粘合、螺纹 HDPE 韧性好，较好的疲劳强度，耐温度性能较好；质轻，可挠性和抗冲性能好 熔接需要电力；机械连接，连接件大 挤压夹紧、热熔合、电熔合 PEX 耐温性能好，抗蠕变性能好 只能用金属件连接；不能回收重复利用 挤压夹紧 PB 耐温性能好，良好的抗拉、压强度，耐冲击，低蠕变，高柔韧性 国内还没有PB 树脂原料，依赖进口，价高 挤压夹紧、热熔合、电熔合 PP-R 耐温性好 在同等压力和介质温度的条件下，管壁最厚 热熔合 ABS 强度大，耐冲击 耐紫外线差，粘接固化时间较长 粘合、螺纹、电熔合一般情况聚氯乙烯管由于价格低廉,在不考虑水质影响,在冷水供水系统属于首选管材,而当温度较高时,可选用聚乙烯管或交联聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管。 排水塑料管的应用材质单一:硬聚氯乙烯结构形式多样:芯层发泡管,空壁管,螺旋管,芯层发泡螺旋管,空壁螺旋管。其存在的一些问题:(1).热膨胀系数大,需设置伸缩补偿装置来解决。(2).刚度小,平直性差,需加密管卡、支架、吊架来解决。(3).耐热性差,软化温度低,需限制排水温度,限制使用场所和控制与热源的距离来解决。(4).阻燃性差,在穿越楼板、上人屋面的屋面板、防火墙、管道井井壁处需设置阻火圈和防火套管来解决。(5)抗机械冲击性差,需强化施工技术,精心施工来解决。(6)隔声性差,塑料管的噪声大于铸铁管,管道明装且管道位置靠近卧室时,问题尤为突出。降噪的方式,提高管道材质的隔声效果,芯层发泡管空壁管是基于这一思路而开发的；降噪的另一方式是改变水流条件,螺旋管是基于这一思路而开发的。将两种方式结合起来的思路是芯层发泡螺旋管和空壁螺旋管的开发。相同条件下,不同结构形式的排水塑料管,其噪声测定结果:普通管>芯层发泡管>空壁管>螺旋管排水塑料管的应用是在取代普通排水铸铁管的工作上进行的。目前,排水塑料管已可在建筑高度为100m以下的建筑物内使用,但各地区的进展很不平衡。当建筑高度大于、等于100m的高层建筑和不适宜采用排水塑料管的场合,可采用柔性抗震排水铸铁管。[next] 2.金属管 镀锌钢管镀锌钢管的被取代既不意味金属管被取代,也不意味镀锌钢管在整个建筑给水领域被取代。镀锌钢管由于价格低廉、性能优越,防火性能好,使用寿命长等优点,还将在消防给水系统,尤其是自动喷水灭火系统中应用.而塑料管(承压小)则不应在消防给水系统和生活-消防,生产-消防共有系统中应用。 铜管金属管中最具优势的是铜管,铜管应用较久,优点较多,管材和管件齐全,接口方式多样,较多的应用在热水管路中,目前存在的主要问题在于铜的折出量容易超标。 铸铁管给水铸铁管与钢管相比有不易腐蚀、造价低、耐久性好等优点，适合于埋地敷设。缺点是质脆、重量大、长度小等。连接方式一般采用承插连接。卡箍式铸铁排水管是一种新型的建筑用排水管材，60年代开始进入国际市场，经过几十年的推广和应用，这种管材已得到国际上的普遍认可。这种管材与传统的承插式铸铁排水管道相比有许多优点，是一种更新换代产品，但由于这种管材及配件价格相对较贵，所以在国内一直未能得到普及推广。 其它:不锈钢管也受到工程技术人员的青睐,有关方面正从减少壁厚,降低价格方面着手,以利于推广。铝合金管是铝厂向给排水行业推出的新品种。镀镍钢管是和镀锌钢管性质最近,而耐腐蚀性能远远超过镀锌钢管的新颖管材,在解决了降低镀层费用和管材断口处施工现场上镍工艺后,有望在一定范围内得到采用。涂塑钢管则是在金属管材中前景看好的一种管材,且管道布置和敷设、接口方式和施工安装均与镀锌钢管相同,是这种管材最容易被接受。由于其涂层薄、价格低,也最容易被推广。3.复合管:复合管包括衬铅管、衬胶管、玻璃钢管。复合管大多是由工作层(要求耐水腐蚀)、支承层、保护层(要求耐腐蚀)组成。复合管一般以金属作支撑材料，内衬以环氧树脂和水泥为主， 它的特点是重量轻、内壁光滑、阻力小、耐腐性能好；也有以高强软金属作支撑,而非金属管在内外两侧,如铝塑复合管，它的特点是管道内壁不会腐蚀结垢，保证水质；也有金属管在内侧,而非金属管在外侧,如塑覆铜管,这是利用塑料的导热性差起绝热保温和保护作用。根据金属的材料可分为:(1).钢塑复合管(2).不锈钢-塑复合管,塑覆不锈钢管(3).塑覆铜管(4).铝塑复合管，交联铝塑复合管(5)衬塑铝合金管应该说复合管材是管径≥300mm以上给排水管道最理想的管材。它兼有金属管材强度大,刚性好和非金属管材耐腐蚀的优点。但它又是目前发展较缓慢的一种管材。这是因为：（1）.两种管材组合在一起比单一管材价格偏高。(2).两种材质热膨胀系数相差较大,如粘合不牢固而环境温度和介质温度变化又较剧烈,容易脱开,而导致质量下降。复合管的连接宜采用冷加工方式,热加工方式容易造成内衬塑料的伸缩、变形乃至熔化。一般有螺纹、卡套、卡箍等连接方式。由于复合管尚属新型管材，我国还未有统一的设计、施工及验收规范。设计及施工人员往往套用镀锌管的工艺来进行设计与施工，故在此不作一一赘述。
目前，常用于我国城市污水处理的方式为集中污水处理系统和传统的三格式化粪池。其它的处理构筑物也都是大同小异的，主要的流程不外乎如此：污水收集设施［包括污水管道、雨水管道、工厂排放水管道等］-->污水提升泵站-->格栅拦截-->沉砂池-->初沉池-->曝气池、厌氧池等核心处理工艺流程-->二次沉淀池-->排水管道或渠排入水体[①]其中核心处理流程可分为一级处理和二级及以上的深度处理。深度处理流程主要有好氧处理流程、厌氧处理流程及两者相结合的处理方法。目前，好氧处理方法有SBR工艺、UASB工艺、氧化沟、氧化塘等工艺，在曝气池里充入空气或氧气，让好氧细菌除去污水中的有机物杂质；厌氧处理流程主要有厌氧流化床、两相厌氧发酵、厌氧滤池等利用厌氧菌进行厌氧发酵的方法除去污水中的有机物的；另外常用的还有像A20及其变种的工艺流程都是好氧处理和厌氧处理相结合的处理流程，其处理效果往往比单一的处理方式好得多。深度处理构筑物不外乎以下几种：曝气池、厌氧池、氧化塘、厌氧反应器及特殊的除磷脱氮设备，或者是它们的变种工艺，但是处理原理都是大同小异的。随着人们对环境污染越来越严重这一状况的认识和对加强环境保护意识的加强，现在大多数城市都纷纷建设了污水处理厂，处理流程也由简单的一级处理升级为二级或更深度的处理。但是对于大中型城市来说，普启遍还是采用集中处理的方式。一个污水处理厂处理的污水面积都很大，这就需要用提升泵站将远处的污水提升到污水处理厂进行集中处理，这些污水提升泵站不仅要保障所有污水都要提升到污水处理厂，还要适应污水量变化的要求，一般其流量都是很大的，输送的路程也很远，再者污水管道一般都埋设较深，泵站需要有很高扬程，电耗十分可观。电费是污水提升泵站的主根能耗，输送路程越远，电价越高，像武汉的龙王嘴污水处理厂就设有五个污水提升泵站，将附近很大面积的污水汇集起来，其流量还是不大，目前正在扩建的工程处理流量也才15万吨城市污水处理出水的再生利用在我国，花费大量投资建设了城市污水处理厂，但经过处理后的再生水并没有得到充分利用，在城市污水处理决策中应充分考虑污水的再生利用。发展再生水在农业灌溉、绿地浇灌、城市杂用、生态恢复和工业冷却等方面的利用。城市污水再生利用，应根据用户需求和用途，合理确定用水的水量和水质。污水再生利用，可选用混凝、过滤、消毒或自然净化等深度处理技术。因此，缺水城市和水环境污染严重的地区，在规划建设远距离调水之前应积极实施城市污水再生利用工程，同时做好非投资性或低投资性的节水减污工作。城市污水再生利用规划建设要依照客观需要和实际可能的原则，按照远期规划确定最终规模，以现状水量及用水需求为主要依据确定实施规模。城市污水再生利用技术选择与工程实施要考虑国情、实际条件和用户需求，城市污水再生利用规模、处理程度、处理流程、输水方式、再生水质、使用用途的选择上，既要满足要求，又要经济合理。目前城市污水再生利用应着重于农业灌溉、市政杂用、景观水体、生活杂用、工业冷却、生态环境和补充地表水。但是，城市污水再生过程和再生水的使用应确保公众和操作人员的健康安全，以及周边的环境安全，尤其要有效地控制病原菌的污染和传播。再生水使用应满足国家和地方有关污水再生利用的水质标准和规定，处理工艺的选择，尤其是工艺的可靠性和安全性的保障，应经过严格的专家论证、评估和主管部门的批准。在污水处理流程中，各个污水处理构筑物的节能途径很多，下面就污水处理流程中各个构筑物的节能方法。污水提升泵站节能途径。将现有的集中式污水处理改成分散式处理，并充分利用一级处理后的中水，可以减小城市污水处理厂的压力，更可以大大减少深度处理所需的费用。同时污水提升泵站的水量也会适当减少，甚至可以取消，全部采用分散处理模式。污水处理厂只负责处理工厂附近、污水量大的用户排放的污水。格栅的节能途径。尽量将污水处理设备安装在地势较低的地方，可以减小提升泵的功率。污水经过格栅的时候可以凭借其较快的流速通过栅条，必要时再用提升泵将污水提升至沉淀池。曝气设施的节能途径[③]。不管是好氧处理还是厌氧处理设施，其能耗都是非常大的。因为我们必须要用电力设备将空气充入到污水中，但是我们可以采用多层好氧过滤的方式减小这一能耗开支。好氧过滤的各个滤层的厚度的材料都是不相同的，实现的过滤效果也大相径庭。好氧过滤具体的方法是：污水经过格栅拦截之后，即可以直接进入第一层好氧过滤层，第一层好氧过滤层的孔隙是很大的，一般用粗大的砂石铺垫，主要去除污水中大的悬浮物并通过水流在砂石中紊动的流动将空气中的氧气混入污水中。然后污水进入第二层好氧过滤层，这一层的砂石粒径相对较小，污水在这一层的停留时间相对较长，主要是好氧微生物对有机物的氧化过程，在这一好氧滤层里，很容易生成生物膜，类似于生物膜的处理。如果污水的有机物的含量不是很高的话，处理水已经基本达到了排放的标准了，也可以将处理后的水收集起来作中水使用。如果污水的有机物含量很高的话，可以让污水继续进行下一层的好氧过滤，滤层的孔隙也将更小，处理时间更长，效果也更好。在这一层中，由于污水的停留时间较长，对污水中的N和P也有较好的去除效果。进行好氧过滤处理的排放水已经可以达到排放的要求，没有必要设置二次沉淀池进行泥水分离。这种处理流程适用于建设在河湖的旁边，有利用处理水的就近排放，而且可以不用清水管道或管渠即可。
“污水零直排区”建设——学习内容 摘要:城市污水管网是城市重要的基础设施,由于受城市建设、经济条件和管理方式的制约,我国城市污水管网的建设和管理一般相对滞后,其建设和管理中存在的问题也日益突出。关键词:污水管网建设管理 城市污水管网是城市重要的基础设施,是污水收集和集中处理的关键,是污水处理保护水资源和改善环境的必要手段。由于受城市建设、经济条件和管理方式的制约,我国城市污水管网的建设和管理一般相对滞后,其建设和管理中存在的问题也日益突出,这些问题集中表现在污水管网与污水厂不配套、设计过于保守、污水厂进水浓度过低、排污来源不清、雨污不分流不彻底、养护不到位等方面,而如何解决这些问题是也是我们当前必修面对和思考的。一、科学严谨的排水专业规划对城市污水管网的建设具有重要指导意义 当前城市建设规划先行已成为共识,一般也都有排水专业规划,但是正向一句调侃语“计划没有变化快,变化没有规划快”所表达的,有些规划还是缺乏严谨性和科学性,其一是存在着换个领导换个思路,已完成的规划也要重来,规划没有连续性;其二是规划大而虚,规划深度不够,可操作性不强;其三,同一城市或区域规划不统一,专业规划与总体规划不协调,缺少一盘棋意识;其四,规划不严谨,存在规划中和设计中已经明确污水管道随路建设,但个别部门因为工程投资等问题随意取消污水管道或污水支管的实施,道路或周边 建筑建成后给后期污水管道的实施带来较大难度,甚至可能改变区域污水管道布局。对此,应建立统一协调机制,尽可能有一个责任主体负责修订专业规划,扩大规划的范围和深度,突出规划的整体性、系统性和严谨性,深入研究新城区的建设、老成区的改造、城区内化工企业废水排污管理规划、医药行业废水管理规划、城郊乡镇的排污管理规划、区域小型污水处理设施应用等课题,根据水质污染状况、城区污水排放状况和治理情况、城乡经济发展状况的要求,制定出年度实施规划。统筹规划区域污水治理的全局,特别是城郊之间、城区之间、城区与开发区的统筹规划,尽量避免出现空白区域或死角。进一步研究老城区污水截流、工业污水治理的途径,不断提高污水的收集率和处理效率。规划一经通过,应确立其强势的指导地位,由规划、建设部门通过行政手段确保其顺利实施。 二、进一步加强对污水管网工作的统一领导,实现统筹兼顾和可持续发展 三、多渠道筹集资金,加快污水管网的配套建设 四、重视老城区排水管网建设和管理,合理实施污水的截流改造与分流改造 五、全面调查管网现状,明确产权管理,落实责任与目标,有效发挥现有管网的效能 污水管网属于地下设施,管理维护存在一定难度,一般都存在污水管网的现状不清的情况,这主要是多头建设和管理造成的,使一些已建设管网处于无人管理的状态,甚至出现一些建设单位也无法说清 管线建设位置、是否并网、管径多大、是否存在断头或封堵的情况。这些都给后续的管理带来一定的难题,使得建成的管网无法发挥应有的作用,同时也给统筹规划带来不利影响。 要解决这些问题应协调相关建设部门收集竣工资料结合现场勘察等措施,尽量摸清管网现状,进一步明确污水管网产权管理的范围,按照规划打通关键节点使得建成的污水管线能组网运行,充分提高污水收集、输送的效率。同时根据现状情况逐步建立一套管网设施的评价标准,制定不同的管养维护或更新标准,在经济、合理的前提下管养工作。 六、加强源头管理,结合排水许可制度逐步建立重点排污户档案 在污水管网的运行中经常会遇到偷排和超标排放的问题,遇到这种情况一般在查找污染源的时候都比较困难,可能对污水管网和污水处理厂的运行稳定造成严重,特别是合流制截流式管道还可能对河道造成污染,造成污染事故,因此应积极推广建设项目综合验收,在现有综合验收的基础上逐步建立污水接管审核、备案和许可制度。通过对排污用户排水水质、排污量、排污口设置、特征污染物等情况的了解逐步建立排污档案,并根据排污量和污染物特点建立排污户分级制度,针对不同级别的排污用户实行不同的管理措施,从而实现污水排放的源头控制,进一步保障污水管网设施和处理设施的稳定运行。 七、重视污水管道养护,加大污水管网养护的投入,切实加强现有设施的维护管理 目前城市污水管网重建设轻管理的情况还普遍存在,在污水管网 养护方面的投入相对较少,造成养护手段单一,已有管网的维护管理或者维护管理力度不够,方法不对,没有采用必要的检测手段,没有形成科学、系统、周期性的机制,造成管网存在较多病害,例如日常清淤多以人工为主,增加工人劳动强度,同时也容易发生安全事故;管道发生堵塞,堵塞位置及情况不清,疏通手段有限;管道破损维护不及时,维修方法单一。随着我国的下水道普及率及城市化进程的提高,管道老化和破损的现象也会越来越多,为了避免管道损坏给人们带来的各种损失和不便,需要有计划地对管道进行养护,定期检查和维修。其中最重要的是加强新技术的推广和应用,改变原有的排水管网的管理和养护理念,让养护维修和管理手段逐步向机械化过渡,不断采用新工艺和新技术,有效提高排水管网的工作效率,创造更大的社会、环境和经济效益,这也是整个排水行业发展的必然趋势。 八、规范污水管道施工企业的施工行为,严格工程竣工验收和项目移交的管理 众所周知,在污水管道的施工中还普遍存在一些质量通病,例如施工单位随意更改施工图纸;竣工图纸与施工实际不相符;管道接头质量不好,存在脱节和移位等清苦;为通过闭水试验或止水在检查井内乱设封头;拆除封头不彻底,打开一个小洞了事;道路基层施工时将石块或灰土填入检查井,甚至将检查井铲平,覆盖在道路基层一下;检查井基础后周边土方回填随意造成检查井沉降明显等等。这些情况都给污水管网的安全运行和养护管理待来严重隐患,因此必须加强污水管道的施工行为的管理,特别是随道路或其他市政工程配套的 污水管网更应该引起重视,在产权移交时接收单位应要求移交提供竣工资料,现场校核竣工图纸和闭水试验的准确性,并抽干或降低检查井内水位(管口至少露出1/3),全面检查井内和管道的施工质量,是否有封头、淤塞等情况,对于存在问题的应不予接受,直至整改达标。 九、污水管网的运行、维护的市场化管理也是一种发展趋势 随着近年污水处理的产业化的发展,城市污水处理厂纷纷面临改制,这就使厂网分离形成一种必然,目前一般的形式是污水处理厂由项目公司负责运行,而管网则由政府设立专门机构或由市政管理部门负责管理,在当前精兵简政的大前提下增设一个负责建设、运行、维护、管理的综合机构是不和适宜的。因此,主管部门可以尝试将污水管网及污水泵站的运行管理、巡视、维护等具体行为委托给更专业的公司承担,主管部门则可以以较少的人员,在深化管理和细化服务方面投入更大的精力,实现降低运行成本和提高社会效益的双赢。 结束语 城市污水管网是城市重要的基础设施,污水管网的建设和管理是城市发展必须面对的课题,其建设和管理中存在的问题也值得研究方向,值得广大建设和管理者深入探讨和思考。 文字内容转自互联网
水是生命之源，水是人类的渴望，水是关系国家安全的重大战略问题。但是，我们偏偏缺的就是水。缺水，是不争的无奈。 ——因为缺水，多少沃野绿洲变成浩瀚的戈壁，我们的先人不得不无数次背井离乡，迁涉远土。 ——因为缺水，我们曾不得不动员起全家的男女老幼，拿起那所有可以使用的坛坛罐罐去四处抢水。然而长久以来，我们最不尊重的、无节制开发的、大大方方浪费的、明明白白污染的、无时不刻跑冒滴漏的也是水。用水者从来很少问起：自来水——你从哪里来？所以，我们不得不再次拿起“节水光荣，浪费可耻”这个口号，去唤醒人们的觉悟。应该说，自然因素造成的水资源不足状况，我们无法在整体上改变，但人为因素加剧的缺水，则可通过努力使之缓解。这个努力，就是大力提倡节水和治污，这是我们在改变缺水状况的努力中能够做到也必须做到的事情，关键在于——节水，要从我做起，要从每一个用水人做起。节水，是因为缺水据多年记载，全国670多个城市中，约有400个城市常年供水不足，其中有110个城市严重缺水，年缺水量达60多亿立方米，由于缺水每年影响工业产值约2000多亿元，许多城市在天旱时被迫定时限量供水。问题的严重性更在于——水源极为紧缺。我国是世界上最贫水的13个国家之一，人均水资源量不足2300立方米，只相当于世界人均的1／4，且时空分布严重不均。从时间上讲，北方各省（市、区）全年降水主要集中在7、8、9三个月，其余时间则多旱少雨；从空间上讲，南方多北方少，北方人均水资源更低，不足2000立方米，有些省份甚至低于500立方米。按照国际公认的标准，人均1750立方米为用水紧张线，1000立方米为生存基本线。足见我国水资源短缺的状况是十分突出的。问题还在于，随着工业化、城镇化、现代化水平的提高，城市群的继续增加，城镇规模的不断扩大，城市用水的比重还要逐步上升，城市缺水的矛盾将会愈加突出。就我省来讲，陕西是水资源严重短缺的省份之一，人均水资源占有量1266立方米，仅为全国人均量的1／2，世界人均量的1／8。按耕地面积计算，亩均水资源量860立方米，仅为全国亩均量的44％。陕西南北狭长，水资源分布很不均衡，水土组合极不合理。秦岭以南土地面积占全省的37％，而水资源量占全省的71％，秦岭以北地区面积占全省的63％，而水资源量仅占全省的29％。特别是经济比较发达、城市群相对集中、人口占全省60％、耕地面积占全省55％、工农业产值占全省80％以上的关中地区，人均水资源量仅388立方米，为全省人均量的30％，不到全国人均量的1／6，约为世界人均量的1／26，与已经出现水资源严重危机的北方几个省市人均量相当。其次，我省水资源年际、年内变化十分悬殊。据水文资料记载，我省地表径流在丰水年可达800亿立方米以上，而枯水年则不足280亿立方米，丰枯比达3：1。水资源年内分布也很不均衡，7—10月占全年径流量的60—70％，而其余8个月径流量仅占全年的30—40％。除此而外，我省以干旱缺水为主要特征的灾害十分频繁。据对1371年至1990年的620年历史记载分析，发生1—2年以上大范围持续干旱290次，平均两年一次。其中1950—1990年发生不同级别的旱灾37次，平均年一次，年平均成灾面积超过1300万亩。进入90年代以来，我省干旱缺水的形势更加严峻，1994年—1995年全省发生的特大干旱，仅夏秋两季受灾面积就超过5000万亩，严重干旱2800万亩，绝收510万亩。长期的干旱缺水，不仅造成农业大面积减产，而且致使全省各城市均经历了长达20多年的大面积水荒，对工业生产、城市生活和社会稳定产生严重影响。由此不难看出，水资源短缺已成为制约陕西经济社会发展的重要因素。不仅如此，随着我省城市化步伐不断加快，城市经济快速发展和社会事业不断进步，城市人民生活水平的提高，城市缺水的矛盾将会愈加突出。因此，在认真做好城市供水工作的同时，突出节水和水污染防治工作显得十分重要，且任务艰巨，责任重大，意义深远。节水，治污回用是根本出路水资源的短缺，用水量的不断增加，本身就是一对难以化解的矛盾，而对水的浪费和污染，有如雪上加霜，使矛盾更加突出。水污染在我国已十分严重。城市污水排放量从1990年的近180亿立方米增加到现在的约360亿立方米左右，其中生活污水近80％未经处理直排水体。我国有％的城市河段受到中度或严重污染，118个大城市中％的城市地下水受到不同程度的污染。我国的一些城市虽然水源充足，但由于污染的加剧，可资利用的却很少，成为缺水型城市。“守着江河缺水喝”，是我国许多城市面临的窘境。可见，水污染加剧了水资源的短缺，使有限的水资源不能得到充分利用，使可以再利用的水资源不能进入再利用的良性循环。节流、治污、开源，这三方面措施是相互影响、相互作用的。“节流”是由我国贫水的基本水情决定的，必须放在优先位置。“治污”具有保护水资源、改善水环境，增加供水量的多重效益，是解决城市缺水问题的根本出路。“多渠道开源”的内涵除了合理适度开发地表、地下水资源外，还包括雨水利用、海水代用、海水淡化和污水资源再生利用等，而污水资源的再生利用应当成为“开源”的主要途径。也就是说，城市水资源利用要治污为本，这是保护供水水质、改善水环境的必然要求，也是实现城市水资源与水环境协调发展的根本出路。首先，工业污水防治要进行战略转变。我国长期以来实行的末端处理、达标排放为主的工业污染控制战略，现已被国内外证明是耗资大、效果差、不符合可持续发展的战略。专家指出：污水防治应实行从以末端治理为主向以源头控制为主的战略转变。那就是，淘汰物耗能耗高，用水量大、技术落后的生产工艺，推行“清洁生产”，在生产过程中提高水的利用率，实行中水处理，进行循环利用，减少污水排放量，逐步做到零排放。这样既减少了污染，又节约了水资源，降低了成本，提高了利润，达到经济效益和环境效益“双赢”。其次，要下大气力提高城市污水处理能力，切实重视城市生活污水的再生利用。目前城市生活污水排放已是我国城市水的主要污染源，城市生活污水处理是当前和今后城市节水和城市水环境保护工作的重中之重，这就要求我们要把处理生活污水设施的建设作为城市基础设施的重要内容来抓，而且是急不可待的事情。一是要按照保本微利原则尽快提高污水处理费征收标准，使污水处理设施的建设和营运具备能够偿还投资贷款、维持日常运营费用的运行机制。污水处理费对设施运行成本补偿不足，是导致我省城市污水处理设施建设缓慢、污水处理能力严重滞后的重要原因，所以，调整污水处理费势必成为发展污水处理产业的关键所在。污水处理回用是解决城市生态环境用水和工业、服务业用水最有效、最廉价的手段；提高污水处理回用率，是改变水质型城市缺水状况，避免远距离调水导致城市用水价格大幅度上涨的根本措施；污水处理回用这一可靠的水资源也是城市长期、稳定、可持续发展的最重要条件。因此，应该把污水处理工作摆在城市基础设施建设的重要位置，将污水处理费的调整，优先于供水价格的调整。二是要建立稳定的污水处理设施专项投资渠道，同时引入市场机制，构筑多元化的投融资渠道，加快污水处理设施建设的步伐。提高城市污水处理率，需要的不仅仅是建设污水处理厂的投入，而且还需要建设形成拦截汇集污水的完整的管网系统，甚至其所需的投资量，远远大于污水处理厂建设本身。因此，必须建立一个稳定规范的财政注入资金的渠道，加大投资力度。同时，还必须积极引入市场机制，吸纳集体、个人、外商投入城市污水处理设施的建设和营运，并建立完善的投资回报机制和完整易行的处理回用、销售收费规则，以对各种社会资金产生一定的吸引力。节水，价格调整不容回避如果说有什么能让全民都关心节水问题，那就是水价。长期以来，我国一直实行福利性水价，水价之低，对节水十分不利。一方面令人对水的珍惜只停留在口头上，而不切实体现在行动上；另一方面，低水价造成城市供水和治污投入不足，既限制了供水事业的发展，也限制了污水的循环利用。因此用调整水价的方式，建立一套符合市场经济发展要求的水价形成机制和管理机制，逐步提高城市供水价格，促进全社会节水，已势在必行。水不是“取之不尽，用之不竭”的，它是一种再生能力很低且具有很高价值的资源和商品，运用经济杠杆原理促进人们节水，既符合商品经济原则，又保护和节约了水资源，是一举多得的事情。水是商品这种认识，过去在人们的头脑中是没有的。正因为如此，才出现了管理上的低水价和普遍存在的水资源浪费现象。水价改革涉及面广，直接关系到人们的切身利益和承受能力，并不是一个单纯的提价问题。因此，如何改革，成为大家密切关注的焦点。《十五计划纲要》中提出“建立合理的水资源管理体制和水价形成机制”，为水价的改革确定了目标。城市水价改革的方向，是要逐步实行容量和计量相结合的两部制水价制度及阶梯式计量水价，建立完善的、合理的水价形成机制。在将定额内用水价格逐步调整到位的同时，拉大定额外用水和定额内用水的价差，实行超额累进加价收费制度，使超额用水付出更高的经济代价。实行这种政策，有两个好处，一是水费不会成为低收入居民太大的负担；二是利用价格杠杆促进节水。兄弟省市和国外的实践证明，这种办法是完全可行的，关键是应该在“合理”上下功夫，过低的水价是赔本生意，是最不合理的。节水，应用节水型器具是关键节水是一项艰巨复杂的工程，但又必须从微小处着手，从点点滴滴开始，这正应了那句“不汇涓滴，无以成江海”的话。所以涉及千家万户的节水型器具的开发、推广、应用就势必成为城市节水的关键。城市供水和使用过程中，跑冒滴漏现象十分严重。据调查资料显示，住宅楼平均耗水的20％是由于流失而损失的，10－15％是由于剩余水未重复利用而损失（如洗过衣服的剩余水可用于拖地、冲厕，洗过菜的剩余水可用来浇花等），若能使用节水型器具和重复利用剩余水，使这些损失减少一半，则每年全国就可节约几十亿立方米的高质量可饮用水。据有人试验发现，水龙头以每秒一滴的速度滴水，35分钟就可损失240毫升的净水，这样一年就要滴掉36吨净水。事实上，这样的龙头在千家万户中确实不少，甚至在公共场所的一些龙头还长年淌水，却无人在意。为了推广新型节水器具和节水新技术，有关方面做了大量工作，使这些器具和技术在节水中发挥了作用。国家和我省每年都公布一批定点节水产品，并且明文规定新建、扩建、改建项目必须使用节水器具。北京在2000年出台了26项节水措施，其中包括：强制淘汰螺旋式升降铸铁水龙头，出资4000多万元向居民发放200万只节水龙头；强令洗车场必须使用自动循环水设施，采用循环水洗车后，有的洗车点一个月的水费只有90元。据悉上海、南京、济南等市也已经禁用9升座便器，推广使用6升座便器，并强制使用节水龙头。尽管各方开始积极推广使用新型节水器具和节水新技术，但这些器具和技术的普及，并在节水中发挥明显作用的情况还未出现，于是形成了“叫好不叫座”的尴尬局面。老式马桶和水龙头仍在广泛使用，传统的洗车方法仍随处可见。对这种现象的形成原因进行分析，归纳起来，有以下几点： ——节水意识不强，对使用节水器具和技术缺少足够的认识和热情。 ——水价过低导致新型节水器具和节水新技术缺乏市场。 ——相关政策不够有力，不够配套，奖罚不分明。 ——旧的器具和技术使用的面广量大，淘汰较难，“三同时”落实未被重视。 ——节水器具价格较高，影响了群众的购买和使用。针对这些问题，国家有关方面正在积极制定对策，以使城市节水工作更进一步开展。“强化城市节水工作，强制淘汰浪费水的器具和设备，推广节水器具和设备，加强节水技术、设备的研究开发和节水设施的建设”是《十五计划纲要》中提出的目标和要求。节水器具是节水的硬件，可以有效遏制水的浪费，因此它的尽快推广使用，是符合国家和人民群众的根本利益的。这是城市节水工作的关键所在。节水，呼唤法规的完善自九十年代初以来，国务院批准颁布了《城市节约用水管理规定》、《城市供水条例》，建设部与国家经贸委、国家计委联合制定发布了《节水型城市目标导则》等政策规定，我省也先后出台了《陕西省水资源管理条例》、《陕西省取水许可制度实施细则》、《陕西省城市市政公用设施管理条例》等项地方法规。这些法规政策对城市节约用水的开展起到了积极的推动作用。但是，这些政策法规和标准规范大多是原则性和指导性的，对于技术性较强的城市节水工作来讲，力度还尚不够。节水工作的实践，呼唤法规政策的尽快完善和细化，使节约用水成为各行各业和每个城市居民必须遵循的一项法律制度。据悉，国家有关方面和我省已经和正在抓紧制定完善以下三个方面的政策法规和标准规范：一是制定并实施节水型用水器具的强制性标准。这项标准将明确规定城市所有新建、改建和扩建房屋中，必须采用节水型用水器具，无论是建设单位还是建筑设计单位，违反规定继续采用国家明令淘汰的卫生洁具和配件的，要按照有关规定严加惩处。还规定要限期完成现有公共建筑和各单位房屋建筑中不符合节水要求的用水器具的更换改造，并采取积极措施，鼓励和引导居民尽快更换现有住宅中不符合节水要求的用水器具。二是制定城市自来水管网漏失率的控制标准和检测规范。这一规范要求进一步深化城市供水企业经营管理体制改革，强化成本约束力度，促进供水企业加强对自来水管网的日常检测维护，尽快将管网漏失率降低到控制标准之下；对漏失率在15％以上的，要限期整改。“十五”期末，所有大中城市运行使用年限超过50年的供水管网，必须全部完成更新改造。三是研究制定城市居民生活用水定额标准。制定这一标准的目的，不是要限制居民正常的用水需求，而是要通过定额管理这样一种手段，促进人们转变在多年低水价情况下形成的粗放型用水习惯和观念，增强全民的节水意识，树立正确的用水观念。节水，从我做起人们是否具有节水意识，对节水工作的顺利开展至关重要。当前人们的节水意识如何？毋庸讳言，现在人们的节水意识还相当淡薄，水的浪费现象还比比皆是。相当数量的人对水的认识仍然停留在“自来水”的水平上，即认为水是不尽不竭的，没必要为浪费一点水而大惊小怪，甚至认为水不是“贵如油”，而是“淡如水”。另外一些人虽然认识到水的宝贵，但对水资源短缺的紧迫性认识不足，节约用水仍然没有成为他们的自觉行动。为什么在开展节水工作已20年后的今天，人们的节水意识仍然这么淡薄，水的浪费现象还这么严重？这是因为，其一，生活在城市里的人们，很少有缺水的切身感受，对广大消费者来说，很少考虑到长远，既无近忧，又无远虑。用水对他们来说，的确是举手之劳的事情，其体验一直停留在开龙头和关龙头这个再简单不过的动作上，至于开辟水源的艰苦，制水净水的复杂过程和投入巨资解决城市用水的豪大工程，他们要么不闻不问，要么知之很少。那么，他们节水意识的淡薄也就不足为怪了。其二，以往我们的节水宣传，仅仅依靠媒体的小篇文章上，既无“家喻户晓”式的宣传，又没有行之有效的强制措施，对培养良好的节水习惯尚不能起到直接的作用。其三，还应该看到，良好的习惯和意识是逐步形成的，节水意识的形成和提高也是这样，它是一个过程，需要一定的时间。那么，怎样加强人们的节水意识呢？我们不可能人为地让人人都去切身感受缺水的恐慌，也不能无止境地去等待人们自己提高，因此，只能在节水意识的强化上下功夫。除过提高水价、征收污水处理费、核定生活用水定额、超定额累进加价等重要的、一定要用的经济手段外，还应切实重视宣传、教育和监督工作。采取各种动人、有效的形式，加强水资源严重短缺的国情教育和宣传，使全体公民掌握实情，掌握科学的用水知识，树立正确的水观念，增强全社会对水的忧患意识，懂得保护水资源、水环境是每个公民的义务。转变落后的用水观念和习惯，把节水变成每个人的自觉行为和责任，还要注意培养少年儿童从小懂得节水和我要节水的原本意识。只要人人都“从我做起”，节水、惜水、爱水的前景将会灿烂无比。节水，要从每一个人做起。
新型排水管材应用研究一、概况 根据建设部《关于发布化学建材技术与产品的公告》精神，应用于排水的新型管材主要是塑料管材，其主要品种包括：聚氯乙烯管（PVC－U）、聚氯乙烯芯层发泡管（PVC－U）、聚氯乙烯双壁波纹管（PVC－U）、玻璃钢夹砂管（RPMP）、塑料螺旋缠绕管（HDPE 、PVC－U）、聚氯乙烯径向加筋管（PVC－U）等。HDPE管由于其特殊的结构与性能，较小的投资，在排水管领域内倍受青睐。因此对新型排水管材的研究以HDPE管为主。 研究的主要内容包括：新型排水管材的内容及分类；物理力学指标；工程应用研究；施工安装、使用与维护管理等。期间进行了资料收集、工艺应用计算及研究、学习参观考察、产品理化性能测试、施工安装、使用与维护管理等研究工作，而且经过努力，顺利地将HDPE管、PVC－U等新型排水管材进行了工程的推广应用，取得了较好的效果，为在q市推广使用新型排水管材开了个好头，赢得了良好的社会效益和环境效益。 二、项目的目的、意义及内容 1.项目的目的、意义 目前，国内排水管材大多数采用钢筋混凝土管，钢筋混凝土管作为排水管使用存在着许多弊端： （1）理化性能不稳定，使用寿命短； （2）综合经济指标高； （3）其生产不符合节能环保政策。 因此，淘汰混凝土管，推广使用塑料管材作为其更新换代产品更加具有重要的意义。高密度聚乙烯中空壁缠绕管（简称HDPE）作为塑料管材中的佼佼者由于其特殊的结构与性能，较小的设备投资，在排水管领域内越来越受到青睐。 目前随着全国各地城市基础建设投资力度的不断加大，新型管道生产企业的不断涌现以及生产能力的不断扩大，必然会在全国掀起“管道革命”的热潮。建设部即将出台政策法规，在全国范围内禁止使用水泥管作为排水、排污管道。因此市场对复合管材的需求将急剧增大。 q市的经济发展水平一直居于省的龙头地位。城市基础建设投资的力度呈加速态势。这为q市的城市建设水平以及新型建材的开发、推广、使用水平提出了更高的要求。因此，开发新型排水管材并尽快地进行推广使用，提高技术及经济性指标，满足可持续发展方针的需要，早日为q乃至全国的城市建设发挥其应有的作用，具有非常重要的意义。 2.研究内容 （1）新型排水管材的内容及分类 （2）物理力学指标 （3）工程应用研究 （4）施工安装、使用与维护管理 三、国内外发展现状 上海市早在1998年以沪建材98第0511号文规定：淘汰水泥管（混凝土管），推广使用塑料管。北京市为迎接2008年奥运会，正准备淘汰水泥排水管，并计划在“十五”期间总投资2800亿元用于市政建设，其中800亿用于市政排水管网建设及污水处理。西方发达国家早在上个世纪八十年代已开发出了替代产品－塑料管材，并极力推广使用。HDPE由于其特殊的中空壁结构，使得管材比重减轻，环刚度增强，而且设备投资也较小，因此在排水管领域内越来越受到青睐。特别是在德国、韩国和日本，大口径排水管中，HDPE缠绕管的使用率分别为60％，75％和90％。韩国政府今年又拨款一兆四千亿韩元，用于HDPE中空壁缠绕管替换水泥管的工程。因此，本课题以HDPE中空壁缠绕管作为研究重点。 四、主要内容 （1）排水管材的分类 市政工程用排水管按其管材特性可分为刚性管和柔性管（塑料管）两大类。 刚性管包括铸铁管、混凝土管、陶制管等，均为传统材料制作的管道，优点是刚性好，环刚度较高，但防腐性能差，用作排污管道需做特殊防腐处理，使用寿命一般为10~20年不等。最大的缺点是易破碎（铸铁管除外），渗漏严重，易造成二次污染。 塑料排水管按其管壁结构可分为实壁塑料管和结构塑料管两大类。实壁管有硬聚氯乙烯管、玻璃钢夹砂管和PE管，结构壁管分为单/双壁波纹管、加筋管和缠绕管三大类。 （2）物理力学指标 管材特性： （1）结构独特，强度高，抗压耐冲击 （2）内壁平滑，摩阻低，过流量大 （3）耐腐蚀，无毒无污染，环保性突出 （4）连接方便，接头密封好，无渗漏 （5）重量轻，施工快捷，降低费用 （6）埋地使用寿命达五十年以上 管材物理性：（见下表）序号 项 目 单 位 性能指标 1 密度 G／cm3 — 2 热膨胀系数 Cm/cm℃ 11×10-5 3 抗拉强度（230） Mpa 21—24 4 弹性模量 Mpa 552—758 5 软化温度 ℃ 126 6 脆化温度 ℃ -70 （3）工程应用研究 用途： HDPE中空壁缠绕管的主要用途可包括： （1）水利工程、自来水工程输水 （2）市政工程雨水、污水排放 （3）工业废水排放、小区排水 （4）盐业输卤、渔业输水 （5）矿井、建筑物内通风系统 （6）电线、电缆护套 我们研究的重点主要是用于市政工程的雨污水排水管。 工程推广与应用 研究伊始，我们便致力于开展HDPE中空壁缠绕管的工程推广与应用的工作，作了大量的调查研究和推广论证工作。一年多来，经过主管部门、业主、设计院和生产厂家的共同努力，我们顺利地将HDPE管、PVC－U等新型排水管材进行了工程的推广应用，在h湾改造工程、砂土路改造工程的k路、a路、t路、g路采用了HDPE管；在砂土路改造工程中的y路、h采用了PVC－U管，都取得了较好的效果，为在q市推广使用新型排水管材开了个好头，赢得了良好的社会效益和环境效益。 （4）施工安装、使用与维护管理 由于HDPE管材本身的特性，以及推广初始阶段不为大多数人所了解，HDPE排水管在施工安装、使用与维护管理的许多方面都与传统管材有较大出入，带来了许多新的问题，同时也给人们对HDPE管材的接受和使用带来了心理疑虑和障碍，主要包括： 1.管道之间的连接，即接口形式； 2.管道与检查井的连接； 3.沟槽开挖与基础处理； 4.回填与管道抗浮； 5.管材环刚度的确定与选用； 6.相关标准与技术规程的不尽完善，等等。 根据我们对HDPE管的研究以及在推广使用过程中的总结，针对以上各方面内容，特提出以下几点： 1. 管道之间的接口形式建议使用密封胶圈柔性接口，不推荐使用热缩套连接。 2.由于材料的收缩率不同，HDPE管道与砖混检查井的连接处易导致渗漏，建议采用防水翼环，防水翼环可与不同管径的HDPE短管连接好后，直接用水泥砂浆浇注成砌块，在砌检查井时可根据流水底高，直接砌入，省时省力。从远期考虑，应注重塑料预制检查井的应用研究与推广。 3.在地下水位较高、流沙等不良地基处施工，应开挖一段、施工一段并迅速回填，注意防止管道的上浮、偏移与下窝，一旦发生，必须返工。 4.目前管道的规格一般仅有4KN/M2、8KN/M2两种，规格系列不够丰富，应进一步细分，以节省成本，提高管材的价格竞争力。 5. 应尽快出台相关的国家标准与技术规程，以利推广。 五、原材料及环境保护 高密度聚乙烯中空壁缠绕管的主要原料是PE（聚乙烯），原料可以全部国产化。 本项目在生产中无废水、废气、烟尘排放，无振动，车间内噪音在80dB以下，厂房外噪音60dB以下，不对环境造成污染。 六、市场预测 城市排水设施是现代化城市不可缺少的重要基础设施，是城市正常运转的必要条件，城市排水设计水平的高低是一个城市现代文明的重要标志。 与发达国家甚至国内先进城市相比，q市的城市排水设施水平较为落后，主要体现在管材的使用上。虽然q市的排水体制是雨污分流制，但在管材的使用尤其是新型管材的使用上，却非常保守。近年来虽然q市排水基础建设项目较多，但所应用的管材却仍多为陶瓷管、混凝土管，鲜见新型管材的工程应用。这与q市飞速发展的经济状况是极不相称的。因此，应借鉴国内外先进城市的做法，逐步淘汰水泥管（混凝土管），大力推广使用新型管材。 根据《国家化学建材产业“十五”计划和2015年发展规划纲要》：塑料管的推广应用主要以UPVC和PE塑料管为主，并大力发展其它新型塑料管。2005年，在全国新建、改建、扩建工程中，建筑排水管道70%采用塑料管，建筑给水和热水供应管道60%采用塑料管，电线护套管80%采用塑料管，建筑雨水排水管道50%采用塑料管城市供水管道（DN400mm以下）50%采用塑料管，村镇供水管道70%采用塑料管，城市排水管道30%采用塑料管，城市燃气管道（中低压管）20%采用塑料管。 根据《q市市政建设“十五”计划及2010年发展规划》：“十五”期间，q市新、翻建市区雨、污水管道的投资为亿元；2006~2010年，将新建、翻建雨、污水管网约100km，投资为亿元。另外随着全国城市排水建设、污水处理及中水回用等投资力度的不断加大，q市本地以及全国市场对新型排水管材的需求将急剧增大，市场前景极为广阔。 七、技术经济比较 中空壁缠绕排水管与与水泥排水管相比较： 具有寿命长、无渗漏、通流量大、施工方便、工种综合费用节省等优势，列表分析如下： 1）以Ф600mm管为例，性能比： Ф600mm中空壁排水管（S≥8KN／m2） Ф600mm水泥管 产品性质 柔性管 刚性管 使用寿命 50年以上 20年 产品价格 490元／m 元／m 工程综合造价 元／m 元／m 结构 受一定外压会弹性变形，但不会破坏 铺土不平造成管子破损 运输施工 重量轻、连接方便、搬运简便，／m 弯曲分歧困难，笨重（260kg／m），施工耗力耗财，费用昂贵 连接方式 收缩模连接，塑料焊接加工连接 凹凸企口结合用水泥 理化性能 耐冲击、耐腐蚀、不漏水，耐寒性高，耐磨性强、寿命长 重量重，耐冲击低，受压易破损、漏水，耐化学性能差 破损率 柔性管，无破损 15％ 发展趋势 建设部大力推广使用，市场呈上升趋势 落后淘汰，面临禁止使用 （注：工程综合造价一栏数据由上海市政提供） 八．结论与建议 1.与传统管材相比，新型塑料管材无论从技术性能指标、施工安装工艺还是综合经济比较，都是传统管材所不能比拟的。 2. 在各种新型管材层出的今天，应尽快地出台相应的规章条文，对新型管材进行推广使用，并限制使用传统管材。 3. 尽快地制订各种新型管材的行业规范及施工安装规范，以提高其技术及经济性指标，满足q市可持续发展方针的需要。仅供参考，请自借鉴。希望对您有帮助。
《人类寿命极限与好水》编写：田桂发、姚茂洪依水而生，伴水而在，随水而长。从单纯依赖自然赋予的水资源，到能动地改造利用水资源，反映了古代人类从生存到发展的文明历程。而从利用自然，改造自然的社会实践中产生的文化正是基于这段文明的历程得以产生且取得长足的进步。可以说，中华文化的早期发展史，也就是一部壮美的"河流文明"发展史。中国水文化积千年之精华，深深地植根于中华民族的沃土之中，成为民族文化和民族精神的重要组成部分。水不但影响着人的精神，还给人以美的快感、美的享受。崇尚自然、追求自然之美是华夏民族最重要的审美特征之一，长期与青山绿水的和谐共处，不断陶冶和强化着人对中国大自然的亲和感和审美意识，水以其深厚的文化底蕴滋润着人们的心灵，对水的认识和感悟。古往今来皆曾以"水"为载体而被表达得淋漓尽致。我国古代的思想家们往往能从水性和治水活动中得到修身、养性、处世之道，并升华为治国安邦等博大精深的思想文化。细读中国的经典文学，几乎无水不写，写则涉水。当年，子在川上曰："逝者如斯夫！"，表达的是生命易逝、年华不再的慨叹心理。【唐】李白不满现实所发出的"抽刀断水水更流，举杯消愁愁更愁"，表露的显然是如水流般的长恨情绪，而此情在【唐】后主李煜的笔下又化为"问君能有几多愁，恰似一江春水向东流"这样的千古绝唱等等。除了那些文人墨客、政治家、思想家以水抒情感叹外所有人都知道的一个真理,那就是《水》是生命之源……。一：生命的诞生生命的起始从受精卵的分裂形成开始，每个人的诞生都源于精子和卵子幸运的邂逅彼此的结合，就是这枚结合后形成的受精卵在之后的十个月，彷如超新星爆炸，开始增殖、分化和发育并最终形成平均直径在10—20微米共约40万亿~60万亿个细胞 —— 你将经历成长成才恋爱婚姻、生老病死，你所经历的一切，也是你细胞的一切，你所曾经的拥有，也是你细胞的拥有当你从懵懂的婴儿长大成茁壮的青年，你的细胞也正是强大之时，当你承受生活的磨练，岁月的流逝你的细胞也终将走向衰亡，到最后完全消失，生命也就走向了终点。细胞在人体中拥有重中之重的核心地位，基因和蛋白的功能实现离不开细胞提供的稳定微环境，器官和人体的良好运转更是由细胞这一最小单位支撑。谁不想健康成长，幸福老去可现实却让我们疾病缠身，痛苦万分，有人认定基因突变是癌症的罪魁祸首，有人以为恶劣环境、垃圾食品是亚健康的最大诱因，有人认定疾病是遗传因素的天生注定，还有人以为病痛是吸烟酗酒等后天人为。不可忽视细胞作为一个功能整体的影响力量，正常细胞与异常细胞之间的差异，不仅是细胞核之间存在的简单差异，而是细胞整体以及细胞之间错综复杂的关联作用，细胞损伤，累及着器官的损伤，细胞衰老，终造成人体的衰老，个人的诞生与发育来源于细胞，个人的健康与疾病根源于细胞，归根结底一个人就是结胞的聚合体。二：生命的极限1，巴风系数英国的一位生物学家，巴风在进行了大量针对性的研究后，根据哺乳动物的平均的寿命和生长周期，推算出了巴风系数，即动物的生长周期和平均最大寿命的之间的比例，这种比例在野生动物中普遍存在，特别是哺乳动物，所以在人类身上也应该有一定的可能性，动物普遍可以达到生长周期的5~7倍，比如狗生长期2年，寿命可以达到十到十五年，猫咪就要短一些1年半，它们的平均寿命在八至十年。由此可以推断，人类的寿命大约在一百至一百七十五岁，可惜的是很少有人能达到这个寿命，就算到了一百多岁，也已经老得不成样子了，巴风认为，这和人类肺活量不如动物大，饮食不够均衡，还有内心因素有关。2，海弗里克上限莱纳得·海弗里克，是一位著名的老年学专家，1961年他用人类表皮细胞作为实验对象，让表皮细胞自然的分裂，直到铺满培养皿，再把一部分细胞移植到另外一个培养皿中，观察细胞分裂的上限，大约在50次后，细胞就停止了分裂，这也证明人类细胞的分裂次数是有限的，这个上限就被称为海弗里克上限。其次就是端粒，端粒是存在于人类DNA上的一段生物酶，在每次分裂后就会减少，人体内只有无限分裂的癌细胞没有端粒，端粒的存在也就代表，人体终会有衰老的一天，或许在科技的帮助下可以延长，但是也不能阻止细胞和dna的分裂停止，人体细胞的分裂周期为年，结合上面的50次分裂极限，可以推断人类大约的寿命在120岁左右。3，生命周期算法来自俄罗斯的科学家穆尔斯基提出了一个不同于上面两种的观点，但是得到的结果却大同小异，他认为，人类的生命周期有确切的时间——的倍数。从人类的诞生周期和妊娠天数266天，为基础乘以得到的时间大约等于一个孩子从出生再到11岁，而11岁正是一个人一生中身体最脆弱的时间，因为儿童时期结束，青春期尚未到来，在11岁乘以就等于167年。综上所述，三种算法得到的人类极限寿命都在110岁到170岁之间，而现实中，有记录的长寿老人的寿命也基本都在130岁左右，或许在不进行人工干涉的情况下，这就是一个人能达到的寿命极限了。这样的结果让人有些沮丧，毕竟人类达不到传说中的长寿，人体的极限寿命远远比我们想象的要短。三：自由基、活性氧、氧自由基的概念。及自由基对人体的危害氧自由基是健康长寿的杀手，其过氧化杀伤主要是破坏细胞膜的结构和功能，破坏线粒体，断绝细胞的能源，毁坏溶酶体，使细胞自溶。氧自由基的化学性质是很活跃的，能够攻击细胞膜上的脂肪酸产生过氧化物；过多的活性氧自由基会导致人体正常细胞和组织损坏，从而引起多种疾病。自由基[1]，化学上也称为“游离基”，是含有一个不成对电子的原子团。由于原子形成分子时，化学键中电子必须成对出现，因此自由基就到处夺取其他物质的一个电子，使自己形成稳定的物质。在化学中，这种现象称为“氧化”。我们生物体系主要遇到的是氧自由基，例如超氧阴离子自由基、羟自由基、脂氧自由基、二氧化氮和一氧化氮自由基。加上过氧化氢、单线态氧和臭氧，通称活性氧。体内活性氧自由基具有一定的功能，如免疫和信号传导过程。但过多的活性氧自由基就会有破坏行为，导致人体正常细胞和组织的损坏，从而引起多种疾病。如心脏病、老年痴呆症、帕金森病和肿瘤。此外，外界环境中的阳光辐射、空气污染、吸烟、农药等都会使人体产生更多活性氧自由基，使核酸突变，这是人类衰老和患病的根源。经过世界各国研究表明自由基的种类很多，并且大多数是瞬间产生的。对人体产生重大影响的有5种：①超氧化物自由基：最早也是最多的自由基；②过氧化氢：产生破坏性极大的羟基自由基；③羟基自由基：最活跃的自由基；主要会造成体内脂质过氧化而破坏细胞，也会和糖类、氨基酸、磷脂质、核酸、有机酸等任何生物体内的物质反应，特别是和DNA中的嘌呤、嘧啶作用，导致细胞死亡或突变；④单腺态氧：体内稳定的氧受紫外线照射后会产生大量不稳定的单腺态氧，单腺态氧和氯反应，造成自由基物或脂质氧化；⑤过氧化脂质：是许多自由基物反应后的产物，且多半发生在细胞膜上，导致细胞膜失去功能或死亡，另外也会直接和蛋白质核酸作用，导致细胞甚至器官的病变或死亡。我们知道，细胞经呼吸获取氧，其中98%与细胞器内的葡萄糖和脂肪相结合，转化为能量，满足细胞活动的需要，另外2%的氧则转化成氧自由基。由于这种物质非常活跃，几乎可以与各种物质发生作用，引起一系列对细胞具有破坏性的连锁反应。在一般情况下，细胞不会遭到这种分子杀手的杀害，这是因为我们人体细胞存在着大量氧自由基的克星——抗氧化剂，比如，脂溶性的维生素E、水溶性的维生素C及一些酶类等等，这些天然的抗氧化剂能够与氧自由基发生氧化还原反应，使氧自由基被彻底清除，而只有在某些情况下，氧自由基才会致细胞甚至机体于死地。当人体遭受外伤、中毒或者是大手术流血过多等重创的时候，组织处于缺氧状态，能量代谢发生障碍，细胞色素氧化酶无力将氧还原成水，氧原子便会被夺去一个电子，由无害的氧变成具有杀伤力的活性氧自由基。氧自由基的过氧化杀伤，主要是破坏细胞膜的结构和功能，破坏线粒体，断绝细胞的能源，毁坏溶酶体，使细胞自溶。同时它对人体的非细胞结构也有危害作用，可以使血管壁上的粘合剂遭受破坏，使完整密封的血管变得千疮百孔，发生漏血、渗液，进而导致水肿和紫癜等等。同样，当供应心脏血液的冠状动脉突然发生痉挛的时候，心肌细胞由于缺氧而发生一系列的代谢改变，心肌细胞内抗氧化剂含量减少，使生成氧自由基的化学反应由于缺氧而相对加快，在冠状动脉痉挛消除的一刹那，心肌细胞突然重新得到血液的灌注，随之而来有大量的氧转化成氧自由基，而同时由于抗氧化剂的相对不足，不能够清除氧自由基，结果使具有高度杀伤性的氧自由基严重损伤心肌细胞膜，大量离子由心肌细胞内溢出，而后者可以扰乱控制心脏搏动的电流信号，引起心室颤动，从而导致死亡。人之所以会老化、体力衰退、皮肤失去光泽及弹性，除了年龄是无法抗拒的因素外，主要的即是体内自由基过多，年轻时体内有较好的中和系统来排除自由基，降低它所造成的伤害；然而随着年龄增长，人体修复自由基的能力也随之下降；若未能及时补充抗氧化物，细胞就开始损伤，疾病于是产生，越来越多的证据显示，体内自由基含量越高，寿命越短。四：人体细胞正负电位失衡所造成的影响 细胞膜外为正电位，膜内为负电位。正常情况下，膜内的负电位始终高于膜外的正电位，从而维持着细胞的正常生理功能。如果电位失衡：1、导致细胞呼吸作用低下，不利于细胞吸收营养，排泄废物。2、导致神经失调，更年期障碍以及高血压，动脉硬化，心脑血管疾病，神经痛，肝功能下降，胃肠病，还会出现雀斑、细纹及老化现象。3、导致不安、失眠、眩晕、情绪不稳、记忆力下降等。4、细胞电位失衡会导致细胞失去活力，免疫功能下降直至细胞衰亡。五：稳定微小分子团水对细胞的重要性我们都知道水分子是H2O,既两个氢原子和一个氧原子组成。科学家应用核磁共振技术观察到水中水分子之间的结构。普通地表水的氧谱半峰宽度（17O-NMR在130—150赫兹）每个水分子团有13—16个水分子组成，称为大分子团水。世界卫生组织规定，小于100赫兹以内每个水分子团有5—7水分子组成，称为小分子团水。水是以分子团的结构存在的，研究发现水分子团越大活性越小，这种水也越不好喝，不易吸收，而且存在胃肠和肾脏中，产生腹胀和浮肿的现象。而水分子团越小活性越大，这种水也好喝，喝了软滑、口感好、微微甘甜、具有洁净、含氧量越高，它能去除有机物，去除治病毒素，去保留有机矿物质，活化等特性，喝后不产生饱胀感，促进生命活力。 科学家研究证明，大分子团水由13-16个H2O组成(如河水、湖水等地表水，其17O-NMR130Hz以上。)，它不能直接通过生物细胞膜2nm的水通道，只能依靠细胞的“胞吞”和“胞吐”作用，实现细胞的内外水交换，维持细胞的新陈代谢。微小分子团水由5-6个H2O组成，其17O-NMR低于60Hz，水分子团直径约为，可直接通过生物细胞膜2nm的水通道，将营养物质送进细胞内部，将细胞内部的代谢废弃物带出来。这种新颖的细胞内外水交换方式，大大促进了细胞的新陈代谢，对生物的茁壮成长和寿命提高会带来了颠覆性变化而通过量子技术、高频电子、物理磁场、多级过滤、活化等高级处理后的稳定微小分子团水更具有优良的品质，根据权威测试结果：《康诺三生水》品牌的稳定微小分子团水PH值为≤呈弱碱性，用美国安捷伦DD2－600MHz超导核磁共振谱仪检测（氧17谱半峰宽)为:55Hz赫兹。水体中的氢浓度含量为大于1200ppb,负电位OR为 ﹣250～﹣500mv,可以作为“医疗级辅助饮用水”。是一款值得推荐的“好水”值得一提的是，人的健康长寿不仅与喝好水密切相关，同时还与洗漱、沐浴等休戚相关，不良的用水会通过人体皮肤和口腔粘膜严重伤害你的健康。六：正确饮水对人体的帮助“饮用水专家李复兴教授呼于：多喝水、会喝水、喝好水。”您知道该喝什么样的水吗？ 水是生命之源，人体的70％是由水分构成的。水在人体中既是溶剂、 清洁剂、润滑剂，又是冷却剂、缓冲剂。因为水的存在，营养输送、 食物消化、体温调节、废物排泄、体液循环等人体生命过程才得以顺 利进行。人一旦脱水，就会造成便秘、皮肤干燥、疲劳、饥饿、头痛、 头昏眼花、肺部、尿路感染、关节僵硬等各种病症。 为保证正常的生理代谢，一个人每天必须饮用适量的水。 不过，有专家指出，由于人们的饮水方式不当，忽视饮水安全， “生命之源”目前正在吞噬人们的身体健康。据联合国有关机构的统 计数据显示，人类所患疾病 的80％与饮水不当有关。像拉肚子、 微量元素缺乏、痢疾，甚至癌症等疾病， 都可因长期饮水不当引起。 水对人至关重要，然而人们却不知道该怎样饮水、饮什么样的水， 以致惹病上身。那么，如何才能做到正确喝水，喝正确的水呢？ 最好喝 弱碱性带稳定的微小分子团水 ，水可分为两大类：一种是含矿物质的水，这种水由于水中带有矿物质不宜加热，否则加热后的矿物质会生成新的氧化物和化合物对人体健康不利，所以这类水适合直饮。笫二种就是纯净水了，由于纯净水不含任何矿物质，所以加热后也就不会生成新的化合物了，所以纯净水适合煲汤、泡茶、做饭、冲泡奶粉之类使用即不会新的氧化物又能保有物质的原有成份。为了你和家人的健康长寿，尽快要实施“多喝水、会喝水、喝好水！”。
要：近些年来,建筑给排水的最大热点是新型管材的广泛应用。传统的镀锌钢管和普通排水铸铁管由于易锈蚀、自重大、运输施工不便等原因被取而代之。目前, 建筑给排水常用管材主要有塑料管,金属管和复合管三种。现在就常用管材的一些特性,优缺点,使用范围做一简要论述。关键词：建筑给排水 管材 塑料管 金属管 复合管1.塑料管塑料管是合成树脂加添加剂经熔融成型加工而成的制品。添加剂有增塑剂,稳定剂,填充剂,润滑剂,着色剂,紫外线吸收剂,改性剂等。常用塑料管有:硬聚氯乙烯管(PVC-U),高密度聚乙烯管(PE-HD), 交联聚乙烯管(PE-X),无规共聚聚丙烯管(PP-R),聚丁烯管(PB),工程塑料丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等。塑料管的原料组成决定了塑料管的特性。塑料管的主要优点:(1).化学稳定性好,不受环境因素和管道内介质组分的影响,耐腐蚀性好。(2)．导热系数小,热传导率低,绝热保温,节能效果好。(3).水力性能好,管道内壁光滑,阻力系数小,不易积垢,管内流通面积不随时间发生变化,管道阻塞机率小。(4)．相对于金属管材,密度小,材质轻,运输,安装方便,灵活,简捷,维修容易。(5)．可自然弯曲或具有冷弯性能,可采用盘管供货方式,减少管接头数量。其主要缺点:(1).力学性能差,抗冲击性不佳,刚性差,平直性也差,因而管卡及吊架设置密度高。(2).阻燃性差,大多数塑料制品可燃,且燃烧时热分解,会释放出有毒气体和烟雾。(3).热膨胀系数大,伸缩补偿必须十分强调。所以,在推广塑料管的同时,还需要发展技术克服其缺点。 塑料管性能 物理性能：塑料管的物理性能和铝塑复合管,钢管,铜管比较见表1:表1物理性能 单位 PVC-U PE PE-X PP PB ABS 钢 铜 密度 g/cm 导热系数 w/mk 50 400 热膨胀系数 mm/m°C 弹性模量 MPa 3000 600 600 210000 110000 拉伸强度 MPa 40 25 >25 28 17 40 700 150 硬度 R 120 70 100 60 230HB 使用温度 °C 0-60 -60-60 -60-95 -20-95 -20-95 -20-80塑料管的物理性能影响管道的方式,用途,补偿措施和管道保温等方面。如:(1).PVC-U、PP、ABS的力学性能相对较高, 被视为“刚性管”,明装较好。反之,PE、PE-X、PB作为“柔性管”适合暗敷。(2).塑料管的使用温度及耐热性能决定了PVC-U,PE,ABS仅能用于冷水管,而PE-X,PP, PB则可作为热水管。当建筑物有热水供应系统且冷热水采用统一管材时耐热性能成为主要指标。(3).塑料管因热膨胀系数高,在塑料管路中尤其是作为热水管,采用柔性接口，伸缩节或各种弯位等热补偿措施较多。其中以PE,PP等聚烯烃类为最。施工安装时如果对此没有足够重视,并采取相应技术措施,极易发生接口处因伸缩节而拉脱的问题。(4).由于导热系数低,塑料管的绝热保温性能优良进而可减少保温层的厚度甚至无需保温。当不同塑料管之间绝热性的比较除导热系数外,还同它们各自的管壁厚度有关。 承压性能:承压性能所涉及的内容是在一定条件下塑料管材能够承受的内压力和恒压下的破坏时间。从而确定与之有关的设计参数以及对管材的质量进行评价和监控。一般进行两项试验:液压试验和长期高温液压试验。 各种管材的承压性能见表2表2管 材 工作压力/MPa 试样试验压力/MPa 接头密封试验/MPa 爆破压力/MPa UPVC 42/h De≤90，4．2PNDe＞90，3．36PN PEX ℃常温 ABS 4～8 PB 1．6～2．5／冷水热水 PP-RPP-C 常温℃ 20℃，11h，16MPa80℃，48h，℃，170h， HDPE 热水冷水 卫生性能:理化卫生指标。其中PE,PE-X,PP,PB和ABS易达标。而PVC-U管材在生产时应使用无毒PVC树脂和卫生及稳定剂才能满足卫生性能的要求。 给水塑料管的应用结构形式单一,材料品种众多且性能各异.常用给水塑料管的特点列表如下:表3品种 优 点 缺 点 连接方式 PVC-U 抗腐蚀力强，易于粘合，价廉，质地坚硬 有UPVC单体和添加剂渗出，不适用于热水输送；接头粘合技术要求高，固化时间较长 粘合、螺纹 HDPE 韧性好，较好的疲劳强度，耐温度性能较好；质轻，可挠性和抗冲性能好 熔接需要电力；机械连接，连接件大 挤压夹紧、热熔合、电熔合 PEX 耐温性能好，抗蠕变性能好 只能用金属件连接；不能回收重复利用 挤压夹紧 PB 耐温性能好，良好的抗拉、压强度，耐冲击，低蠕变，高柔韧性 国内还没有PB 树脂原料，依赖进口，价高 挤压夹紧、热熔合、电熔合 PP-R 耐温性好 在同等压力和介质温度的条件下，管壁最厚 热熔合 ABS 强度大，耐冲击 耐紫外线差，粘接固化时间较长 粘合、螺纹、电熔合一般情况聚氯乙烯管由于价格低廉,在不考虑水质影响,在冷水供水系统属于首选管材,而当温度较高时,可选用聚乙烯管或交联聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管。 排水塑料管的应用材质单一:硬聚氯乙烯结构形式多样:芯层发泡管,空壁管,螺旋管,芯层发泡螺旋管,空壁螺旋管。其存在的一些问题:(1).热膨胀系数大,需设置伸缩补偿装置来解决。(2).刚度小,平直性差,需加密管卡、支架、吊架来解决。(3).耐热性差,软化温度低,需限制排水温度,限制使用场所和控制与热源的距离来解决。(4).阻燃性差,在穿越楼板、上人屋面的屋面板、防火墙、管道井井壁处需设置阻火圈和防火套管来解决。(5)抗机械冲击性差,需强化施工技术,精心施工来解决。(6)隔声性差,塑料管的噪声大于铸铁管,管道明装且管道位置靠近卧室时,问题尤为突出。降噪的方式,提高管道材质的隔声效果,芯层发泡管空壁管是基于这一思路而开发的；降噪的另一方式是改变水流条件,螺旋管是基于这一思路而开发的。将两种方式结合起来的思路是芯层发泡螺旋管和空壁螺旋管的开发。相同条件下,不同结构形式的排水塑料管,其噪声测定结果:普通管>芯层发泡管>空壁管>螺旋管排水塑料管的应用是在取代普通排水铸铁管的工作上进行的。目前,排水塑料管已可在建筑高度为100m以下的建筑物内使用,但各地区的进展很不平衡。当建筑高度大于、等于100m的高层建筑和不适宜采用排水塑料管的场合,可采用柔性抗震排水铸铁管。[next] 2.金属管 镀锌钢管镀锌钢管的被取代既不意味金属管被取代,也不意味镀锌钢管在整个建筑给水领域被取代。镀锌钢管由于价格低廉、性能优越,防火性能好,使用寿命长等优点,还将在消防给水系统,尤其是自动喷水灭火系统中应用.而塑料管(承压小)则不应在消防给水系统和生活-消防,生产-消防共有系统中应用。 铜管金属管中最具优势的是铜管,铜管应用较久,优点较多,管材和管件齐全,接口方式多样,较多的应用在热水管路中,目前存在的主要问题在于铜的折出量容易超标。 铸铁管给水铸铁管与钢管相比有不易腐蚀、造价低、耐久性好等优点，适合于埋地敷设。缺点是质脆、重量大、长度小等。连接方式一般采用承插连接。卡箍式铸铁排水管是一种新型的建筑用排水管材，60年代开始进入国际市场，经过几十年的推广和应用，这种管材已得到国际上的普遍认可。这种管材与传统的承插式铸铁排水管道相比有许多优点，是一种更新换代产品，但由于这种管材及配件价格相对较贵，所以在国内一直未能得到普及推广。 其它:不锈钢管也受到工程技术人员的青睐,有关方面正从减少壁厚,降低价格方面着手,以利于推广。铝合金管是铝厂向给排水行业推出的新品种。镀镍钢管是和镀锌钢管性质最近,而耐腐蚀性能远远超过镀锌钢管的新颖管材,在解决了降低镀层费用和管材断口处施工现场上镍工艺后,有望在一定范围内得到采用。涂塑钢管则是在金属管材中前景看好的一种管材,且管道布置和敷设、接口方式和施工安装均与镀锌钢管相同,是这种管材最容易被接受。由于其涂层薄、价格低,也最容易被推广。3.复合管:复合管包括衬铅管、衬胶管、玻璃钢管。复合管大多是由工作层(要求耐水腐蚀)、支承层、保护层(要求耐腐蚀)组成。复合管一般以金属作支撑材料，内衬以环氧树脂和水泥为主， 它的特点是重量轻、内壁光滑、阻力小、耐腐性能好；也有以高强软金属作支撑,而非金属管在内外两侧,如铝塑复合管，它的特点是管道内壁不会腐蚀结垢，保证水质；也有金属管在内侧,而非金属管在外侧,如塑覆铜管,这是利用塑料的导热性差起绝热保温和保护作用。根据金属的材料可分为:(1).钢塑复合管(2).不锈钢-塑复合管,塑覆不锈钢管(3).塑覆铜管(4).铝塑复合管，交联铝塑复合管(5)衬塑铝合金管应该说复合管材是管径≥300mm以上给排水管道最理想的管材。它兼有金属管材强度大,刚性好和非金属管材耐腐蚀的优点。但它又是目前发展较缓慢的一种管材。这是因为：（1）.两种管材组合在一起比单一管材价格偏高。(2).两种材质热膨胀系数相差较大,如粘合不牢固而环境温度和介质温度变化又较剧烈,容易脱开,而导致质量下降。复合管的连接宜采用冷加工方式,热加工方式容易造成内衬塑料的伸缩、变形乃至熔化。一般有螺纹、卡套、卡箍等连接方式。由于复合管尚属新型管材，我国还未有统一的设计、施工及验收规范。设计及施工人员往往套用镀锌管的工艺来进行设计与施工，故在此不作一一赘述。
“天空中的死神”是人们给一种会“螫人”的雨所起的名字,这种“会螫人的雨”就是“酸雨”。由于在正常情况下大气中含有一定的二氧化碳,降水时溶解在水中,形成酸性很弱的碳酸,因此正常的雨水呈微酸性,PH值约为。1982年6月的国际环境会议将PH值小于的降水包括雨、雪、霜、雾、雹、霰等正式定为“酸雨”。早在1872年，人类便发现了酸雨,联合国有关组织也于1982年承认它属于全球性的环境污染问题。第二次世界大战以后,各国的工业相继崛起,特别是在欧洲,一些工业化程度较高的国家和地区每年经由工厂烟囱排入大气层的硫化物和氮氧化物烟雾可达4600万吨左右。在风力的吹送下,这些烟雾在几千公里的长距离飘送过程中发生化学反应,生成硫酸盐。当硫酸盐与水汽、云滴和雨雪相遇时,形成酸雨酸雾落到地面,进而由水流汇集到江河湖泊中,严重地威胁鱼类及其他动、植物和人类的生存。据报道,在瑞典,每天都有上千吨外来的硫烟随着横贯欧洲的盛行西风从境外进入国境上空。30多年来,瑞典1/5左右的湖泊严重酸化,湖水PH值降至以下,鱼卵多已不能正常孵化;加之湖底淤泥中的有毒金属遇酸溶解,最终导致鱼类死亡。目前,瑞典全国4000多个湖泊里的鱼类已经绝迹;在挪威,5000多个湖泊中有1838个湖泊没有活鱼;在美国纽约州的阿迪龙克达克山区,有180多个湖泊鱼类绝迹……酸雨对森林的危害近年来也频见报端。树木的叶片对酸雨的反应特别敏感,叶片受损后光合作用降低,抗病虫害的能力减弱,导致林木生长缓慢甚至死亡。在德国西部,估计近10年来已有12%的森林受害;瑞典每年由酸雨造成的木材损失达460万立方米。酸雨还可使露天的建筑物及管道设施受到腐蚀。例如伦敦特拉法加广场上的查理一世塑像、罗马科洛西姆斗兽场和雅典巴台农神庙等,均已受到不同程度的损害。我国也不乏这方面的例子,例如嘉陵江大桥以每年毫米的速度被腐蚀,仅用于钢结构维护的费用每年就达20万元以上。更为严重的是,酸雨还会使城市自来水管的铜、铅一类成分溶解在饮用水中,直接危害人体健康。饮用酸化的重金属含量较高的地面下水,食用酸化湖泊和河流的鱼类,都可使一些重金属元素通过食物链累积进入人体而最终产生危害。此外,吸入含酸性物质的空气能使人的呼吸道疾病加重。酸雨中含有甲醛、丙烯酸等成分,对人体及眼睛有强烈刺激作用。硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化碳要高10倍,其微粒可侵入人体深部组织,引起肺水肿和肺硬化等疾病并导致死亡。目前，我国酸雨主要分布区是长江以南的四川盆地、贵州、湖南、湖北、江西，以及沿海的福建、广东等省，占我国国土面积的30%。新闻背景2004年我国酸雨污染加重环保总局近日公布的《2004年中国环境状况公报》显示，2004年我国酸雨污染略呈加重趋势。统计显示，2004年我国出现酸雨的城市有298个，占全国527个统计市（县）的％。降水年均pH值小于（酸雨）的城市达218个，占统计城市的％。与上年相比，出现酸雨的城市比例增加了个百分点；酸雨城市比例上升了4个百分点，其中pH值小于的城市比例增加了2个百分点；酸雨频率超过80％的城市比例上升了个百分点。报告显示，2004年酸雨区域分布范围基本稳定，降水年均pH值小于（酸雨）的城市主要分布在华中、西南、华东和华南地区。华中酸雨区污染最为严重，湖南和江西是华中酸雨区酸雨污染最严重的区域。我国酸雨主要分布区是长江以南的四川盆地、贵州、湖南、湖北、江西，以及沿海的福建、广东等省，占我国国土面积的30%。
酸雨是由于人类随地大小便而形成的!他有助与植物的生长
酸雨的成因与危害酸雨是指燃烧煤、石油和天然气时产生的二氧化硫和氮氧化物，在大气中与水分结合而形成的雨。酸雨中所含的酸性物质主要是硫酸和硝酸。正常雨水的pH一般在左右，但酸雨的pH可以下降至3～5，甚至低到.现在，酸雨已经成为当今全世界最严重的环境问题之一。美国和加拿大东部以及北欧等地是酸雨较多的地区。我国长江流域以南地区的酸雨较多，而且有酸雨区连成片的趋势。 人类活动造成的酸雨成分中，以硫酸为最多，一般约占60％一65％，硝酸次之，约30％，盐酸约5％，此外还有有机酸约2％左右。硫酸主要是因为燃烧矿物燃料释放的二氧化硫，其中最大的排放源是发电厂、钢铁厂、冶炼厂等，还有家家户户的小煤炉。目前全世界人为释放的二氧化硫每年约1．6亿吨。硝酸是由氮氧化物形成的。氮氧化物气体主要是在高温燃烧的情况下产生的。例如，汽车发动机燃烧室中，以及矿物燃料在高温燃烧时都会放出氮氧化物。氯化氢的人工源除了使用氯化氢的工厂以外，焚烧垃圾(塑料制品中有大量的氯)和矿物燃料燃烧时也都会释放这种气体。人类活动造成的二氧化硫和氮氧化物与自然源相比数量上虽然大体相当(即各占约50％左右)，但是因为自然界自我清洁能力有限。这好比一个人吃饭，肚量再大，让他多吃一倍的饭，也是会把肚子撑坏的。硫氧化物和氮氧化物在大气中形成酸雨的过程是十分复杂的大气化学和大气物理过程。如果形成酸性物质时没有云雨，则酸性物质会以重力沉降等形式逐渐降落在地面上，这叫做干性沉降，以区别于酸雨、酸雪等湿性沉降。干性沉降物在地面遇水时复合成酸。酸云和酸雾中的酸性，由于没有得到直径大得多的雨滴的稀释，因此它们的酸性要比酸雨强得多。高山区由于经常有云雾缭绕，因此酸雨区高山上森林受害最重，常首先成片死亡。酸雨也会影响土壤，延缓土壤中有机物的分解，破坏土壤肥力，使农田、森林和草地的生产能力下降。硫和氮是营养元素。弱酸性降水可溶解地面中矿物质，供植物吸收。如酸度过高，pH值降到以下时，就会产生严重危害。它可以直接使大片森林死亡，农作物枯萎；也会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗与土壤离子结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化；还可使湖泊、河流酸化，并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中，毒害鱼类；加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程；可能危及人体健康。酸雨会增加池塘湖泊等水域的酸度，影响水域中各种生物的生存。酸性雨水的影响在欧洲和美国东北部最明显，而且被大力宣传，但受威胁的地区还包括加拿大，也许还有加利福尼亚州塞拉地区、洛基山脉和中国。在某些地方，偶尔观察到降下的雨水像醋那样酸。酸雨影响的程度是一个争论不休的主题。对湖泊和河流中水生物的危害是最初人们注意力的焦点，但现在已认识到，对建筑物、桥梁和设备的危害是酸雨的另一些代价高昂的后果。污染空气对人体健康的影响是最难以定量确定的。受到最大危害的是那些缓冲能力很差的湖泊。当有天然碱性缓冲剂存在时，酸雨中的酸性化合物(主要是硫酸、硝酸和少量有机酸)就会被中和。然而，处于花岗岩(酸性)地层上的湖泊容易受到直接危害，因为雨水中的酸能溶解铝和锰这些金属离子。这能引起植物和藻类生长量的减少，而且在某些湖泊中，还会引起鱼类种群的衰败或消失。由这种污染形式引起的对植物的危害范围，包括从对叶片的有害影响直到细根系的破坏。
关于酸雨对环境影响的调查研究 酸雨给地球生态环境和人类社会经济都带来严重的影响和破坏。酸雨沉降对地质环境产生危害.地质体(岩石、矿物)为酸雨敏感性研究不可或缺的组成部分.开展地质环境对酸雨危害降解效应的研究具有重要的理论与现实意义.通过本课题的研究，使我们了解酸雨对人类的影响和危害．并通过本课题的研究使更多的人了解酸雨在人类中具有怎样的影响.让我们共同参与关心酸雨的防治问题.（一）形成酸雨的原因:酸雨是指pH值小于5～6的雨水、冻雨、雪、雹、露等大气降水。大量的环境监测资料表明，由于大气层中的酸性物质增加，地球大部分地区上空的云水正在变酸，如不加控制，酸雨区的面积将继续扩大，给人类带来的危害也将与日俱增。酸雨主要是由于硫氧化物和氮氧化物引起的。大气中的二氧化硫和二氧化氮主要来源于煤和石油的燃烧，其中二氧化硫停留在大气中，在一定的条件下则形成了酸雨，其化学反应方程式可以简单地表示为：气相反应式为2SO2+02→2SO3，SO3+H20→H2SO4，液相反应式为：SO2+H2O→H2SO3，2H2SO3+O2→2H2SO4。又比如，在燃烧过程中产生的NO等物质，与空气中的O2可以化合生成NO2当NO2遇到水（H2O）就生成硝酸（HNO3）。化学反应方程可表示为：2NO+O2→2NO2，2NO2+H2O→HNO3+NO。而人类活动造成的酸雨成分中，以硫酸为最多，一般约占60％一65％,硝酸次之，约30％，盐酸约5％,此外还有有机酸约2％左右。硫酸主要是因为燃烧矿物燃料释放的二氧化硫，其中最大的排放源是发电厂、钢铁厂、冶炼厂等，还有家家户户的小煤炉。目前全世界人为释放的二氧化硫每年约1．6亿吨。硝酸是由氮氧化物形成的。氮氧化物气体主要是在高温燃烧的情况下产生的。例如，汽车发动机燃烧室中，以及矿物燃料在高温燃烧时都会放出氮氧化物。氯化氢的人工源除了使用氯化氢的工厂以外，焚烧垃圾(塑料制品中有大量的氯)和矿物燃料燃烧时也都会释放这种气体。人类活动造成的二氧化硫和氮氧化物与自然源相比数量上虽然大体相当(即各占约50％左右)，但是因为自然界自我清洁能力有限。这好比一个人吃饭，肚量再大，让他多吃一倍的饭，也是会把肚子撑坏的。硫氧化物和氮氧化物在大气中形成酸雨的过程是十分复杂的大气化学和大气物理过程。（二）评判酸雨的标准:酸雨是含有相对较高酸性的降水。一般的降水，在一个标准大气压、25℃时，它的酸碱度PH值大约为，为弱酸性。而酸雨是指PH小于的降水。因大气中含有天然和人为的污染物，降水过程中把二氧化硫、氮氧化物和其它杂质通过化学反应生成各种酸类，使雨水酸化，降落到地面。（三）酸雨的危害:酸雨不仅威胁人类的安全，而且使经济造成巨大的损失，是全球性的公害。酸雨对人体健康的危害主要有两方面，一是直接危害，二是间接危害。酸雨通过它的形成物质二氧化硫和二氧化氮直接刺激皮肤,眼角膜和呼吸道粘膜对酸类十分敏感，酸雨或酸雾对这些器官有明显刺激作用，会引起呼吸方面的疾病，导致红眼病和支气管炎,咳嗽不止,尚可诱发肺病,它的微粒还可以侵入肺的深层组织，引起肺水肿、肺硬化甚至癌变。酸雨可使儿童免疫力下降,易感染慢性咽炎和支气管哮喘,致使老人眼睛、呼吸道患病率增加。美国因酸雨而致病人数高达万。据调查，仅在１９８０年，英国和加拿大因酸雨污染而导致死亡的就有１５００人。其次，酸雨对人体健康产生间接影响。酸雨使土壤中的有害金属被冲刷带入河流、湖泊,一方面使饮用水水源被污染;另一方面,这些有毒的重金属如汞、铅、镉会在鱼类机体中沉积,人类因食用而受害，可诱发癌症和老年痴呆症，再次，酸雨使农田土壤酸化，使本来固定在土壤矿化物中的有害重金属,如汞、镉、铅等再溶出,继而为粮食，蔬菜吸收和富集,人类摄取后,因中毒而得病。据报道,很多国家由于酸雨影响,地下水中铝、铜、锌、镉的浓度已上升到正常值的10～100倍。（四）防止酸雨的措施: 国家环境保护局制定了“二氧化硫污染控制区和酸雨控制区”综合防治规划；限制高硫煤的开采和使用；重点治理火电厂污染，削减二氧化硫的排放总量；防治化工，冶金，有色，建材等行业生产过程排放的二氧化硫造成污染；大力研究开发二氧化硫污染防治技术和设备；做好二氧化硫排污收费工作，运用经济手段促进治理；强化“两控区”环境监督管理。 酸雨的成因源于大气污染，控制大气污染，特别是控制二氧化硫污染是防止酸雨最有效的措施。一是对耗能设施进行技术改造，提高能源利用率；二是改变能源结构，加速发展无污染能源；三应注意饮用洁净的水，多吃一些绿色食品，经常食用绿豆、猪血、海带、鲜果等。因为这些食品能加速体内有害物质的排除，从而把酸雨给人们带来的危害降低到最低程度。十三、结题论文：酸雨的主要成因之一是大量排放二氧化硫所导致。近年来，人类受酸雨危害严重，对于人类来说，这是一场化学战争。首先酸雨对植物的影响显而易见。因为酸雨抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗与土壤粒子结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化，植物难以生长。其次酸雨伤害植物的新生芽叶，因为春天，大多数植物刚刚发芽，而这些嫩叶往往经受不住酸雨中的二氧化硫的冲洗，容易发生病虫害或干枯而死亡，从而影响其生长发育。据调查，重庆市南山上的马尾松死亡率高达60%。其次，酸雨对人类本身健康的危害尤为突出。据美国政府1980年的推算，占全国死亡总数的2%。即相当于全美国有51000人死于大气污染。据我国一项15年的跟踪研究显示，重庆市中心肺癌死亡率呈逐年上升趋势，位居全国几个特大城市之首，这其中，尤以老人和獐受害最大。原因之一是重庆是酸雨密集区。还有，酸雨对人类的环境和经济发展带来了极大的影响。据有关部门调查表明，我国的四川重庆市早被中外专家列为世界三大酸雨区之一。早在1993年，重庆市的环境监测结果表明，这里的酸雨频率已高达80%，全年酸雨的PH值平均为，最低值为。在酸雨的危害下，整个城市建筑灰暗脏旧，汽车公共设施锈迹斑斑，土壤酸化、农作物质产、病虫害加剧，树木成片死亡。据有关部门调查表明，重庆市每年因酸雨造成的经济损失高达十几亿元。在国外，酸雨同样成为人类的“无形杀手”。据1984年美国政府在一份名为《酸雨与大气污染的转移》报告中指出，在调查的17059个湖泊中有9423个受到影响，2993个受到严重危害。此外，在187877公里的河流中，有78488公里已面临危机，39501公里显著受害。可见酸雨对全球的生态环境污染较为严重。酸雨被科学家称为“空中的死神”、“看不见的杀手”，生态环境和人类社会的“无形杀手”给地球的生态系统、生态环境、人类社会的生产和生活都已经带来了严重的破坏和影响，并造成了不可估量的经济损失。主要表现在以下几个方面：（一）、使土壤酸化，导致生物的生产量下降。酸雨降落在地表以后，最直接的是污染土壤，使原有的土壤变成了强酸土，虽然人们在用各种办法去降低其酸性，有了一定的收效，但是效果并不十分的明显。而强酸土最直接的危害是，抵抗硝化细菌和固氮菌的正常活动，从而使有机物分解速度变得缓慢，营养物质循环过程变弱。引起土壤肥力降低，土壤的生产力下降，同时有毒物质更加毒害农作物的根系，使植物根中的根毛衰竭，以致死亡，导致了农作物发育不良或死亡，生态系统生物的产量明显下降。（二）、使河湖水酸化。抑制水生生物的生长和繁殖，它可以直接杀死水中的浮游生物，减少鱼类的食物来源，使水生生态系统破坏，水生生态平衡失调，使水中的生物比例和种类失衡，因而严重影响了水生动植物的正常的生长、发育和种族的繁衍。（三）、对森林的影响。酸雨对植物表面的茎叶淋浴和冲洗，它可直接或间接伤害植物，使森林衰亡，并诱发各种病虫灾害频繁发生，从而造成森林大片死亡。（四）、腐蚀建筑物和文物古迹。酸雨容易腐蚀水泥、大理石等建筑材料，并且容易使铁金属表面生锈，建筑物受损，比如公园中的许多雕刻及许多古代建筑物都容易被子酸雨腐蚀，改变其原有的容貌。（五）、对人体的健康的影响。一方面是通过食物链的作用，使汞、铅等重金属直接进入人体内，通过多年的观测和发现，酸雨可诱发癌症的发生和老年痴呆症的出现。另一方面是酸雾可进入人休的肺部，诱发肺部各种疾病的发生，比如水肿，严重时可使人体枯竭，甚至导致死亡；第三个方面，如果人们长期生活在含酸性物质的环境中，能使人体内产生过多的氧化脂，这种物质可导致动脉硬化、心脏病等疾病的概率的增加。总而言之，酸雨是由于大气污染造成的，大气污染是全球的共同灾害，各国应该通力合作，应引起世人的高度警惕。那么酸雨是不是可防可治呢？答案当然是肯定的。防止酸雨的最根本措施是改进能源的利用技术，发展洁净新能源，以减少硫氧化物、氮氧化物的等酸性气体的排放，大力进行对煤炭的洗选加工，综合开发煤、硫资源，对于高硫煤和低硫煤实行分产分行，合理使用，在燃烧煤炭过程中，采取排烟脱硫技术，回收二氧化硫，生产硫酸，发展脱硫煤、成型煤供民使用，有计划地进行城市煤气化。我国是以煤为主要能源的国家，其中二氧化硫排放量的90%是由于燃烧煤引起的。为此，我国政府已经采取了措施，比如，大力发展洁净煤技术和清洁燃料煤的技术，有效减少大气的污染，从而卓有成效地控制酸雨的形成 ，确保我们有一个健康、和谐的生态系统，相对稳定的生态平衡，可持续发展的生存空间，使我们人类朝着一个灿烂而又光辉的明天大踏步前进，进一步推动人类社会的文明和进步。
[论文关键词]铁路 电力 远动终端 干扰 [论文摘要]研究分析电磁干扰产生的原因、特点及干扰对电力远动系统的影响，从设计的角度对铁路电力远动监控系统进行抗干扰分析研究。 抗干扰设计是电力远动监控系统安全运行的一个重要组成部分，在研制综合自动化系统的过程中，如果不充分考虑可靠性问题，在强电场干扰下，很容易出现差错，使整个电力远动监控系统无法正常运行或出错误（误跳闸事故等），无法向站场和区间供电，影响铁路行车安全。 一、电磁干扰产生的原因及特点 （一）传导瞬变和高频干扰 1．由于雷击、断路器操作和短路故障等引起的浪涌和高频瞬变电压或电流通过变（配）电所二次侧进入远动终端设备，对设备正常运行产生干扰，严重还可损坏电路。2．由电磁继电器的通断引起的瞬变干扰，电压幅值高，时间短、重复率高，相当于一连串脉冲群。3．铁路电力供电中，特别是现代高速铁路对电力要求都比较高，一般都是几路电源供电，母线投切转换比较频繁，振荡波出现的次数较多。 （二）场的干扰 1．正常情况下的稳态磁场和短路事故时的暂态磁场两种，特别是短路事故时的磁场对显示器等影响比较大。2．由于断路器的操作或短路事故、雷击等引起的脉冲磁场。3．变电所中的隔离开关和高压柜手车在操作时产生的阻尼振荡瞬变过程，也产生一定的磁场。4．无线通信、对讲机等辐射电磁场对远动终端会产生一定的干扰，铁路中继站通常会和通信站在一处，通信发射塔对中继站电力远动终端设备的干扰比较大。 （三）对通信线路的干扰 1．铁路变电所远动终端的数据由串口通信经双绞线进入车站通信站，再经过转换成光信号沿铁通专用通信光缆送至电力远动调度中心，遥信和遥控数据在变电所到通信站的过程走的是电信号，由于变电所高低压进出线缆很多，远动终端受的干扰比较大。2．中继站一般距铁路都比较近，列车通过时的振动对远动终端设备有一定的干扰。 （四）继电器本身原因 继电器本身可能由于某种原因一次性未合到位而产生干扰的振动信号，或负荷开关、断路器、隔离开关等二次侧产生振动信号。 二、干扰对电力远动系统的影响 无论交流电源供电还是直流供电，电源与干扰源之间耦合通道都相对较多，很容易影响到远动终端设备，包括要害的CPU；模拟量输入受干扰，可能会造成采样数据的错误，影响精度和计量的准确性，还可能会引起微机保护误动、损坏远动终端设备和微机保护部分元器件；开关量输入、输出通道受干扰，可能会导致微机和远动终端判断错误，远动调试终端数据错误远动终端CPU受干扰会导致CPU工作不正常，无法正常工作，还可能会导致远动终端程序受到破坏。 三、抗干扰设计分析 （一）屏蔽措施 1．高压设备与远动终端输入、输出采用有铠装（屏蔽层）的电缆，电缆钢铠两端接地，这样可以在很大程度上减小耦合感应电压。2．在选择变电所和中继站电力设备时尽量选设有专门屏蔽层的互感器，也有利于防止高频干扰进入远动终端设备内部。3．在远动终端设备的输入端子上对地接一耐高压的小电容，可以有效抑制外部高频干扰。 （二）系统接地设计 1．一次系统接地主要是为了防雷、中性点接地、保护设备，合适的接地系统可以有效的保障设备安全运行，对于断路器柜接地处要增加接地扁铁和接地极的数量，设备接地处增加增加接地网络互接线，降低接地网中瞬变电位差，提高对二次设备的电磁兼容，减少对远动终端的干扰。2. 二次系统接地分为安全接地和工作接地，安全接地主要是为了避免工作人员因设备绝缘损坏或绝缘降低时，遭受触电危险和保证设备安全，将设备外壳接地，接地线采用多股铜软线，导电性好、接地牢固可靠，安全接地网可以和一次设备的接地网相连；工作接地是为了给电子设备、微机控制系统和保护装置一个电位基准，保证其可靠运行，防止地环流干扰。3．由于高低压柜本身都是多都是采用镀锌薄钢板材料，本身也有屏蔽作用，将高低高柜都可靠接地。4．远动终端微机电源地和数字地不与机壳外壳相连，这样可以减小电源线同机壳之间的分布电容，提高抗共模干扰的能力，可明显提高电力远动监控系统的安全性、可靠性。 （三）采取良好的隔离措施 1．为避免远动终端自身电源干扰采取隔离变压器，电源高频噪声主要是通过变压器初、次级寄生电容耦合，隔离变压器初级和次级之间由屏蔽层隔离，分布电容小，可提高抗共模干扰的能力。2．电力远动监控系统开关量的输入主要断路器、隔离开关、负荷开关的辅助触点和电力调压器分接头位置等，开关量的输出主要是对断路器、负荷开关和电力调压器分接头的控制。3．信号电缆尽量避开电力电缆，在印刷远动终端的电路板布线时注意避免互感。4．采用光电耦合隔离，光电耦合器的输入阻抗很小，而干扰源内阻大，且输入/输出回路之间分布电容极小，绝缘电阻很大，因此回路一侧的干扰很难通过光耦送到另一侧去，能有效地防止干扰从过程通道进入主CPU。 （四）滤波器的设计 1．采用低通滤波去高次谐波。2．采用双端对称输入来抑制共模干扰，软件采用离散的采集方式，并选用相应的数字滤波技术。 （五）分散独立功能块供电，每个功能块均设单独的电压过载保护，不会因某块稳压电源故障而使整个系统破坏，也减少了公共阻抗的相互耦合及公共电源的耦合，大大提高供电的可靠性。 （六）数据采集抗干扰设计 1．在信息量采集时，取消专门的变送器屏柜，将变送器部分封装在RTU内，减少中间环节，这样可以减少变送器部分输出的弱电流电路的长度。2．遥信由于合闸一次不到位或由于二次侧振动而产生的误遥信干扰信号，并且还会产生尖脉冲信号，也可能对遥信回路产生干扰误遥信号。 （七）过程通道抗干扰设计 （八）印刷电路板设计。在印刷电路板设计中尽量将数字电路地和模拟地电路地分开；电源输入端跨接10～100μF的电解电容。 （九）控制状态位的干扰设计 （十）程序运行失常的抗干扰设计 （十一）单片机软件的抗干扰设计 （十二）对于终端至通信站的数字通信电缆加穿钢管，特别是穿越其他电力电缆时，避免和其他电力电缆等同沟敷设并保持一定的交叉距离。 （十三）对于特殊的变（配）电所或区间信号站的环境 （十四）提高远动信息传输的可靠性，在电力调度中心和远动终端之间建立出错重发技术直到住处确认信息为止。
电气化铁道电能质量综合控制研究摘 要:作为典型的非平衡负载,电气化铁道的牵引负载给公共电网带来的谐波、负序和无功等电能质量问题不容忽视。静止无功补偿装置(SVC)是一种减小甚至消除无功、谐波以及其他电能质量问题的有效方法。以静止无功补偿器(SVC)为基础,对电气化铁道的电能质量问题的综合控制进行研究。关键词:电气化铁道;电网;电能质量;综合控制1 前言中国的电气化铁道总里程已经突破2·4万公里,跃居世界第二。电气化铁道具有运载能力强、行车速度快、节约能源、对环境污染小等优点,在现代国民经济发展中起着举足轻重的作用。但是,由于电气化铁道牵引负载所具有的随即波动性和不对称性,其给公共电网带来的诸如负序电流、谐波以及无功功率等电能质量问题也引起了极大的关注。研究如何利用有效手段治理电气化铁道牵引负载所带来的一系列电能质量问题,确保电网中其他电力设备的安全经济运行具有重大意义。2 电气化铁道牵引供电系统2·1 概述我国的动力供电电网电压一般为110kV或者220kV,通过牵引变压器转换为27·5kV作为牵引动力机车的供电。现在普遍流行的牵引变压器种类主要有单相牵引变压器、Y-D11牵引变压器、阻抗匹配牵引变压器、Scott变压器等。我国电气化铁道采用工频交流50Hz三相供电单相用电,其负荷牵引电力机车的功率大,速度、负载状况变化频繁,且具有不对称的特性,导致牵引电网具有功率因数低、谐波含量高、负序电流大等特点,不但自身损耗大,而且对公共电网及铁路沿线的其他电力设备也带来严重危害,必须采取有效措施加以治理[1]。2·2 单相变压器牵引供电网采用单相牵引变压器的牵引供电系统拓扑结构如图1所示[2]。单相接线牵引网采用单相变压器供电,供电方式又分为单相接线方式和V-V接线方式。单相接线牵引变压器的原边跨接于三相电力系统中的两相;副边一端与牵引侧母线连接,另一端与轨道及接地网连接。牵引变压器的容量利用率高,但其在电力系统中单相牵引负荷产生的负序电流较大,对接触网的供电不能实现双边供电。所以,这种结线只适用于电力系统容量较大,电力网比较发达,三相负荷用电能够可靠地由地方电网得到供应的场合。另外,单相牵引变压器要按全绝缘设计制造。而单相V-V接线将两台单相变压器以V的方式联于三相电力系统每一个牵引变电所都可以实现由三相系统的两相线电压供电。两变压器次边绕组,各取一端联至牵引变电所两相母线上。而它们的另一端则以联成公共端的方式接至钢轨引回的回流线。这时,两臂电压相位差60°接线,电流的不对称度有所减少。这种接线即通常所说的60°接线。2·3 三相Y-D11变压器牵引供电网采用三相Y-D11牵引变压器的牵引供电系统拓扑结构如图2所示[2]。三相Y-D11结线牵引变压器的高压侧通过引入线按规定次序接到110kV或220kV,三相电力系统的高压输电线上;变压器低压侧的一角c与轨道,接地网连接,变压器另两个角a和b分别接到27·5kV的a相和b相母线上。由两相牵引母线分别向两侧对应的供电臂供电,两臂电压的相位差为60°,也是60°接线。因此,在这两个相邻的接触网区段间采用了分相绝缘器。3 SVC静止型动态无功补偿装置3·1 SVC的发展静止型动态无功补偿装置SVC是一种先进的高压电网动态功率因数补偿装置。它通过提高功率因数来节约大量的电能,同时又起到减少电网谐波、稳定电压、改善电网质量(环境)的作用。20世纪70年代以来,以晶闸管控制的电抗器(TCR)、晶闸管投切的电容器(TSC)以及二者的混合装置(TCR+TSC)等主要形式组成的静止无功补偿器(SVC)得到快速发展。SVC可以看成是电纳值能调节的无功元件,它依靠电力电子器件开关来实现无功调节。SVC作为系统补偿时可以连续调节并与系统进行无功功率交换,同时还具有较快的响应速度,它能够维持端电压恒定3·2 SVC的工作原理及在电网中应用TCR+TSC型SVC的基本拓扑结构见图3。它由1台TCR、2台TSC以及2个无源滤波器组成,在实际系统中,TSC及无源滤波的组数可根据需要设置。TCR的工作原理是通过控制与相控电抗器连接的反并联晶闸管对的移相触发脉冲来改变电抗器等效电纳的大小,从而输出连续可变的无功功率。图3中两个晶闸管分别按照单相半波交流开关运行,通过改变控制角α可以改变电感中通过的电流。α的计量以电压过零点为基准,α在90°~180°之间可部分导通,导通角增大则电流基波分量减小,等价于用增大电抗器的电抗来减小基波无功功率。导通角在90°~180°之间连续调节时电流也从额定到0连续变化,TCR提供的补偿电流中含有谐波分量[3]。TSC的工作原理是根据负载感性无功功率的变化通过反并联晶闸管对来切除或者投入电容器。这里,晶闸管只是作为投切开关,而不像TCR中的晶闸管起相控作用。在实际系统中,每个电容器组都要串联一个阻尼电抗器,以降低非正常运行状态下产生的对晶闸管的冲击电流值,同时避免与系统产生谐振。用晶闸管投切电容器组时,通常选取系统电压峰值时或者过零点时作为投切动作的必要条件。由于TSC中的电容器只是在两个极端的电流值之间切换,因此它不会产生谐波,但它对无功功率的补偿是阶跃的。TCR和TSC组合后的运行原理为:当系统电压低于设定的运行电压时,根据需要补偿的无功量投入适当组数的电容器组,并略有一点正偏差(过补偿),此时再利用TCR调节输出的感性无功功率来抵消这部分过补偿容性无功;当系统电压高于设定电压时,则切除所有电容器组,只留有TCR运行。4 电网电能质量综合控制与治理4·1 谐波抑止与无功补偿利用SVC动态无功补偿装置对牵引供电系统的谐波和无功进行综合治理的关键是SVC最大无功补偿量的确定和滤波器支路的设计[3]。SVC最大无功补偿量Qsvc应该和设计线路牵引负荷的大小相适应,应该按电气化铁道牵引负荷的最大有功需求以及补偿后对装设地点功率因数或在最大无功冲击时的最大电压损耗的要求来确定,具体可以按照式(1)、(2)来计算。QSVC=(tanφ1-tanφ2)Pmax(1)式中,φ1、φ2分别为补偿前后110kV电源测功率因数角;Pmax为电铁负荷最大有功需求。QSVC=Qfmax-ΔU%Xs(2)式中,Qfmax为装设地点最大无功冲击;ΔU%为装设地点最大电压损耗要求;Xs为系统阻抗。要想达到理想的谐波抑止效果,必须综合考虑FC滤波支路的设计,既要保证装置的安全运行,又要达到预计的理想效果。在实际设计中,首先需要根据供电臂中所含的谐波分量来确定FC滤波支路的组成。由于在电力牵引负荷的谐波中, 3、5、7次谐波占了很大的比重,所以FC滤波支路一般由3、5、7次单调谐滤波器构成。当最大无功补偿容量和滤波支路的组成确定后,如何将需补无功容量合理分配到各滤波支路中,这是非常重要的问题。如果各滤波支路的容量分配不合理,一方面会使设备安装总容量偏大,另一方面有可能因为某此滤波回路补偿功率偏小而发生过负荷,对设备安全运行造成影响。一些著名的电气公司采用的一些算法如下[6]:如西门子公司的无功功率补偿按式(3)分配Qc(h)=QSVCIh/h∑Ih/h(3)式中,Qc(h)是第h次滤波支路分配的补偿容量;Ih为供电臂第h次谐波电流。BBC电气公司按照式(4)分配无功功率Qc(h)=QSVC∑Ih(4)AEG电气公司则按照式(5)分配无功Qc(3)∶Qc(5)∶Qc(11)∶Qc(13)=2∶2∶1∶1 (5)式中,Qc(3)、Qc(5)、Qc(11)、Qc(13)分别为第3、5、11、13次滤波支路分配的补偿容量。4·2 负序电流补偿牵引电力机车产生的大量负序电流给电网中其他的电力设备的安全、经济运行带来极大影响。SVC静止动态无功补偿装置在补偿负序和末端电压上有着相当高的效率。工程应用上可以选择在电网系统和负荷上都安装SVC[5]。在电网系统端安装应用SVC来补偿负序电流的原则是参照斯坦梅茨法则(Steinmetz′s laws)。不管采用哪一种牵引变压器,负序补偿的实现分为如下两步:(1)电力因数修正。通过安装电容器件,使得每相负荷都为电阻性。(2)参照斯坦梅茨法则(Steinmetz′s laws),AB相的电阻性负荷G,与BC相的电容性负荷G/ 3以及CA相的电感性负荷G/ 3互相对称。电流环路图和相位图分别如图4、5所示:从图5可以明显看到线电流I·A,I·B,I·C是对称且正序的,BC相和CA相之间的阻抗负载也可以做到类似的对称,因此系统中的所有负序电流都可以被补偿而消除。现在问题的关键是如何随着牵引负荷的起伏动态地控制补偿需要的电容和电感器组。急于数字信号处理器(DSP)的固定电容(FC)和晶闸管控制的电抗器(TCR)的组合得以广泛应用,如图6所示。得益于DSP对数据信息的快速处理,补偿所需的电容和电感参数可以被快速、精确计算得到。5 结论与展望本文提出的基于静止动态无功补偿装置(SVC)的电气化铁道牵引电网电能质量综合控制与治理原理与方案具有重要的工程意义。电气化铁道的电能质量是一个突出且严峻的课题与难题,要求我们不断探求新的综合补偿方法,来综合控制与治理影响电能质量的无功、谐波、负序等因素,以提高电网电能质量,确保电网安全、经济运行。参考文献[1] 李群湛.电气化铁道并联综合补偿及其应用[M].北京:中国铁道出版社, 1993.[2] TB/10009-2005铁路电力牵引供电设计规范[S].[3] 王兆安.谐波抑止和无功功率补偿[M].北京:机械工业出版社,1999.[4] 铁道部电气化工程局电气化勘测设计院.电气化铁道设计手册牵引供电系统[M].北京:中国铁道出版社, 1988.[5] 安鹏,张雷,刘玉田.电气化铁道对电力系统安全运行的影响及对策[J].山东电力技术, 2005, (4): 16-19.[6] 马千里.动态无功补偿装置在牵引变电所的应用[J].电气化铁道, 2008(4).
配电网络规划 配电网络的规划是供电企业的一项重要工作，为了获取最大的经济效益，电网规划既要保证电网安全可靠，又要保证电网经济运行，所以配电网络规划的主要任务是，在可行技术的条件下，为满足负荷发展的需求，制定可行的电网发展方案。 1 负荷预测 网络规划设计最终目的是为满足负荷需求服务的，负荷的发展状况足以影响网络发展的每个环节。网络规划的发展步骤要以负荷发展状况为依据，使用各馈线负荷数据可以掌握负荷发展情况，将过去的负荷进行分析，掌握负荷的发展规律。要对负荷进行分析，确定最高用电负荷时间和负荷率，得出最高用电负荷时间和负荷值，这些数据是预测未来负荷的基本资料。配电网络规划可以使用两种常用的预测方法。外推法就是基于用电区域的历史数据，假设负荷发展率是连续变化的，根据原来的负荷发展率推移以后各时期的发展状况。在一个用电区域里，初期负荷发展比较快，但土地资源逐步使用，用电负荷逐步趋于稳定，负荷发展率从大到小变化，最终负荷达到饱和或稳步发展状态。但对于经济发展迅速的地区，负荷发展率并不是连续变化的，而是呈现跳跃式的增长，用外推法显得有一定的误差。而仿真法与外推法有互补的作用，仿真法是以用电区域每年的用电量为依据的，通过调查每个用电负荷类型和每个类型用户的数量来计算负荷预测值。任何负荷预测方法都不可能完全准确，当掌握更新的负荷发展数据后，就必须对原有的负荷预测值进行修正。 2 确定网络的系统模型 确定网络的系统模型，包括确定网络是采用架空线路还是电缆供电，确定导线截面大小，网络接线方式，负荷转移方案，网络中有关设备的选型，网络在运行期间遇到不适应要求时应如何进行改造，系统保护功能，配网自动化规划等。 (1)在负荷分散或发展缓慢地区应使用架空线供电。在负荷密度比较大、发展迅速或基于城市环境美化建设考虑，应使用电缆供电。 (2)导线截面大小的选择确定了导线的输送容量，要选择足够大的导线保证线路满足网络规划的要求，例如：负荷发展时期，不应经常更换导线截面。在线路故障时，可以将故障线路的负荷转由临近馈线供电，而不会过负荷运行。另外，导线截面的选择要保证线路末端电压降处于合格的范围内。在线路发生短路故障时也能承受故障电流。所以导线截面要比最大负荷电流所需的截面大，但同时截面的选择要符合经济原则，在导线输送容量与工程投资之间作比较。 (3)具有灵活接线方式的规划，可以使供电网络最大地发挥功能。对于架空线网络，最有效的方式，是将馈线与邻近变电所或同一个变电所的不同母线段的出线在线路末端联网，两回馈线也分别装上分段负荷开关和隔离刀闸。在其中一回馈线出现故障时，可通过分段开关将故障段隔离出来，对于电缆网络接线方式可以采用两回馈线组成互为备用网络，或采用三回馈线相互联络组成一个供电区域，其中两回带负荷，一回空载，作为两回负荷线的备用线。馈线之间可以组成大环网，一条馈线的负荷之间也可以组成小环网，形成大环套小环的形式。在负荷密集地区还可以建设开关站，变电所与开关站通过电源线连接，再由开关站向附近负荷供电，其作用是将变电所母线延长至用电负荷附近。 (4)制定负荷转移方案的原则是减少停电范围，尽量减少停电时间。在发现回馈线发生故障时，必须尽快查找到故障点，并将故障点前后的负荷转由邻近馈线供电，以使故障点的负荷隔离出去。 (5)国内外对各种电气设备都制定了详细标准，为设备选型提供了可靠依据。作为配网规划应选用运行效益好，损耗低，可靠性高，免维护的设备。对于开关设备应选用具备配网自动化功能，在设备中先安装配网自动化设备或者为以后发展预留空间。有些新型设备的购置费用虽然高，但运行可靠性高，故障率低，维护费用少，总体经济效益是相当理想的。 (6)配电网络规划在实施过程中随着负荷的发展状况稳定，在馈线负荷超出安全电流或没有足够的备用容量时，应该增加馈线，对用电区域的馈线正常供电范围进行调整。同时，配网规划内容也应作相应修改。 (7)为确保电网正常运行，必须建立健全的保护系统，在系统出现故障时，通过最少的操作次数将故障点隔离，保证非故障点尽早恢复用电。现在常用的系统保护方法有： ①用熔断器或过电流继电器实现过流保护，熔断器在超过熔断电流时自动熔断，迅速切断电流、保护用电设备，熔断器主要用于变压器保护。过电流继电器用于线路保护。 ②接地故障保护用于消除接地故障，对直接接地或通过不可调阻抗接地的系统，可以把电流互感器二次绕组接到接地故障继电器上，或者把过流继电器与接地故障继电器集中使用。对于中性点不接地系统或通过消弧线圈接地的系统，由于接地故障会造成系统电压和电流不对称，继电器可根据基本判据来确定是否控制相应的断路器动作断开。 ③单元保护，用于对系统中一个单元的保护，根据正常运行两侧电压相同的电路，流入的电流和流出的电流是相同的，通过比较两侧电流大小可以判断是否出现故障。但是单元保护要使用通讯线路，在保护线路太长的地方，很难将数据完整地集中起来进行比较。使用距离保护法可以打破这种局限性，在距离保护方案中，根据故障距离与故障阻抗成正比的原理，采用线路的电压和电流来计算故障距离。 ④自动重合闸装置的方法是利用继电器控制断路器去执行不同的跳闸与闭合顺序。线路中有大部分故障是可以自动消除或暂时性的，使用自动重合闸装置可以自动恢复供电。⑤电力系统中，有时出现运行电压远远超过额定电压值的情况，例如：开关操作瞬间或系统受雷击时，都会产生过电压现象。加强各设备绝缘强度和绝缘水平，或在网络中安装过电压保护设备，可以使过电压降低到安全水平，例如使用空气间隙保护或安装避雷器作保护。 (8)配电网络自动化管理系统是利用计算机网络，将自动控制系统和管理信息系统结合起来，建立系统控制和数据采集系统，为全面管理网络安全和经济运行提供依据。配网自动化系统的主要功能可以分成四个组成部分，第一是电网运行监控和管理功能，包括电网运行监视，电网运行的控制，故障诊断分析与恢复供电，运行数据统计及报告。第二是运行计划模拟和优化功能，包括配网运行模拟，倒闸操作计划的编制，各关口电量分配计划和优化。第三是运行分析和维护管理功能，包括对电网故障和供电质量反馈的信息进行分析，确定系统薄弱环节安排维修计划。第四是用户负荷监控和报障功能，包括用户端负荷和电能质量的遥测，用户端计量设备的控制，用户故障报修处理系统。 3 效益评估 配网规划经济效益评估，包括电网投资与增加用电量所产生收益的比较，以及为了使电网供电可靠性，线损率，电压合格率达到一定指标与所需投入费用之间的比较，采用投资与收益的研究可以确定使用那一种供电方式。 加快电力建设为地区经济发展提供了有利条件，但是电网投资与增加的用电量作比较，以此确定这些投资是否值得。所以电网投资要以分地区分时期发展，用电量发展快的地方相应电网投资也大，用电量发展慢的地方，相应电网投资也少一些。 对于用户来说，供电可靠性越高越好，但相应电网的投资也会大大增加。对于大用电量或重要用户，为确保有更高的可靠性，可以加大电网投资，因为减少停电时间可以同时减少用户和供电企业的损失。线损率是用来反映电能在电网输送过程中的损耗程度，公共电网中的损耗是由供电企业来承担的，通过对电网设备的技术改造，可以让供电企业直接得到经济效益。为了使供用电设备和生产系统正常运行，国家对供电电压质量制定了标准，对电压的频率、幅值、波形和三相对称性的波动范围作了规定。稳定的电压质量可以使供用电设备免受损害，让用户能正常生产，相比之下用户得到的好处会更多。
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