■吴言

　　浙江是著名水乡，水是生产之基，生态之要，生命之源。“五水共治”（治污水、防洪水、排涝水、保供水、抓节水）是省委、省政府在新常态下根据浙江“水乡”省情和公众亲水诉求，倒逼经济转型升级、加快“两美浙江”建设的重要战略举措，是根据浙江深入贯彻“八八战略”的具体行动。

　　“五水共治”中的“保供水”是人类历史上城市供水管网系统技术发展、城市供水管网系统管理发展的新阶段。城市供水管网系统技术和管理的历史发展主要是在四大方面的发展：供水系统、管材优选、管道水力计算、管网分析。

　　几千年来，因人类的聚居、市井城镇的形成，城镇供水系统不断地进步、发展。最早出现的给水工程建筑应该是引水渠（高架渠）或水井。工业革命爆发，大量人口涌人新兴工业城市。城市人口的大量增加给给水系统造成了巨大的压力，霍乱和伤寒等传染病频繁发生。大约在20世纪初，氯首次作为给水消毒剂投入使用。1909年，泽西市成为美国第一个确定永久性使用氯作为饮用水消毒剂的城市。

　　在城市供水管网系统技术和管理历史发展过程中，给水管材有这样一个演进的优化过程：木质水管、陶管、铸铁管、石棉水泥管、UPVC管、MDPE管。在中世纪时期出现的公共给水系统，早期的输水管为掏空的树干，每两段用管口接头连接，再用铅或者其他材料密封。然后是铸铁管，给水行业使用铸铁管的时间是在18世纪末19世纪初。接着出现了石棉水泥管。在普通水泥管中掺人11%的石棉纤维即可使其具有抗压强度。自20世纪20年代起直至80年代，石棉水泥管被广泛应用。后来出现了UPVC管，20世纪50年代，大量生产，UPVC管材的优点是质轻、易处理、不易腐蚀、价格低廉。但是，UPVC管也有一些缺陷，如暴露在阳光下极易恶化变质等等。于是，出现了MDPE管。MDPE管的应用效果良好，随着其性能的不断提高，MDPE管逐渐取代了传统铁管。

　　在城市供水管网系统管理的发展历史中，管网水力计算的发展非常重要，否则，就无法有效管理。历史上，首个管道流量计算公式是由安托万·谢才在1770年前后推导出来的。最初这个公式是用来计算明渠流量的，但管道流量计算也作为一种特殊情况被涵盖其中。当然，从量纲角度讲，谢才公式是不正确的。傅里叶（1768~1830年）提出了“量纲分析”的概念，这一概念为建立流体力学物理模型作出了巨大贡献。1845年，威斯巴赫（1805~1871年）提出了一个计算公式。1889年，爱尔兰工程师罗伯特·曼宁提出了明渠和管道的流量计算公式。罗伯特的公式不仅适用于较广的条件范围，而且结构简单，公式关系也可绘制成表。因此，工程师可根据该表简化迭代计算。1905年，美国人提出了海曾—威廉公式。上述两个经验公式虽有很多不足，但它们曾被广泛应用于水力计算长达100年。1939年，科尔布鲁克和怀特又提出了科尔布鲁克—怀特公式。后来，计算机开始应用于工程领域，经典的曼宁公式和海曾—威廉公式最早被开发为计算软件，后来逐渐被科尔布鲁克—怀特公式取代。

　　管网分析。管道水力学分析仅限于单一管道，然而给水管网却不是单一的独立管道，而是由很多管道通过节点连接组成的复杂网络，管网系统中都需要确定如何计算流经每根管道的流量，而且，每根管道的管径和粗糙度不一定相同。在20世纪70年代中期，微型计算机只能分析简单的管网。到20世纪90年代中期，计算机的处理能力已达到计算整体管网模型的水平，但仍要忽略小管径管道。到了2000年之后，电脑模拟管网模型终于成为了可应用于实践的工具，在过去的10年中，管网模型分析又有了重大发展：整体管网分析终于成为现实，并能定期更新信息数据，大大简化了建立新模型的过程。模型还增加了各种新功能包括推算管网中余氯的衰减情况，从而为控制管网余氯浓度提供了理论依据；追溯污染源；预测污染物在管网中的扩散等。另外，将模拟信息与客户数据库链接后，还可发布预警信息。

　　可见，给水工程的历史是一个充满创新和进步的历史，而且，今天的给水工程依然充满挑战，数字时代的到来使给水技术前进了一大步，给水工程师可以更高效地计算管道流量和预测管网运行效果，如管网常规清洗时的隔离操作和旧管网系统改造等。“五水共治”中的“保供水”正是在给水工程数字化时代的新任务。我们要运用“数字化”新技术，推进城市供水管网改造，整体提升管网品质，减少漏损，改善供水质量；加强供水管网维护，开展主、支供水管网冲洗，优化安全供水管网环境。

　　（作者单位：长兴县水务有限公司）