水看世界|香港供水系统的运作和保养

《净水技术》

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供水系统是保障饮用水安全的最重要的环节之一，也是众多水务企业关注的焦点。借鉴香港供水系统运作和保养的经验，供水务行业专业技术人员参考。小编利用业余之余，根据香港水务署公开资料编辑汇编形成了本文，分享给行业人士！（本文整理自香港水务署官方网站）

1

概述

香港的供水系统，是全球最安全和最可靠的供水系统之一。香港水务署负责饮用水（食水）和海水的供应，以及管网配水系统的运作与维修保养事宜，以确保客户能得到稳定的供水。香港水务署的饮用水供应系统不仅覆盖人口密集的市中心及卫星市镇，也伸展到乡郊地区，覆盖全香港99.99%的人口。另外，冲厕用海水供应系统也在不断扩展，目前已为大部分市区及新城镇提供冲厕海水服务，覆盖全香港85%的人口。

1.1

饮用水供应系统

饮用水供应包括三个主要环节：原水获取、净水处理和饮用水输配。原水从水塘和东江经大型输水管道送到水厂，经水厂处理后再经输水干管抽送到配水库，继而利用重力流流进输配管网，从而输送到不同的建筑物包括住宅、商厦、酒店和餐厅、工厂和仓库等，最后抵达终点——用户的水龙头。

香港饮用水供应系统流程示意图

1.2

海水供应系统

海水与饮用水的供应系统是完全独立的。海水供应系统采用「调节池」式配置。海水从抽水站的输水管直接抽送到用户单位，而剩余的水则送往海水配水库储存。

香港典型海水供水系统示意图

2

水务设施

香港的饮用水及冲厕水供应是一项极具挑战的艰巨工作。面对着700万人挤在1 100平方公里土地的现实，香港水务署需开发一套创新的方案和具有独特研究的专业知识来管理香港的供水系统。其中主要的挑战不单来自水厂处理和输配环节，更是保养庞大的供水基建设施包括原水管道、输水隧道、水塘、水厂、提升泵站、配水库和输配水管，以确保一个可持续及环保的供水系统。这些基建设施是饮用水及冲厕水供应系统的主要命脉。

2.1

水塘

香港的水塘包括两个海中兴建的水库和15个传统的水塘，总储水量是5.86亿立方米。当全部水塘百分百储满时，总储水量足以应付香港大约六个月用水的需求。雨水经原水管道、输水隧道和高架水道等管渠输送到水塘，而收集来的雨水和来自东江却在当天没有被使用的剩余原水则会在水塘作暂时储存，然后输往水厂处理。环绕水塘周边一带大部分都是景色优美的郊野公园，公众可在此钓鱼、跑步和郊游等。

香港水务署对每个水塘的储水量按周为单位进行更新，并提供与去年同期的比较数据，帮助有关单位和公众及时了解所需信息。

例：2019年1月16日公布的即时水塘存水量数据如表：

2019年1月16日全港水塘存水量

同时，在香港水务署也可以查询到每个水塘的最大存水量数据，这个数据也可以通过上表的即时存水量和占容量百分比数据推算获得。

2.2

水厂

目前全香港有21家水厂，每天可处理水量达502万立方米。水厂处理的目标是把原水净化至可供饮用的标准。在香港，原水经处理后，水质完全符合世界卫生组织的饮用水指引标准。

在净水过程中，原水（即未经处理的水）会先加入化学品进行预先处理，然后流入絮凝澄清池以去除较大的颗粒及杂质，再流进滤池去除更幼细的微粒。过滤后的水经消毒后才可供应市民饮用。为避免饮用水在送往用户途中滋生细菌发生二次污染，微量的余氯仍然会保留在水中。香港水厂也会加入氟化物，保护牙齿。

香港水厂的净水工艺主要为常规工艺，即预处理、澄清、过滤、消毒四个环节组成。

预处理：包括①投加明矾（把水中杂质凝聚成较大颗粒，即絮凝剂）、②熟石灰（调节水中酸碱度）、③离子聚电解质（加速水中杂质的凝聚，即助凝剂）、④高锰酸钾（帮助消除水中的Mn）、⑤臭氧（氧化杂质、抑制藻类、减少嗅和味）、⑥粉末活性炭（消除水中嗅和味）。

澄清：将颗粒杂质凝结成较大的絮凝物并加以去除，包括①多层式沉淀、②固体接触澄清、③高速澄清、④气浮。

过滤：利用重力过滤或生物过滤的方法，去除更小的微粒。生物硝化过程是利用天然存在于原水的硝化细菌在适当的环境下将水中氨氮转化为硝酸盐。硝化过程被成功地应用于生物过滤工艺中。

消毒：过滤后的水会在接触池内加入氯气或臭氧进行消毒。臭氧在饮用水处理工艺中是作为一种强力的消毒及氧化剂。臭氧在饮用水处理的其他有利用途包括有效地消除引起异味的杂质、加强铁及锰的氧化及减少氯气使用剂量。但臭氧投放后不会在水中留有残余含量作持续性的消毒作用，仍需加入氯作消毒及保持饮用水在输配系统中含有残余氯。另臭氧处理一般需配合生物过滤去除因加入臭氧而产生的可同化有机碳以保持食水的生物稳定性。

2.3

提升泵站

目前有超过190个不同大小的原水、饮用水和海水提升泵站遍布全港。每个泵站基本设置有水泵机组和调控设备，可通过现场的手动方式操控，也可以采用自动模式运作或由区域控制中心遥控操作。

2.4

配水库

遍布全港共有超过220个配水库，配水库的作用在于短暂备存饮用水或海水，以应对每天用水高峰期的需求，也有助控制供水水压。当输水干管未能运作时（例如在维修干管的时候），备存的饮用水或海水也可充当缓冲，维持供应。配水库通常建于高地，以便利用重力提供足够的水压，让水自流入配水的管网，供应给用户。配水库一般以钢筋混凝土建造，整个或部分埋于地下，设计与四周环境融合。配水库周围植有树木和草丛，用以隔热和调节气温。顶部铺上草皮或以喷草作为绿化措施，部分则改建为游乐场，开放给公众使用。

2.5

配水管

饮用水或海水经配水管输送到全港用户。多年来，在地面、地底及海底共铺设超过8 000公里的饮用水管和海水管，通往市区及郊区。配水系统提供的水压，一般足以输水至离地面数层高的楼层。在设计喉管时，要确保用户在用水高峰期仍取得足够用水，并能供应足够水量救火以符合消防需求。喉管的直径一般由20毫米至800毫米不等。

香港水务署通过逾8000公里长的管线为超过7百万人口提供供水服务。与其他已发展的国家/城市相似，香港供水管网漏损是一个长期的问题。山丘地形导致供水水压偏高、市区环境挤迫及大量的地下公用事业设施等因素，都使水务署确保高度可靠和可持续发展供水管网的工作充满挑战。

在90年代，由于大量水管的使用寿命快将完结，导致供水管网耗损严重。更换及修复老化水管以更新供水管网，是遏止水管爆裂及渗漏事故频繁发生的最有效的措施。于是，水务署遂于2000年展开涵盖更换及修复约3000公里老化水管的计划。

随着更换及修复水管计划于2015年大致完成后，香港的供水管网的状况已大为改善。全年水管爆裂个案由2000年高峰期约2,500宗大幅减少至2017年的88宗。而水管渗漏率亦由2,000年超过25%下降至2017年的约15%。

然而，供水管网尤其是早前更换及修复水管计划尚未涵盖的水管仍会继续老化和耗损。鉴于现时供水管网状况已经大为改善，大型的更换及修复水管工程不再是维持管网健康的唯一有效方法。随着近年感应器、遥测、管网管理软件及数据分析的科枝进步，香港认为现在是合适的时机推行智慧管网，分析供水管网的状况，制定最符合成本效益的措施以维持管网的健康状况。

智慧管网基本上是利用先进科技，持续监测供水管网的整体状况。在智慧管网下，供水管网将会分成约2000个大小易于管理的独立监测区域和水压管理区域。每个区域的管网内均安装高科技监测和感应设备。监测区域是指供水管网内一个可由关闭区域边界闸掣，或者彻底截断水管而形成的独立区域（即计量分区），而供应到该区域的水量会以流量计计量。若实施水压管理不会影响维持正常供水所需的最低水压，监测区域亦可用作水压管理区域。图1为监测区域和水压管理区域的示意图。

监测区域和水压管理区域的监测和感应设备会收集大量水流量，水压及其他相关的管网数据。如图2所示，我们将会设立一套的智能管网管理电脑系统，用以分析所收集的数据，从而持续（有需要时则为实时）监测管网状况。

推行智慧管网可使香港水务署根据有问题监测区域和水压管理区域的失水程度，决定采取跟进措施的优先次序，以保持管网的健康。智慧管网也可使下列4项主要管网管理措施以综合和协调的方式有效实施：

①利用安装在管网内的监测和感应设备，以进行主动探测和控制渗漏；

②实施水压管理，减低水压管理区域内的压力；

③就渗漏和爆裂水管进行优质和快速的维修工作；

④对通过维修已不具备成本效益的老化水管进行更换。

由于时间原因，本文经整理后仍可能会有未尽完善的地方，还请大家批评指正与见谅！

——阿三