城市给水管网系统所面临的问题及对策初探

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1、城市给水管网系统所面临的问题及对策初探黄文清杨燕玉溪市供排水有限公司云南玉溪653100摘要：分析了供水系统所面临的问题,提出目前采用的管网微观动态水力模型的优越性和局限性。阐述了给水管网分区的概念，即在管网微观动态模型的基础上进行给水管网分区,然后用模型指导管网的运行，阐述了管网建模和管网分区方法。关键词：给水管网；管网建模；管网分区1现行给水管网系统所面临的问题1.1用户对供水安全性的要求提高给水管网系统是一个庞大复杂的“反应器”，经水厂处理合格的水，在管网中会发牛一系列的物理、化学及牛物反应而导致水质下降。用户对水量和水质要求的提高也加大了供水系统的运行难度。1.2供

2、水效益亟待提髙在满足社会需求和环境保护要求的前提下，必须尽量减少供水成木。电费在自来水成木中所占比例较大（一般为30%〜40%），故降低电耗始终是贯彻节能方针、提高供水企业经济效益的重要环节。管网漏失在计算供水成木时往往被忽视,实际上它应是影响供水企业经济效益的最重要因素。一般采用供水产销差代替漏失量进行统计分析。供水产销差过大是长期困扰我国供水行业的一个老大难问题。随着近年来劳动力价格的提高，劳动力成木成为供水成木中一个不可忽视的项目。1.3管网优化运行要求管网布局科学由于我国经济发展迅速、城市化发展快、自来水普及率提高迅速而导致供水系统布局和规划有欠科学，忽略了供水系统

3、是一个多目标问题,致使管线连接复杂、铺设兀余，出现了管理困难、停留时间长、事故影响范围大等问题,故应逐步改善管网布局以实现管网的优化运行。2给水管网微观动态建模随着遥测远传设备价格的下降,SCADA系统和优化调度系统进入了实用化阶段;计算机技术的发展也使GPS、GIS、MIS及0A等系统走向成熟;信息技术，传感器、电动执行机构、控制等技术的进步,促进了大型系统的控制和管理水平提高;优化技术、模拟技术与计算机技术的发展，为模拟大型的动态变化的给水管网系统提供了条件。建立与实际管网系统特征相符的动态模型是优化管理、优化调度及优化改（扩）建的基础，是诊断管网异常、提高管理水平的保

4、证。建模技术流程见图lo图1管网建模技术流程图给水管网模型主要应用于信息的查询显示、现状分析（供水路径、水流方向、管道负荷、供水趋势等）、事故处理分析、实用辅助改（扩）建以及漏失控制、优化调度、水质监控等。3城市给水管网分区给水管网微观动态建模对解决管网现存问题至关重要,但由于管网布局不尽合理,故系统的微观动态建模对改善管网运行的作用十分有限，为此提出了城市给水管网分区的新理念。国外城市分区供水起步于20世纪80年代，英国伦敦的给水管网被改造为16个区域，日本东京的管网由50多个区域组成，大阪的管网有18个区域。3.1城市给水管网分区新概念给水管网分区对提高供水系统管理水平

5、、提高供水效益、优化管网运行以及减小产销差等具有重要意义。这里的“分区”不同于一般概念上的管网并联或串联分区，而是将现有的管网系统改造为若干个区域，实现分区供水‘实施区域管理。为保证安全用水，各区域之间用应急管道连通。分区后管网的供水管和配水管功能明确，各区域的进水点数目少（见图2）。（2）划定区域规模。在保证用户水压足够的前提下，分区后管网应均衡水压,尽可能实现低压供水以利于减少漏失量、能耗和事故发生率。为将区域水压控制在一定范围内，需考虑以下因素来确定区域规模:区域内地形标高差、管道的水头损失、区域的形状、进水点的位置、人口密度及工业用水情况等。为减少管网改造费用，也应

6、根据区域内现有主要管道的管径确定管段流量，设计分区规模。另外,分区之后的区域规模应便于漏失调查和区域计量。（3）确定进水点数目和位置。区域的进水点数目与区域内水压控制、流量测定以及事故发生时的解决措施等有关。在保证供水安全可靠的情况下,进水点数目应尽量少。单点进水时有利于设定进水管的位置和确定水压控制点,而多点进水吋则难于确定水压控制点,但当发生事故吋多点进水则相对容易保证供水安全可靠。区域规模不大时一般建议采用2个进水点,主要是为了当发生事故或用水量变化较大时易于管理。必须通过反复的水力模拟计算来确定进水点的数目和位置。（4）划定区域边界。分区边界应考虑的主要因素是:地面

7、标高（分高、低区）;地形（江河、铁路、主要街道）;用户用水类型;现有水厂的供水能力（经济合理）;水压分界线等。（5）区域的规整。分区确定之后应通过水力模拟计算确定其合理性并进一步完善方案，明确给水管网系统中的主要送水干管，限制干管配水,对部分管道实施闸断、改造或加设供水设施。为减少管网内死水的发生,应使管道末梢部分形成环状或在管道末端部分设置排水设备。3.3分区的作用（1）给水管网系统发展规划。可掌握各个区域的水量，易计算分配水量、布置管道、计算管径等;明确各管路的功能及重要性，便于提出旧管道的改建方案。（2）控制