合流制污水干管优化运行研究

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1、·管网设计与运行·大型合流制污水干管优化运行研究谭琼１１１２２时珍宝张建频袁述时张立（１上海市水务规划设计研究院，上海２００２３２；２上海市城市排水有限公司，上海２００２３３）摘要大型合流制污水干管已成为众多城市合流污水收集与集中输送排放的重要组成部分。建立上海市合流污水一期工程干管水力模型，对典型旱天和雨天工况进行模拟分析，为优化干管运行提供了技术支撑。提出了旱天优化运行模式，可实现防淤积、削减溢流、均化水量、节能降耗等多方面目标。指明了合流制污水干管初期雨水不放江的临界降雨强度，验证了当干管系统遭遇不均匀强降雨时，提高相应支线泵站截流量以减

2、少污水放江的可行性，为指导干管优化运行的生产实践提供科学依据。关键词污水干管合流制水力模型优化０引言倍数基本为３）。工程设计为主要收集普陀、长宁、大型合流制污水干管承担了城市合流污水的收静安、闸北、黄浦（部分）和部分虹口、杨浦、浦东外集与集中输送排放任务，在城市污水治理中发挥了高桥等地区的合流污水，通过连接管进入输送干核心作用。过去，污水干管的设计通常基于污水量管，经彭越浦泵站提升后，通过压力箱涵输送至位预测和水量逐段叠加，而输送干管的运行管理主要于浦东黄浦江岸边预处理厂，经预处理后，由出口基于经验。随着城市的高速发展，污水干管逐渐面泵站提升至

3、竹园地区出水高位井，由排放管外排临运行工况的较大变化和日益严格的节能减排要长江。求，旧的运行模式无法充分发挥大型污水设施的效工程污水输送规模为１４０万ｍ３／ｄ，在浦东排放益。发达国家早已从单纯注重排水设施硬件建设发口高位井处接纳外高桥地区３０万ｍ３／ｄ污水，合计旱展到建管并重，高度重视运行调度管理以充分提高流污水量达１７０万ｍ３／ｄ，雨天截流量４９．３２ｍ３／ｓ。工［１～５］２已建排水设施的效能和保障程度。近几十年计程设计时服务面积７０．５７ｋｍ，服务人口２５５万人，服算机模拟理论与技术的飞速发展，管网模型的成熟务范围包含４４个排水系统共５２座

4、泵站。［６～８］应用为提升运行管理水平创造了有利条件。截流干管以彭越浦中途泵站为界，彭越浦泵站上［９］上海市合流污水治理一期工程（以下简称工游为重力流管道，长９．０９ｋｍ，管径１２００～５０００ｍｍ；程）是上海市中心城苏州河沿岸地区截污治污的主体彭越浦下游为压力箱涵，长２３．２７ｋｍ，采用双孔现浇钢工程，为中心城水环境改善发挥了巨大作用。加强对筋混凝土结构，每孔宽４．２５ｍ，高３．５ｍ。污水干管的管理，对保障新形势下污水系统安全运目前，服务区域的人口、产业结构调整使工程行，节能减排，进一步提高水环境质量至关重要。本干管服务区域的污水量及其分布发

5、生了较大的变文借助先进的计算机水力模型手段，对原污水干管的化，已与工程干管建设时的设计边界条件不一致。运行调度方式进行优化和验证，探索提升现有污水干其最新的服务范围较原先有了较大的增加，浦西管调度水平，充分发挥现有设施效能，为其他城市和从现状的９５．６ｋｍ２增加到规划的２４６．５ｋｍ２，但地区的大型污水干管优化运营提供参考借鉴。污水总量却无显著增加———这是由于产业、人口１工程概况结构调整使合流制地区的污水量较原先设计污水工程于１９９３年１２月建成通水，该干管除接纳量大幅减小，这也为提高合流制地区的截流倍数苏州河沿线的旱流污水外，雨天还按一定截

6、流倍创造了有利条件。工程原服务范围见图１，规划服数截流雨水（干管设计截流倍数为１．５，支线截流务范围见图２。给水排水Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．１１２０１１９７表１出口泵站现状运行水位流量／ｍ３／ｓ＜３０＞３０数量／台≤４≥５前池液位控制目标／ｍ４．２～３．２２．１７～１．４５在分析长期运行情况基础上，选取具有代表性的旱天和雨天运行数据对模型进行率定，调整模型参数使模拟结果同实际运行情况相吻合。部分率定结果见图３。图１工程干管走向及原服务范围图２工程干管规划服务范围（２０２０年）２水力模型研究采用英国Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ公司ＩｎｆｏＷｏｒｋｓＣＳ排水模

7、型软件建立干管及截流连接管的水力模型。依据实测数据率定模型，在此基础上，通过改变输入负荷、调度方式等参数，分析并优化不同工况下的运行效果。收集了建模所需的原始资料，包括：管网的拓扑图３模型率定结果结构和基本属性数据、相关设计资料、施工图等。通３干管存在问题讨论过监控系统（ＳＣＡＤＡ）实现对泵站数据的采集、监视根据对典型旱天、雨天运行情况的分析，总结工和控制，以５ｍｉｎ间隔记录泵站降雨量、前池水位以程目前存在的问题如下：及各泵启闭状态。用于进行模型率定和分析的水量、（１）干管服务范围和水量已发生变化，但其运水位等运行数据主要来自上述ＳＣＡＤＡ运行

8、数据库行策略尚未作相应调整，运行方式和调度模式主要及其泵站运行三线图。还是依赖设计参数和经验，缺乏科学指导和系统干管模型含两个重要控制点，即彭越浦中途