自来水供水工程的建设和维护

(一)城市供水工程的设计和建设

从现有的供水工作的实际情况来看,供水工程的设计可以分为三个阶段:可行性研究、初步设计和施工设计。规模较小的工程,也可以把可行性研究和初步设计合并成一个阶段,规模比较大的供水工程,也可以增加项目建议书阶段。(江焱生,1996)

可行性研究的目的是分析研究工程的经济可行性,包括确定建厂地址、确定工程规模、确定净化工艺、估算工程量及工程投资、提出资金筹措意见、进行经济评价和环境评价等。这一阶段的工作重点是,根据城市发展沿革、现状和未来发展规划确定合适的工程规模;经过多方比较确定水源,并根据长系列水文资料,进行水文分析,确定水源的特征水位;估算工程量和投资,提出资金筹措意见;核算供水成本,确定供水水价,进行财务评价,包括财务内部收益率、投资回收年限、还贷分析和敏感性分析等。

初步设计是根据已经批准的可行性研究,即在工程规模和水源已经确定的情况下,提出具体的施工方案、工期和工程概算,落实投资来源,并复核财务指标。其深度应能够满足投资包干、设备及主要材料定货或招标、土地征用及拆迁、用电申请和施工准备等要求,成果包括设计说明书、工程投资概算、设备及主要材料清单和设计图纸等。

初步设计完成以后,方可进行施工图设计,其深度应能够满足施工安装的要求。主要成果是图纸和施工预算。

在完成工程的设计程序以后,由业主进行工程招投标,中标单位按照设计的要求和当地政府的施工管理办法严格施工,施工完工后需要通过有关部门的验收后方可投入使用。

(二)城市供水工程运行和维护。

城市供水工程运行包括用户用水量预测与需求分析、配水管网运行分析、水厂计划编制、原水供应计划编制、非正常情况下的供水供应等内容。(陈运珍,2000)

1.用户用水量预测与需求分析

用水量预测是根据用户过去用水量的历史数据进行相关分析后找出各个用户区域最主要的用水相关参数和时变特性,建立模型,在此基础上做出用户用水量的长期、中期、短期预测,从而编制出用户年、月、日的用水计划。

用户是变化的,用户的用水量也是千变万化。为了更准确地获得预测模型,需要对模型进行校正和仿真分析。由于水厂供水数据比较齐全,通过对水厂供水量模型的建立,可以对用户用水模型和分布模型进行校正。仿真分析的条件包括不同用户的用水变化、用户用水的季节变化、重大节假日的变化规律,通过仿真进一步分析模型的可信度。(www.xing528.com)

2.配水管网运行分析

供水系统中管网的分析与计算是配水管网运行分析中的两个重要的模块。管网的分析与计算包括两方面的内容,其一是通过对用户用水的要求、管网的管道阻耗系数、配水泵的Q-H特性、管网的等水压线分析,来确定管网的合理配置、管径的大小以及测压点的位置。其二是针对已有的管网分布及其特性,建立管网的特性分析模型,用来分析管网对供水的影响,这一点在调度系统中是必须首先考虑的。

配水管网分析模型的建立涉及的管网参数包括管径大小、水头损失、节点流量、管线布置、配水特性等。管网模型包括模拟仿真分析模型和在线实时计算模型。管网运行分析的目的是用管网模型来分析管网测压点水压变化对供水的影响。

3.水厂生产计划编制

每个水厂的生产计划编制是在分析该水厂的生产能力、供水范围的基础上,根据整个调度系统的工作状态来进行,同时还要考虑水厂的制水成本。

通常水厂生产计划包括长期、中期、短期计划,分别是在每年、每月、每天的实际生产过程中实施。一般的计划编写原则是保证供水需求的前提下降低消耗。供水量是变化的,因而贮水量也要变化,从而计划也要变,这就是分析供水量的变化与贮水量及生产量的关系,也就是要建立一个模型来分析三者之间的关系。

4.原水供应计划编制

原水供应的原则是均衡供水,减少调蓄次数,降低成本。通常水厂的供水计划是在满足用户需要的情况下,以最小的成本保持清水池一定的水位,而原水供应应以保持各水厂的清水池水位在一定值时的供水量为准。这就需要建立一个原水调需模型来分析原水的供应与各水厂的用水的关系,以及在气象、水利等要素的干扰下的变化情况,同时要借助于模型分析来进行长、中、短期的计划编制来进行年、月、日供水量的分配。在需要考虑优化时,则可以在上述模型分析的基础上来进行,以保证最低的输水成本和最恰当的输水量。

5.非正常情况下的供水分析

非正常情况包括以下几种情形:限定供水、故障供水和特需供水。限定供水也叫不完全供水,是针对高峰供水时间内水源紧张情况下的供水方式。故障供水又可以分为输水系统故障、水厂设备故障和配水管网故障等。特需供水指大型社会活动、节假日和消防供水等。

图16-1是某城市供水系统的构成示例。