DBS分区在天津市再生水管网中的研究与应用.pdf

分区在天津市再生水管网中的研究与应用何 伟 李 强 李春桐 尹学锐 李 伟(.天津中水有限公司 天津 .天津三博水科技有限公司 天津)摘 要:针对天津市再生水管网漏失率高、管道漏损控制体系不完善的问题应用水力模型指导再生水管网 分区对比分区前后漏失率变化和压力变化再生水管网漏损率从 降低至 再生水厂出厂压力降低 管网不利点压力提高约 降低了管网漏失率提高了水厂运行经济性 关键词:分区 再生水管网 漏损控制 供水能耗中图分类号:.文献标志码:文章编号:():./.(.):.:近年来国内外对管网分区管理技术开展研究较多 赵洪宾首次提出供水管网区块化管理思路在水力模型计算的基础上将供水管网改造为若干区域实现分区供水管理 证明了 和 两种分区方法在实现区块计量和漏失控制方面均可实现重要作用 乔庆将 分区方法应用于实际的城镇供水管理在规划和设计的前期对管网实现区块化提升水司效益 费战波等提出了基于物联网监测的城市供水系统分区建模技术并在某水司管网日常调度和管理中取得了良好的应用效果 陈学志等采用 算法对某市管网进行 分区经济上每年节省制水成本 万元天津市再生水管网通水管线已达 随着天津市道路与小区建设的加快现有再生水管线断点连接后通水长度超过 许多老旧生活区再生水管网铺设年代久远配套设施落后与管网常年失修漏失现象严重导致水资源浪费和地基松散 通过对管网进行分区管理不仅可提升管理效率且在均衡管网运行压力、提高供水安全性、降低第 卷 第 期 年 月 供 水 技 术 .管网漏失率等方面发挥重要作用理理论论基基础础 分区理论分区供水()依据水力模拟分析结果结合独立计量分区和压力管控分区模式实现对各区块水量、水压进行科学管理达到独立计量、压力管控的双重目标符合分区供水理念是水司实现管网系统科学管理的有效途径 分区原则供水管网一级分区边界以输水主干管为主对整个供水管网区域水压、水质和水量进行综合管理一级分区主要考虑:水源、水厂范围及水质水厂位置及容量该分区的供水能力及未来需水量行政区域面积及相邻区块间的联通管供水管网二级分区边界以输水干管为主以区域内流量管理为主 二级分区主要考虑行政区域内铁路、河流、地形条件、城市主干路、人口规模减压阀压力计、流量计等是否能发挥作用相邻区块的连通管等因素供水管网三级分区由支管或配水管组成以水压管理和水量漏失管理为主 分区考虑主要因素为地形条件道路间隔区内人口数量、管网长度与敷设面积管网末梢是否存在滞留区压力计与流量计位置及相邻连通管等规规划划分分区区方方案案 一级分区天津市再生水厂共 个根据 分区原则存在多个水厂的前提下以各水厂供水范围为分区边界在各个水厂的交汇区域加装计量设备或关闭阀门进行管网一级分区 由于张贵庄水厂、北仓水厂和东北郊水厂尚未与其他两个水厂实现并网因此将这三个水厂的供水区域进行独立一级分区同时依据水力模型的计算结果与管网断点得出津沽水厂和咸阳路水厂的供水范围 个一级分区见图 各分区流量计安装明细见表 除 流量计需要安装在现有通水管线上其余一级分区流量计均为断点需要随路与管线规划进行安装 二级分区由于天津市再生水管网敷设面积较大以津沽分区为试点首先进行二级与三级分区该分区用户多管网敷设较为成熟、稳定 通过现状管线与远期北辰分区咸阳路分区东北郊分区张贵庄分区津沽分区图 再生水管网一级分区 .规划管线分布看在水厂供水范围内以南外环为边表 一级分区流量计汇总 .流量计编号流量计位置流量计口径流量计子牙河与西外环交口 年断点流量计海河东路与雪莲南路交口流量计成智道与市场路交口 年断点流量计简阳道与复康路交口 年断点流量计复康路与碧欣路交口 年断点流量计宾水西道与外环线交口 年断点流量计陈台子排水河与津涞公路交口 年断点界南外环以外管线分布较少、以长距离树状管线为主外环线以内管线多成环分布、管线密集利用水力模型结合城市主干道将津沽分区供水范围内划分 个二级分区 津沽一区以复康路为北部边界海河为东部边界西外环为西部边界郁江西道和津涞公路为南部边界 津沽二区以郁江西道和津涞公路为北部边界团泊快速路为西部边界津晋高速公路为南部边界以环岛东路和津瑙路为东部边界 津沽三区以黑牛城道为北部边界环岛东路为西部边界南外环为南部边界洞庭路为东部边界 津沽四区以海河为北部边界洞庭路为西部边界南外环为南部边界东外环为东部边界 以津港高速和蓟汕联络线为边界将外环线以南部分分为津沽五区和津沽六区同时将津瑙路以西部分纳入到津沽二区 具体分区见图 分区内流量计安装明细见表 三级分区三级分区以水量计量与水压管理为主 需结合当地自然条件和管网实际布局情况进行确定分区原则如下:确定合理的分区大小均衡各独立计量 年 月何 伟等:分区在天津市再生水管网中的研究与应用第 卷 第 期津沽一区津沽三区津沽四区津沽二区津沽五区津沽六区图 津沽分区内二级分区情况 .表 津沽分区内二级分区流量计汇总 .流量计编号分区流量计位置流量计口径流量计卫津南路与郁江道交口流量计紫金山路与丽江道交口北侧流量计紫金山路与丽江道交口北侧流量计紫金山路与绥江道交口流量计半岛蓝湾北门流量计半岛蓝湾东门流量计外环南路与环岛东路交口流量计津沽迁建与外环南路交口流量计外环南路与洞庭路交口流量计洞庭路与淇水道交口流量计洞庭路与珠江道交口流量计洞庭路与郁江道交口流量计大沽南路与外环南路交口西侧流量计大沽南路与外环南路交口南侧流量计海河与昆仑路交口南 年断点流量计黑牛城道与洪泽南路交口 年断点流量计津汕快速路与快速路交口 年断点流量计外环南路与兴华九支路交口 年断点流量计外环南路与津港路交口 年断点流量计再生水加压泵站出口 年断点流量计津港高速与蓟汕联络线交口 年断点区域的需水量确定区块水量和区块阶层尽量减少使用流量计结合整个区域的供水系统布局最大限度利用天然屏障将输水干管作为分区的主要边界减少流量计的安装数量确保供水安全做好区域内压力均衡情况和事故解决措施确定分区进、出水点的数量和位置因整个管网改造项目实施周期较长可采用近远期结合的方式实施再生水管网三级分区方案津沽分区内现状管网较多且集中在外环线内因此对部分管线密集的二级分区进行三级分区即对津沽一区、二区、三区、四区进行三级分区以便更好进行计量管理津沽一区以复康路以南外环线以东津涞公路以北简阳道以东定为津沽 区以复康路以南外环线以东宾水西道以北定为津沽 区以宾水道、乐园道、新围堤道以南奥体中心以东黑牛城道与郁江西道以北海河以西定为津沽 区 分区图见 流量计安装明细见表 津沽1-1区津沽1-2区津沽1-3区图 津沽一区三级分区 .表 津沽一区三级分区流量计汇总 .流量计编号分区流量计位置流量计口径流量计卫津南路与黑牛城道交口流量计宾水西道与水上公园东路交口流量计红旗南路与宾水西道交口流量计宾水西道与环湖路交口 年断点 津沽二区以津涞公路以南团泊快速路以东卫津南路以西部分定为津沽 区郁江西道以南卫津南路以东梅江西路和紫金山路以西部分定为津沽 区丽江路以南梅江西路以东外环线以南友谊南路以西部分定为津沽 区友谊南路以东外环线以北环岛东路以西定为津沽 区分区示意见图 流量计安装明细见表 表 津沽二区三级分区流量计汇总 .流量计编号分区流量计位置流量计口径流量计宝通道与集美道交口流量计宝通道与卫津南路交口流量计规划支路与丽江道交口流量计江湾广场北门第 卷 第 期 供 水 技 术 年 月津沽2-2区津沽2-3区津沽2-1区津沽2-4区图 津沽二区三级分区 .津沽三区以黑牛城道以南紫金山路以东解放南路以西定为津沽 区以黑牛城道以南解放南路以东浯水道以北洞庭路以西定为津沽 区以浯水道以南环岛东路以东外环线以北洞庭路以西定为津沽 区 分区示意见图 流量计安装明细见表 津沽3-1区津沽3-2区津沽3-3区图 津沽三区三级分区 .表 津沽三区三级分区流量计汇总 .流量计编号分区流量计位置流量计口径流量计解放南路与郁江道交口流量计解放南路与珠江道交口流量计太湖路与谭江道交口南侧流量计解放南路与江水道交口 津沽四区以海河以南洞庭路以东珠江道以北柳林路以西定为津沽 区以珠江道以南洞庭路以东外环线以北鄱阳路以西定为津沽 区以海河以南柳林路与鄱阳路以东外环线以北外环线以西定为津沽 区 分区示意见图 流量计安装明细见表 津沽4-1区津沽4-2区津沽4-3区图 津沽四区三级分区示意 .表 津沽四区三级分区流量计汇总 .流量计编号分区流量计位置流量计口径流量计外环南路与潘阳路交口流量计渌水道与潘阳路交口流量计浯水道与潘阳路交口南流量计浯水道与潘阳路交口北流量计泗水道与潘阳路交口 年断点流量计珠江道与学院路交口北侧流量计大沽南路与珠江道交口东侧分分区区效效果果评评价价津沽四区再生水用户较多管网配套成熟且管网较为老旧分别从供水压力、不利点压力和漏损率三方面评价分区效果 供水压力根据 系统中压力监测点实时传输数据对比津沽四区分区前后的平均供水压力见表 表 分区前后节点平均压力变化 .区块名称分区前/分区改造后/津沽 区.津沽 区.津沽 区.实施 分区后干管的输水与配水功能分离缩短了供水路径进而降低了管网中的水头损失在保证安全供水的前提下津沽 区整体供水压力有所提高 水厂出厂压力平均降低 水厂出厂压力降低在供水高峰时段降低明显在满足用水需求的前提下节约水厂运行能 年 月何 伟等:分区在天津市再生水管网中的研究与应用第 卷 第 期耗 分区前后水厂出厂压力对比见图 50484644424038363432压力/mH2O024681012141618202224时间/h分区前分区后图 分区前后水厂出厂压力对比 .不利点压力以管网末梢不利点压力为分析对象根据 系统中压力的实测数据分析分区前后不利点压力变化情况见图 由图可知管网中不利点压力在实施供水管网分区后明显升高对于管网的压力不利点由于进行管网分区实现了供水主干管和支管的功能分离缩短了供水路径减小了管道水头损失因此实施分区后在降低水厂出厂压力的同时 内不利点压力提高约 在节能增效的同时提高用水服务水平21.020.520.019.519.018.518.017.517.016.516.015.5024681012141618202224时间/h不利点压力/mH2O分区前分区后图 分区前后不利点出厂压力对比 .漏损率根据再生水厂供水与售水水量进行计算对比津沽四区实施分区前后漏损率分析 分区对分区漏损率变化见表 根据管网漏失水量与管网运行压力公式管网漏失水量与管网运行压力的 次方成正比管网运行压力越低漏损水量越少 津沽四区位于津沽水厂周边由于实施 分区津沽水厂出厂压力降低 导致水厂周边背景漏失水量有所降低进而降低了津沽四区的漏损率 同时通过管网优化分区优化区块巡检制度实行管网分区巡检考核制度提高管网巡检与维修效率缩短巡检人员对管道漏损响应与查漏时间减少修漏时间进一步降低管网漏损水量表 分区前后漏损率变化 .区块名称分区前分区后津沽 区.津沽 区.津沽 区.结结论论以再生水管网水力模型为基础分析再生水管网的整体布局与管网内的自然边界提出再生水管网 分区方案 通过方案应用再生水水厂出厂压力降低 再生水管网漏损率从 降低至 在提高供水服务质量的同时降低了管网漏损率降低了水资源的浪费基本实现 分区的预期效果参考文献:赵洪宾何文杰韩宏大等.我国供水管网实现区域管理的思路.中国给水排水():.:.:.乔庆.城镇供水管网区块化研究与实践.哈尔滨工业大学.费战波彭泳凯.基于物联网监测的供水管网分区建模技术研究.给水排水():.陈学志李俊江丁武等.基于 算法的供水管网分区研究及应用.给水排水():.赵明.输配水系统水力与水质安全研究.哈尔滨工业大学.作者简介:何伟()男河北河间人本科 副 高 级 工 程师 主要研究方向为再生水运营管理:.收稿日期:第 卷 第 期 供 水 技 术 年 月