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综述供水管网运行方式摘要：作者根据自己多年的工作经验，通过分析小城镇供水管网特 点的基础上，对小城镇供水管网的运行方式进行了深入的探讨，指出小城 镇供水管网首要选择合适的调节设施或采用变频调速供水方式；在分析用 水变化规律的基础上考虑采用二泵站分级供水方式，进行技术经济优化分 析后考虑分区、分压或中途加压或采用区域供水的运行方式，以供同行借 鉴参考关键词：供水管网；区域供水1、概述小城镇供水系统与城市供水系统相比，多数供水管网呈树枝状，市政 供水条件差，可靠性差，管道特别是配水管道材质差、敷设简陋小城镇 供水管网的特点主要体现在：①供水管网规模小，时用水量变化大小城 镇相对大、中城市经济落后，人均综合用水定额比大、中城市小，管网系 统规模小，管道直径小小城镇供水系统由于其规模小，用水不均匀，昼 夜用水量变化大，时变化系数大（可达3-4）,用水高峰时几乎是户户用水, 用水低谷（夜间）用水量很小，有些时段（凌晨）根本无人用水，部分水厂和 泵房甚至停止工作，仅靠水塔的储水供应用户②供水管网建设薄弱，管 网材质差小城镇管网建设基础薄弱，发展不平衡有些管网使用年限过 久，有资料统计，城镇中近40万灿管道中，有1/3超过了使用的年限, 急需更新改造，且经常发生爆管漏水事故，造成自来水公司的严重亏损; 另有资料统计20世纪六七十年代新发展的一些小城镇供水管网，水量净 漏损率有的达到14%,此数值超过国家要求城市供水企业管网基本漏损率 不应大于12%的标准。

③供水能力不足，可靠性差小城镇用水主要包括: 工业、居民生活用水、环境美化、绿化等用水，其中最主要的是前两类 大部分小城镇自来水主要提供居民生活用水，工业企业一般自备水源，到 夏季用水高峰期间，自来水厂虽竭尽金力，也难以满足用户要求此外， 小城镇管网多为树枝状，管网各部分之间流量调节能力较差，供水可靠性 差，且能量浪费严重④各种给水设备运行效率低下，能量浪费严重小 城镇管网规划不尽规范或建设不到位，管网布局不尽合理，不少单位自建 水井和水塔，以至于城镇水塔林立，却不互相连通，造成给水设备效率低 下；各种给水设备常年不更换，造成有些设备无法正常使用，管段阀门无 法调节关闭、水汆脱离高效区运行的现象比比皆是此外，由于水泉配置 不合理，夜间送水量减小时没有合适的水泵机组运行，造成出厂压力、管 网压力很高，单位水量的供水电耗为白天的1.3 —1. 5倍，浪费大⑤管 网调度不及时，运行管理困难当前小城镇供水技术管理力量不足，对调 度工作不里视，技术人员偏少，运行调度人员素质偏低，很少有单位配备 专业调度机构，造成发生管网漏水爆管等事故时检修不及时，以至于渗漏 等现象严重此外，小城镇供水管网地理位置分散，也给运行管理增加了 一定困难。

2、小城镇供水管网运行方式目前部分小城镇采用地下水直接进人管网的一级供水和清水池泵站加压的供水方式图，部分小城镇甚至无独立水厂，其供水主要来源于中心 城市，这种供水方式可以等价视为一级供水方式由于小城镇用水不均匀, 昼夜用水量变化大，时变化系数变化大，用一级供水方式就不太合适这 是因为供水量满足最大日最大时的要求，就需要最大时的设备能力，否则 就会产生供水不足、水压降低的问题，有些用户就用不到水或者由于调 度不及时，也会产生水压过高或过低，造成管网破坏和用户无水现象，因 此需要对一级供水方式进行改造为实现管网安金、经济、可靠地运行， 小城镇供水管网应充分依据自身的特点及用水要求确定运行方式2.1设置调节设施运行方式小城镇供水管网规模小，时用水量变化大，用水不均匀，加上供水管 网自身结构的不完整，供水管网流量调节能力差，输水管网压差变化大， 供水可靠性差，甚至有些水厂或泵房是间歇运行因此，小城镇供水管网 应首要考虑设置水量调节构筑物并充分考虑利用地形高差实现重力供水 对于一些中小城镇的工厂可以考虑自建水塔等调节构筑物维持一定的水 压，以确保正常生产供水工程主要的调节构筑物有清水池、水塔、高位 水池和压力罐。

1) 清水池一般设在昼夜连续供水，并可用水泵进行调节的小型水 厂，其次是供水系统要求所需设置清水池的系统2) 水塔一般设在给水系统规模小，供水范围较小的水厂以及间歇 运行的水厂，适应于无合适地形设置高位水池的系统其所需调节容量较 小，水塔的容积由二级泵站供水线和用水量曲线确定，若无详细资料，可 按照最高日用水量的10-15%设计，个别村镇给水可以增大到50%水 塔一般建在地形最高处，其水柜底高于地面的高度H可按照式(1)计算:IIt = Hc + hn-(Zt-Zc) (1)式中：He —控制点C要求的最小服务水头，in； hn —按最高时用水量 计算的从水塔到控制点的管网水头损失，5; Zt 一设置水塔处的地面标高, e； Ze控制点的地面标高，从式(1)看出，z,大则H,小，这是水塔建在高地的原因此外，水 塔尽可能放在给水区的中心地段，应靠近最大用水户和水压要求较高的用 水户其位置主要根据给水区域的地形坡度L以及最高用水时从水塔到 控制点的水力坡度12而定当11/I2< 1时，水塔可放在最高点，11/12 >1时可放在水塔供水范围内的中心地区水塔在供水系统布置上有前置 式、对置式、网中式三种。

小城镇可根据供水区域的地形特点、用水分布 选择适宜的水塔设置方式3) 高位水池高位水池主要适合于丘陵地带和山区，调节容量较大, 供水可靠在有地形高差的环境下，把水源的来水送人高位水池，再利用 重力对管网供水，这样高位水池可以起到调蓄作用，在用水量低谷时蓄水, 用水高峰时作为水源供水，可以间歇供水其工艺简单，便于维护管理， 运行费用低 (4)压力罐具有占地少、造价低、室内安置、自动控制的优点，但对电力要求高、调节容量小、不适于缺电地区由于小城 镇管理落后，在使用中一些自动装置经常损坏失修而变成了手动定时控 制，失去了自动连续供水的意义此外，在进行水质消毒时投加消毒剂氯 对气压罐有腐蚀，影响其使用寿命总的来说，这种调节设备很快便会成 为一种临时供水设备，应用范围越来越小上述儿种常见调节构筑物可分为两大类：一类是在泵前，只能调节水 量，主要是清水池，这类调节方式是大型供水系统常用的调节方式；另一 类是在泵后，既可以调节水量，又能储存能量，主要有水塔、高位水池和 压力罐，对于小城镇供水系统，应该主推后一类方式显然调节构筑物的 选用主要根据小城镇供水供电状况、地形、经济等条件选用小城镇应充 分利用调节设施的调蓄能力进行“削峰填谷”，使得供水泵站供水量的变 化趋于平缓而又能满足变化剧烈的用水量要求。

同时还要加强管理，保持 供水水质能满足健康饮用水水质要求2.2变频调速供水方式变频调速供水主要有变频恒压（变流量）供水和变频变压（变压力）两 种供水方式其基本控制原理都是利用变频调速器控制水泵转速而达到供 水目的近年来，由于控制技术的提高，变频器价格降低，而旦采用变频 供水方式也可有效解决二次污染的问题，因此，对于新建小城镇供水系统 可考虑采用变频调速供水方式2. 3二泵站分级供水运行方式供水系统的调度管理可以考虑采用传统的二泵站分级调度方式，这种 分级调度方式主要有两种：①时段分级技术，即根据管网用水变化规律将 全天分成少数几个时段，以固定方式开启水泵；②流量分级技术，即根据 用水量的变化曲线拟定二级泵站的设计供水线供、用水之间的流量差主 要通过水塔、高位水池调节这种方式在供水系统中较为普遍,由于该方 式不仅能基本满足供水要求，同时也避免了水泵的频繁启闭，有利于设备 的维护管理，是传统而有效的调节方式这里存在分级数如何确定的问题, 分级数应结合供水系统实际情况，根据小城镇用水变化规律和特点及水泵 机组的工作状况，以及水源和水池的状况制定设有水塔的供水管网，可 优先考虑采用一级工作图，即泵站均匀供水，但要模拟出现有的水塔设施 能否满足调节峰值和谷值流量的要求。

若不满足，应该根据用水量的均匀 程度，考虑采用分级供水，一般的供水分级数不超过3级这种情况下只 要选泵合理，可使水泵一直在节能状态下工作对不设置水塔、水池等调 节构筑物的泵站的工作曲线等同于用水量变化曲线，即每小时泵站供水量 和用水量相等2.4分区、分压以及中途加压供水方式部分小城镇特别是山地小城镇由于其地形高差悬殊，起伏大，为保证 供水安全可靠，避免为满足一部分地势较高地区的服务压力而提高整个管 网系统的服务压力，降低能耗，可以考虑采用分压、分区或局部加压供水 方案如小城镇平行于等高线发展时考虑采用并联分区供水；垂直于等高 线发展时采用串联分区供水，如某镇供水系统就是属于典型的多级（3级） 加压串联分区供水此外，某些地区供水服务压力不足时考虑设置加压泵 站，如输配水管线较长时，在管网中产生较大的沿程损失，为了维持管网 末稍的服务压力，势必提高出厂压力，以致在干管的前段地区形成过高的 服务压力，这是极不经济的，也是不安全的如果在输配水干管的中途适 当位置增设加压泵站，以降低加压泵前段的运行压力，从而降低能耗，特 别是在前段地区沿程引出流量较大的情况下，节能潜力更大在分区、分 压或设置加压泵站时要考虑对其节省的电力费用与增加的管理投资费用 进行技术经济优化分析，以确定合理的供水方式。

这样可以保证各区管网 水量压力平衡，降低系统的供水压力，减少各区之间用户的影响，同时节 省了能耗，使管网系统安全、经济、可靠地运行2.5区域供水运行方式村镇自来水厂，规模小、设备简陋、管理水平跟不上，各水厂之间相 互独立、各自为政这种模式虽然在解决居民的用水需求、保障经济社会 发展方面曾发挥过积极作用，然而，根据给水厂的规模经济效应，当水厂 的规模增大时，单位水量的建设费用会相对下降当水厂规模较小，尤其 在2万m3/d以下时，单位工程造价指标会迅速增长因此，为了利用规 模经济效应，在技术经济优化分析的基础上考虑集中建厂、实施区域供水, 即由一个主体单位向周边和邻近的村镇供水，以改善整个地区供水水质、 水量和促进地区的乡镇经济发展同时，由于区域供水一般是由少数水力 控制元素组成，具有便于小城镇供水管网调度管理等优点，己渐渐成为小 城镇供水事业的发展趋势之一3、结论为实现供水管网安全、经济、可靠地运行，应充分根据小城镇供水管 网的特点及用水要求确定合理的运行方式，即要选择合适的调节设施或变 频供水运行方式：在分析用水变化规律的基础上采用二泵站分级供水方 式；在进行技术经济优化分析的基础上考虑分区、分压或中途加压供水； 为实现给水厂的规模效益，应考虑采用区域供水等。