所屬欄目:城市管理論文 發(fā)布日期:2010-08-13 13:32 熱度:411
摘要:管網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)在工程實踐中運用不僅能節(jié)省大量的資金,而且還能改善整個管網(wǎng)的水力條件,將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。本文以某城市給水系統(tǒng)作為工程實例,對該市的管網(wǎng)在新建或改擴建時進行了優(yōu)化布置并對其合理簡化,經(jīng)水力計算得出了令人滿意的效果。
關(guān)鍵詞:給水管網(wǎng),設(shè)計
城市給水系統(tǒng)由取水、凈水和輸配水三個子系統(tǒng)組成,輸配水管網(wǎng)是城市供水系統(tǒng)的重要組成部分,它擔(dān)負著把水安全可靠地輸配到用戶,并滿足用戶對水量、水壓和水質(zhì)的要求。給水工程建設(shè)中,輸配水管網(wǎng)的投資占整個給水工程投資的60%、80%,而且還涉及每年龐大的能量消耗,同時管網(wǎng)的運行狀態(tài)還影響著供水水質(zhì)。因此,對給水管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟合理性進行研究,探討如何對管網(wǎng)進行統(tǒng)一規(guī)劃、合理布局、合理選擇管徑、布置泵站,以期達到降低投資,節(jié)約能量和保證安全供水的目的,對提高供水系統(tǒng)的經(jīng)濟效益和社會效益有著重要的意義。
一、城市給水管網(wǎng)布置原則
做好管線布置的方案比較是進行新建、改擴建管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵。對改擴建管網(wǎng)的布置應(yīng)盡量利用原有管道,增設(shè)新管道,以管網(wǎng)改造為主。抓住管網(wǎng)改造的時機,有步驟地對低壓缺水區(qū)進行改擴建,增設(shè)新管道或增大原有管道的管徑,更換年久失修或過水?dāng)嗝婷黠@縮小的管段,達到提高供水效率的目的,增強管網(wǎng)運行的安全可靠性。根據(jù)規(guī)劃,結(jié)合原管網(wǎng)道路下埋有多種管線的實際情況,對管網(wǎng)進行改擴建時的管線布置應(yīng)按以下原則進行:一是摒棄原有的嚴重老化、漏損的管道,采用新管代替;二是管網(wǎng)改造盡可能采用耐壓性較好、抗腐蝕性較強的管道,以減少管道事故;三是管網(wǎng)改造應(yīng)有利于降低運行成本,避免對水質(zhì)造成二次污染;四是新管敷設(shè)盡量和原管道走向一致,以減少勘察和施工費用,同時便于和已建管段銜接;五是新管敷設(shè)應(yīng)和改造的街道走向一致;六是考慮遠、近期管網(wǎng)的有機結(jié)合。
二、給水管網(wǎng)的優(yōu)化布置
2.1管網(wǎng)布置
給水管網(wǎng)規(guī)劃、定線是管網(wǎng)設(shè)計的初始階段,其布置的合理與否直接關(guān)系到供水運行的合理與否及水泵揚程的設(shè)置,對工程投資和管理維護也有很大影響;管網(wǎng)規(guī)劃與布置是管道系統(tǒng)規(guī)劃中的關(guān)鍵部分,管網(wǎng)工程投資巨大,一般占管道系統(tǒng)總投資的60%~80%,管線埋藏于地下,從而使資金浪費、供水不合理等問題不易曝露,存在的隱患較多。因此,為了徹底消除這些不合理因素,必須在管網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計階段,進行合理的規(guī)劃和優(yōu)化設(shè)計,并進行系統(tǒng)的現(xiàn)狀、近期和遠期的水力模擬校核,以期能達到設(shè)計最優(yōu)化的目的。
隨著城市的發(fā)展,作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的供水事業(yè)的發(fā)展將日益顯現(xiàn)其重要的作用。而在供水發(fā)展規(guī)劃中管網(wǎng)規(guī)劃的科學(xué)性日益重要,需要在規(guī)劃的制定過程中不斷探索,使管網(wǎng)布局更合理。所以,在進行城市管網(wǎng)布置時,除滿足基本要求之外,還應(yīng)充分考慮地形及地質(zhì)情況采用統(tǒng)一供水或采用分區(qū)分壓供水,在管網(wǎng)中可設(shè)置加壓泵站及高地水池,優(yōu)選重力流輸配水以節(jié)能。
2.2管網(wǎng)定線
管網(wǎng)定線取決于城市平面布置,供水區(qū)的地形,水源和調(diào)節(jié)水池位置,街區(qū)和用戶特別是大用戶的分布以及河流、鐵路、橋梁等的位置等。所以,管網(wǎng)定線時需要考慮輸水管定線與干管定線的設(shè)計。
2.3改擴趁管網(wǎng)的現(xiàn)狀分析
隨著我國給水事業(yè)的迅速發(fā)展,各地城市給水管網(wǎng)均具規(guī)模,城市給水管網(wǎng)在其新建成的一定時期內(nèi),其供水能力是可以滿足用戶用水要求的。但隨著人口增長和生活水平的提高,城市用水量急劇增長,給水管網(wǎng)供水能力逐漸不能適應(yīng)用水量增長的需要。
2.4改擴建管網(wǎng)的管線布置
做好管線布置的方案比較是進行改擴建管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵。對改擴建管網(wǎng)的布置應(yīng)盡量利用原有管道,增設(shè)新管道,以管網(wǎng)改造為主。
抓住對管網(wǎng)改擴建的時機,有步驟地對低壓缺水區(qū)進行改擴建,增設(shè)新管道或增大原有管道的管徑,更換年久失修或過水?dāng)嗝婷黠@縮小的管段,達到提高供水效率的目的,以及增強管網(wǎng)運行的安全可靠性。
三、某城市管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計
3.1供水現(xiàn)狀
根據(jù)該市供水管理部門提供的有關(guān)資料,城區(qū)現(xiàn)有兩個水廠,總供水能力為1.6萬m3/d。城區(qū)配水管網(wǎng)呈環(huán)枝結(jié)合形式,以枝狀管居多。管徑最大為DN300,DN100的管道占管網(wǎng)總長度的80%以上。舊城區(qū)的供水管網(wǎng)在多敷設(shè)于50年代和70年代。管材多為灰鐵管。隨著城市經(jīng)濟發(fā)展和人口不斷增加,近年來該市供水的供求矛盾將日益突出,加之該城區(qū)的某些局部地區(qū)或舊城區(qū),仍然存在著一些主要問題,迫切需要對供水管網(wǎng)進行改造。
這些問題主要表現(xiàn)在:①現(xiàn)有水廠供水能力嚴重不足;②城區(qū)工業(yè)用水量不斷增大;③城市人口增長使需水量不斷增加;④舊城區(qū)供水管網(wǎng)不能滿足用戶對水量和水質(zhì)的要求:a.管網(wǎng)布置不合理,管徑偏小;b.舊城區(qū)內(nèi)管網(wǎng)老化及管段結(jié)垢現(xiàn)象嚴重,且管道腐蝕相當(dāng)嚴重,管網(wǎng)的暗漏現(xiàn)象普遍存在。
現(xiàn)狀管網(wǎng)簡化后,有58條管段,管段中,DN400的管段有2條;DN300的管段有6條;DN250的管段有4條;DN200的管段有6條;DN150的管段有21條;DN100的管段有19條。節(jié)點數(shù)為44個,其中有2個水源點。
由于管網(wǎng)不配套等原因,沒能充分發(fā)揮其作用,不能滿足城市未來的需水量。另外,供水主干管管徑偏小,水頭損失大,加壓泵的動力消耗增大。因此,經(jīng)過有關(guān)部門規(guī)劃,并根據(jù)用戶對供水能力的要求,必須對現(xiàn)有配水管網(wǎng)進行改造和新設(shè),使得全管網(wǎng)供水均勻。
3.2優(yōu)化管網(wǎng)
充分利用了水源地與城區(qū)地形高差的特點,新建三水廠,形成重力輸水系統(tǒng),2.5萬m3/d水量無需二次加壓,節(jié)約了動力費用。輸水管采用PE100塑料管,管長3600m,公稱外徑630mm(0.6MPa),供水安全性好。將55~41引節(jié)點間的枝狀管網(wǎng)由一水廠泵房單獨設(shè)加壓站供水,形成局部高壓供水區(qū)。若不設(shè)加壓泵站,為滿足局部高壓地區(qū)的水壓要求,造成一、二水廠的出水點的水壓很高,即要求水泵的揚程很高:三水廠與配水管網(wǎng)的地形高差本來就大,還需要抬高20m左右;管網(wǎng)壓力分布不均,地形低處的壓力過高,造成能量浪費:這樣是很不經(jīng)濟的。而采用優(yōu)化管網(wǎng),充分利用地形高差,不僅管網(wǎng)壓力分布均勻,降低送水泵站出廠壓力,水量也能滿足規(guī)劃要求,管網(wǎng)的可靠性較高,能夠滿足消防時、事故時的用水量和水壓要求,而且減少了管網(wǎng)的運行費用,故能產(chǎn)生較大的經(jīng)濟效益和社會效益。
四、結(jié)束語
管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計是一個復(fù)雜的優(yōu)化問題。本論文針對優(yōu)化設(shè)計涉及到的各個方面進行了論述,并對一些具體內(nèi)容進行了深入的研究,對某市給水系統(tǒng)進行合理的規(guī)劃和優(yōu)化設(shè)計,以期能達到設(shè)計最優(yōu)化的目的。
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文章標題:淺談城市給水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計
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