供水管網(wǎng)壓力管理1
當(dāng)前，城市供水管網(wǎng)漏損控制的方法有許多種，概括起來(lái)主要有以下四種策略：1)管網(wǎng)的維修管理，管道材質(zhì)及閥門(mén)的更換。2)緊急搶修。
3)永不間斷的檢漏修漏。
4)采用壓力管理方法降低管網(wǎng)的壓力。
夜間最小流量測(cè)定法是在夜間著眼于不使用水的時(shí)段內(nèi)漏失的調(diào)查方法。把區(qū)
域周?chē)拈y門(mén)關(guān)掉，調(diào)整到封閉狀態(tài)。把區(qū)域周?chē)哪骋粋�(gè)閥門(mén)打開(kāi)，測(cè)定其流量，此時(shí)的最小流量值即為漏失量。測(cè)定時(shí)可以使用各種的探測(cè)儀器，包括使用高精度可搬式最小流量測(cè)定儀。如果漏失水量未超過(guò)允許值，則認(rèn)為符合要求，不需要在該區(qū)進(jìn)行漏失探測(cè)；如果漏失水量超過(guò)允許值，則需在該區(qū)進(jìn)行漏失探測(cè)儀檢漏。該方法能夠很好的快速進(jìn)行測(cè)量區(qū)域內(nèi)漏失量的測(cè)定，判斷是否存在大型的漏失，結(jié)合漏失檢測(cè)儀器對(duì)該區(qū)域內(nèi)的管網(wǎng)進(jìn)行漏失點(diǎn)定位。2．3．3．2區(qū)域測(cè)漏法
關(guān)閉檢漏小區(qū)與外界聯(lián)系的閥門(mén)，僅留裝有在線流量計(jì)的旁通管。測(cè)定一段時(shí)間，測(cè)得的最低流量可視為區(qū)內(nèi)管網(wǎng)的漏水量。如果通過(guò)關(guān)閉區(qū)內(nèi)閥門(mén)，對(duì)比流量變化，可確定漏失的管段。如果漏失水量未超過(guò)允許值，則認(rèn)為符合要求，不需要在該區(qū)進(jìn)行檢漏；如果漏失水量超過(guò)允許值，則關(guān)閉部分閥門(mén)，縮小測(cè)漏地區(qū)，再比較縮小地區(qū)前后的最低流量。如果流量不變或在允許值內(nèi)變化，則說(shuō)明除排出在外的那條管段漏失情況正常。如果差距較大，則說(shuō)明該條管段又漏水。用這樣的辦法可以一步步地把所有可能漏水地點(diǎn)縮小到兩個(gè)閘門(mén)之間的管段上。該漏失探測(cè)方法能夠?qū)^(qū)域內(nèi)的管網(wǎng)漏失點(diǎn)盡量縮小在最小范圍的區(qū)域內(nèi)，甚至于縮小在某一條管段上，然后利用漏失探測(cè)儀器進(jìn)行漏失精確定位。這種方法的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單實(shí)用，只要測(cè)量?jī)x器有足夠的精度，就能夠很好的解決管網(wǎng)漏失點(diǎn)位置難以確定的難題。但是該方法需要將管網(wǎng)劃分為足夠小的區(qū)域以方便測(cè)量，同時(shí)需要投入大量的人力物力并進(jìn)行培訓(xùn)。日本的許多地區(qū)就利用這種方法進(jìn)行漏點(diǎn)探測(cè)。例如東京都地區(qū)就將整個(gè)地區(qū)劃分為24個(gè)設(shè)定地域，每個(gè)地域包括了8個(gè)支所、17個(gè)事業(yè)所進(jìn)行漏失的探測(cè)、維修。但是效果非常的明顯，在?年時(shí)間里，將管網(wǎng)漏水量為2億l千6百I(mǎi)n3，漏失率為12．7％降低到漏失量為1億5千萬(wàn)m3，漏失率為年配水量的8．9％。
3．3瞬態(tài)流進(jìn)行管段漏失點(diǎn)測(cè)試
利用瞬態(tài)流進(jìn)行管網(wǎng)漏失點(diǎn)測(cè)試的研究是近幾年來(lái)興起的管網(wǎng)測(cè)漏方法。利用管網(wǎng)中流體瞬態(tài)變化，考慮漏失點(diǎn)出現(xiàn)對(duì)流態(tài)的影響，應(yīng)用網(wǎng)格法或者反問(wèn)題法進(jìn)行瞬態(tài)分析，確定管段漏點(diǎn)[24，32，34]
現(xiàn)在有效的瞬態(tài)分析方法分為兩種，阻尼法和反射波法。
阻尼法是指當(dāng)瞬態(tài)壓力波沿管線傳播時(shí)，管道的摩擦阻力和漏失將引起整個(gè)瞬態(tài)過(guò)程的衰減。這樣通過(guò)將有漏失存在時(shí)管道的阻尼與沒(méi)有漏失時(shí)管道的阻尼相比較，檢測(cè)出漏失的存在并將其定位。201*年Wang成功地完成了單管的實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，但由于管網(wǎng)中很多非管元件都會(huì)產(chǎn)生阻尼，從中很難區(qū)分出漏失產(chǎn)生的阻尼與反射，因此該方法目前還不能應(yīng)用于環(huán)狀管網(wǎng)。
反射波法是指當(dāng)一個(gè)行進(jìn)的瞬態(tài)壓力波到達(dá)～處漏失點(diǎn)時(shí)，壓力波被部分反射，另一部分將繼續(xù)傳播。如果能區(qū)分出反射波信號(hào)(通常是第一個(gè)反射波)，那么就可確定漏失位置，即反射時(shí)間乘以波速的一半。應(yīng)用這種方法，1999Brunone用一根直徑93．8mm、長(zhǎng)352米的聚乙烯管對(duì)～漏失點(diǎn)(其面積為管道截面積的5％)成功地完成了測(cè)試。201*年Leeetal用一根直徑22mm的銅管，對(duì)漏失點(diǎn)為直徑lmm的孔口進(jìn)行測(cè)試，同樣得到了正確的結(jié)果。但目前將這種方法應(yīng)用到實(shí)際管網(wǎng)還很困難，因?yàn)楣芫W(wǎng)中的任何非管元件都可能產(chǎn)牛瞬態(tài)反射，單純的漏失反射很難確定。瞬態(tài)流分析方法是立足于單管分析的方法，還難以應(yīng)用于復(fù)雜的實(shí)際管網(wǎng)，并且實(shí)際應(yīng)用中的干擾因素非常多，因此不足以指導(dǎo)實(shí)際的管網(wǎng)的漏點(diǎn)檢測(cè)。
綜合以上所述，可以看出這些漏失點(diǎn)的探測(cè)方法大部分需要建立在精密儀器的基礎(chǔ)上，并且投入大量的人力物力。我國(guó)現(xiàn)在所用的這些漏失探測(cè)儀器基本上從國(guó)
外進(jìn)口，造價(jià)非常的昂貴，比如一臺(tái)德國(guó)產(chǎn)雷迪相關(guān)儀進(jìn)口價(jià)格是35萬(wàn)。但是在我國(guó)北方一些地區(qū)(管網(wǎng)埋深較深)，所受條件的限制非常的多，儀器使用的效果并
不明顯。同時(shí)我國(guó)現(xiàn)有的水司也難以集中大規(guī)模的人力進(jìn)行長(zhǎng)期的漏失點(diǎn)探測(cè)和檢查。
先進(jìn)的漏失探測(cè)儀器能夠探測(cè)出管段上大規(guī)模的漏失。但是我國(guó)現(xiàn)在的管網(wǎng)漏失大部分來(lái)源于管段的小型漏口的漏失，還包括管段部件的滲漏。這些小型的管段漏失用儀器探測(cè)一般是難以探測(cè)出來(lái)的，因此使用這些探測(cè)儀器來(lái)降低我國(guó)的管網(wǎng)漏失量是不經(jīng)濟(jì)的。
策略3固然是主動(dòng)控漏，但是對(duì)于不可避免的漏失(背景滲漏)是很難通過(guò)檢漏方法檢測(cè)到的，這類漏失中雖然對(duì)于每一個(gè)漏水點(diǎn)而言，漏水量非常微小，但是漏點(diǎn)大量存在，積少成多，漏水總量還是相當(dāng)可觀的，占物理漏失量的很大一部分。．4壓力管理
壓力管理即在保證用戶正常用水的前提下，通過(guò)加裝調(diào)壓設(shè)備，根據(jù)用水量調(diào)節(jié)管網(wǎng)壓力為最優(yōu)的運(yùn)行條件。壓力管理方法的優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)。若管網(wǎng)壓力過(guò)高，即使積極采取主動(dòng)檢漏、修補(bǔ)漏點(diǎn)的措施，也無(wú)可避免地會(huì)不斷出現(xiàn)新的漏點(diǎn)，造成“補(bǔ)老漏出新漏’’的惡性循環(huán)。采取壓力管理方法，確保供水管網(wǎng)滿足用戶壓力需求的前提下降低管網(wǎng)的富余壓力，可大大降低管網(wǎng)由于壓力過(guò)高造成漏失的頻率，尤其是對(duì)降低背景滲漏等不可避免的漏失有很好的效果。另外，壓力管理還可以有效降低爆管事故發(fā)生的可能性，延長(zhǎng)管道的使用壽命。
綜上所述策略4則能有效減少背景滲漏量。因此，壓力管理方法被認(rèn)為是一種減少供水管網(wǎng)漏損最為快速、有效的主動(dòng)控漏方法。
4壓力管理的方法
壓力管理可采用的技術(shù)手段有多種。所有這些手段都是為了能搞制定出一個(gè)成熟的方案以更好地控制給水管網(wǎng)的壓力，并且達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。具體手段有以下幾種：4．4．1劃分供水區(qū)域
為了增加對(duì)水壓的控制，采用積極的分區(qū)方法控制漏失就涉及到把一個(gè)大的管網(wǎng)劃分為一定數(shù)量的DMA，而在DMA進(jìn)水邊界設(shè)置長(zhǎng)期的流里表以計(jì)量流量，必要時(shí)，這些水表處還需安裝減壓閥。對(duì)每個(gè)DMA或一組DMA進(jìn)行壓力管理，保證管網(wǎng)在最優(yōu)壓力下運(yùn)行。
分區(qū)的前提條件是用水區(qū)域內(nèi)用水點(diǎn)的地面標(biāo)高差異大，供水區(qū)域大，用水區(qū)內(nèi)的水壓分布懸殊，水壓的分布差異增大，可能分為高壓區(qū)和低壓區(qū)。特別是在水壓高的地區(qū)，地區(qū)內(nèi)的水壓維持在較高的水平，若再加上管道老化，非常容易導(dǎo)致漏失率增大。
為此，按照地形的需要采用分區(qū)供水方式，能夠降低供水區(qū)域內(nèi)水壓的過(guò)高或者過(guò)低。從而降低管網(wǎng)的漏失水量。我們都知道供水分區(qū)能夠減少能量的浪費(fèi)。在給水管網(wǎng)分區(qū)的同時(shí)，通過(guò)合理的管道配置、壓力控制設(shè)備的配置，可以從對(duì)整個(gè)供水區(qū)域的壓力控制轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)單位區(qū)域內(nèi)的水壓管理。因此，高壓區(qū)及低壓區(qū)問(wèn)題就可以解決，而且與分區(qū)前相比，還能夠改善每個(gè)最高值和最低值。另外，可使分區(qū)后的每個(gè)區(qū)域的水壓縮小，因此可降低平均水壓／kP。均衡用水區(qū)水壓，這樣減少了因?yàn)閴毫^(guò)高而導(dǎo)致的管網(wǎng)漏失，減少因水壓高而產(chǎn)生的管道事故，增強(qiáng)管網(wǎng)的安全可靠性。
分區(qū)邊界設(shè)定方法：區(qū)域的邊界通常受到地面標(biāo)高，地形(江河、鐵路等)、道路等的限制。另外，盡可能考慮不發(fā)生死水(積滯水)，使管道末梢部分形成環(huán)狀。除此之外，還要考慮把在末端部分能設(shè)置排水設(shè)備的地方當(dāng)成管末端。同時(shí)，計(jì)劃給水管網(wǎng)分區(qū)規(guī)劃時(shí)，應(yīng)該考慮規(guī)劃要求年限及規(guī)劃需水量等制定條件。隨時(shí)間的推移，這些規(guī)劃要求值也要發(fā)生相應(yīng)的變化。因此，重要的是，使管網(wǎng)分區(qū)規(guī)劃也要適應(yīng)規(guī)劃要求值的變化，使供水干管配水條件良好。
分區(qū)供水的效果，一般來(lái)說(shuō)表現(xiàn)在區(qū)域內(nèi)水壓均衡，斷水區(qū)域縮小等。但是，在進(jìn)行給水管網(wǎng)分區(qū)時(shí)，目前是將聯(lián)絡(luò)的管道采用閥門(mén)隔開(kāi)。當(dāng)管道發(fā)生事故時(shí)，供水可靠性減小，管道末端部分易出現(xiàn)死水現(xiàn)象等，這是不利因素。供水分區(qū)需要考慮的問(wèn)題：(1)分區(qū)的層次數(shù)(2)區(qū)域的規(guī)模
(3)區(qū)域界限的設(shè)定方法(確定給水管網(wǎng)的獨(dú)立性)(4)加強(qiáng)供水管道等的設(shè)施功能
分區(qū)供水模型可以用于通過(guò)制定把整個(gè)網(wǎng)路分成小的區(qū)域同時(shí)調(diào)節(jié)閥門(mén)調(diào)整系統(tǒng)的流量和壓力來(lái)減少管網(wǎng)漏失量。
根據(jù)管網(wǎng)的特性，DMA可以有幾種劃分形式：一條或多條進(jìn)水管供水的區(qū)域
一個(gè)完全分開(kāi)的區(qū)域(也就是沒(méi)有過(guò)境流量進(jìn)．wtl：連的分區(qū)內(nèi))：●一個(gè)有過(guò)境流量進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)毗連的DMA之V,J
．2安裝減壓閥
就整個(gè)供水系統(tǒng)而言，是沒(méi)有必要進(jìn)行閥門(mén)的開(kāi)啟調(diào)節(jié)的，畢竟調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)啟度降低壓力是能量的一種浪費(fèi)。因?yàn)楣芫W(wǎng)的供水壓力來(lái)源于水廠泵站和調(diào)節(jié)構(gòu)筑物。但是在局部區(qū)域(比如靠近水廠出水口的小區(qū))壓力過(guò)高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于用戶的正常用水要求，因此應(yīng)用調(diào)節(jié)閥門(mén)控制壓力，保證正常供水的基礎(chǔ)上，降低因壓力過(guò)高而導(dǎo)致的供水管段漏失問(wèn)題。這里所述的調(diào)節(jié)控制閥門(mén)主要是減壓閥。
隨著科技的不斷發(fā)展，近年來(lái)各種類型進(jìn)口和國(guó)內(nèi)自行研制的給水減壓閥廣泛用于高層建筑、城市給水管網(wǎng)水壓過(guò)高的區(qū)域、礦井及其他場(chǎng)合。實(shí)踐表明，應(yīng)用減壓閥的給水減壓保障系統(tǒng)與傳統(tǒng)的調(diào)蓄減壓池相比，具有占地少、技術(shù)特性穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。作為一種自動(dòng)降低管路工作壓力的專門(mén)裝置，它可將閥前管路較高的水壓減少至閥后管路所需的水平。減壓閥減少的水的漏失率幾乎同給水系統(tǒng)的水壓大小成正比，因此減壓閥具有改善系統(tǒng)運(yùn)行工況和潛在節(jié)水作用，據(jù)統(tǒng)計(jì)其節(jié)水效果約為30％。
國(guó)外對(duì)于閥門(mén)的控制進(jìn)行了多方面的應(yīng)用。依托管網(wǎng)的管理軟件，對(duì)給水管網(wǎng)進(jìn)行時(shí)時(shí)管理，不斷的監(jiān)測(cè)管網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況。根據(jù)管網(wǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，讀取流量和壓力信息，然后調(diào)用漏失控制模塊，進(jìn)行降低漏失量計(jì)算。計(jì)算結(jié)果直接反映在閥門(mén)開(kāi)啟度上，通過(guò)安裝在閥門(mén)上的遙控裝置或者操作工人，指導(dǎo)閥門(mén)實(shí)際的運(yùn)行。
閥門(mén)的調(diào)控運(yùn)行，操作較簡(jiǎn)單，降低漏失量的效果好，計(jì)算速度較快，能夠快速指點(diǎn)管網(wǎng)實(shí)際的操作。利用目前管網(wǎng)存在的閥門(mén)資源，能夠帶來(lái)相對(duì)更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，并且節(jié)約相對(duì)較多的人力、物力。綜合比較各種方法的優(yōu)益，可以看出，調(diào)節(jié)閥門(mén)能夠利用現(xiàn)有的管網(wǎng)資源，在保證用戶連續(xù)、安全用水的前提下，簡(jiǎn)單、有效的解決城市給水管網(wǎng)漏失量過(guò)高的問(wèn)題，更加適合我國(guó)目前的國(guó)情130．3修建調(diào)蓄減壓池
重力流輸水系統(tǒng)采用減壓池減壓后可降低管道的承壓能力，提高系統(tǒng)的能量利用率，降低工程總造價(jià)，尤其對(duì)首尾落差較大的重力流輸水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)其效果更加明顯。[31]
．4安裝加壓泵站
在管網(wǎng)地面標(biāo)高相差很大區(qū)域，給供水管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)及運(yùn)行調(diào)度帶來(lái)一系列的問(wèn)題。由于管網(wǎng)各部分地面標(biāo)高相差太大，容易造成低區(qū)管內(nèi)壓力過(guò)高，發(fā)生爆管及管件損壞；而高區(qū)則會(huì)出現(xiàn)管網(wǎng)壓力不足，甚至不能將水供至最不利點(diǎn)。由于地形高差大，必須實(shí)施分區(qū)供水，并設(shè)加壓站及調(diào)節(jié)構(gòu)筑物，進(jìn)行中途加壓，這樣使二級(jí)泵房的揚(yáng)程只須滿足加壓泵房附近管網(wǎng)的服務(wù)水壓。當(dāng)二級(jí)泵房附近的管網(wǎng)用水量占很大比例時(shí)，所節(jié)約的抽水能量極為明顯。同時(shí)也可保證管網(wǎng)各部分供水壓力更均勻，便于用戶使用，也降低了管網(wǎng)的事故率。．5調(diào)節(jié)泵站輸出壓力
水泵開(kāi)停次數(shù)多，閘門(mén)開(kāi)關(guān)頻繁，就會(huì)使管內(nèi)水流速度不斷發(fā)生變化，水錘作用連續(xù)發(fā)生，致使管道損壞。調(diào)節(jié)泵站輸出壓力，并且避免頻繁開(kāi)停水泵，這樣就使得管網(wǎng)中壓力變化波動(dòng)趨于平緩。
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給水管網(wǎng)壓力控制標(biāo)準(zhǔn)及工作規(guī)定
1總則
1.1為了確保用戶用水壓力需求，保證管網(wǎng)安全運(yùn)行，根據(jù)《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》要求，制定本規(guī)定。2適用范圍
2.1本規(guī)定適用于集團(tuán)內(nèi)所有涉及管網(wǎng)壓力控制工作及部門(mén)的管理。3職責(zé)、權(quán)限
3.1生產(chǎn)運(yùn)行部：負(fù)責(zé)出廠水壓力控制；管網(wǎng)自動(dòng)測(cè)壓點(diǎn)數(shù)據(jù)采集；測(cè)壓點(diǎn)位置的選擇及管網(wǎng)壓力指標(biāo)的考核工作。
3.2信息中心：負(fù)責(zé)壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的維護(hù)。
3.3各區(qū)供水所：負(fù)責(zé)管網(wǎng)測(cè)壓工作，并對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)出現(xiàn)的不合格，分析原因，提出改進(jìn)措施。
3.4其他各相關(guān)單位：協(xié)助壓力控制工作部門(mén)和單位，確保壓力控制工作的順利實(shí)施。4壓力控制標(biāo)準(zhǔn)
4.1管網(wǎng)平均供水服務(wù)壓力宜不低于0.28Mpa。
4.2管網(wǎng)壓力過(guò)高不利于管網(wǎng)安全運(yùn)行和控制漏損，對(duì)管網(wǎng)壓力過(guò)高的區(qū)域應(yīng)采取措施，控制管網(wǎng)壓力。
4.3管道工程水壓試驗(yàn)壓力標(biāo)準(zhǔn)
給水管道工程（市政給水管道、小區(qū)直接給水及二次加壓給水管道）水壓試驗(yàn)壓力值，執(zhí)行以下標(biāo)準(zhǔn)：
4.3.1市政給水管道、小區(qū)直接給水管道：0.80MPa；4.3.211層以下二次加壓給水管道：0.90MPa；4.3.312層至18層二次加壓給水管道：1.20MPa；4.3.419層至26層二次加壓給水管道：1.60MPa；4.3.527層至33層二次加壓給水管道：2.00MPa。5壓力測(cè)定及分析
5.1各區(qū)供水所于每月15日上午8：30~11：00（遇周末順延至下周一）進(jìn)行管網(wǎng)壓力測(cè)定，測(cè)壓表內(nèi)容包括測(cè)壓人、測(cè)壓點(diǎn)位置、自由水頭、絕對(duì)水頭、測(cè)壓當(dāng)日天氣、各水廠供水量及壓力和管網(wǎng)閥門(mén)控制情況等。5.2測(cè)壓數(shù)據(jù)一律保留小數(shù)點(diǎn)后三位有效數(shù)字，如：0.356Mpa，0.283Mpa。5.3測(cè)壓表應(yīng)按國(guó)家對(duì)計(jì)量器具檢定周期（半年）統(tǒng)一報(bào)生產(chǎn)運(yùn)行部送檢。5.4各區(qū)供水所應(yīng)于測(cè)壓次日將測(cè)壓數(shù)據(jù)送生產(chǎn)運(yùn)行部和供水服務(wù)中心，并在測(cè)壓后三日內(nèi)將壓力不合格點(diǎn)不合格原因調(diào)查結(jié)果報(bào)送生產(chǎn)運(yùn)行部和供水服務(wù)中心。
5.5生產(chǎn)運(yùn)行部應(yīng)對(duì)壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并在公司OA系統(tǒng)上發(fā)布，供公司各相關(guān)單位參考。
5.6供水服務(wù)中心每季度對(duì)管網(wǎng)壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行一次全面分析，繪制絕對(duì)水頭等壓線圖和自由水頭等壓線圖，對(duì)出現(xiàn)的不合格和可能出現(xiàn)的不合格提出糾正和預(yù)防措施，報(bào)公司領(lǐng)導(dǎo)決策。
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