浅谈中途泵站供水区域切换模式

沈旭 沈志云

【摘 要】对2012年上海市自来水闵行有限公司吴泾泵站扩大供水范围工作模式进行回顾总结，分析存在问题与不足，提出具有广泛适用性的泵站供水区域切换模式。

【关键词】高峰供水；调度方案；变频机组；水量缺口

城镇供水中途泵站（包括增压泵站和水库泵站）是供水系统中最重要的组成部分之一，承担着调节区域供水管网水压和分配供水水量的任务。随着城市人口和经济发展和逐年的气温变化，城镇供水区域水量每年都在不断调整，供水管网也在不断更新，为适应水量增长和区域供水调整，中途泵站供水区域调整势在必行。本文就2012年上海市自来水闵行有限公司吴泾泵站扩大供水范围工作进行回顾总结，并提出具有广泛适用性的泵站供水区域切换模式。

1.吴泾泵站扩大供水区域回顾总结

1.1主体构想

吴泾泵站长久以来一直担负着吴泾地区和龙吴路沿线工业区的供水任务，但由于供给范围有限，该泵站的额定能力始终没有完全发挥，二增三水库的机组配置，只长年运行一台机组是不太合理的。在近几年的连续高温的冲击下，中春和颛桥泵站始终运行在满负荷的状态下，沪闵路和中春路DN1400管道在高流量、高流速下的危险因素渐渐凸显出来，因此公司调度中心在2010年高峰后适时提出了——“整个区域应当采取两头并进的方式，减缓中路负担”的这一供水调度原则，也就是，扩大新桥泵站和吴泾泵站的供水范围，提升这两个泵站和区域管道的运行压力，进而减轻中春路和沪闵路DN1400负荷，提高七宝地区的保障系数。

1.2工程性措施

整个工程的基础工作包括吴泾泵站增加一台增压机组（年前完成安装调试），在放鹤路、莲花南路铺设一根DN800、DN500管道作为吴泾泵站的第二路出站管（5月22日完成）。完成这两项工作后，吴泾泵站具备增加输配水量，向外扩张的条件。

1.3整体切换方案

在公司内经过多次商议后，制定了包括了调度方案、操作方案和细致的水质保障措施在内的整体方案予以实施。在此次操作过程中吴泾泵站和颛桥泵站的运行不断配合做出调整，至6月28日根据数据的反馈情况，吴泾泵站已经将莘奉金高速以东、银都路以南、黄浦江以西和剑川路以北的区域纳入其供水范围。

调度中心根据目前吴泾和颛桥泵站的运行情况，配合以区域内的流量和压力数据，对此次切换做分析和阐述如下：

（1）为避免在突发应急情况下，由于东西方向阀门的隔绝，造成区域间的水量无法相互弥补，压力短时内无法平衡的窘境，切换过程中采用关闭区域间的部分阀门的方式，而不是全部的阀门。

（2）保持颛桥泵站和吴泾泵站之间的联通，改变调度模式，形成这两个泵站之间的联动，进而使得闵行区域内东西方向上的4个主力泵站之间能相互呼应，相互支援，确保整体供水安全。

（3）考虑到这次大型切换涉及的DN500以上管道较多，并且主要目标区域为住宅小区，水流的变化可能造成水质影响，因此将扩大供水范围的方案定位两阶段分步实施。

第一阶段：开启莲花路、元江路以北的两处DN300和一处DN500阀门，将新排DN800*500并网，并将S4东侧、向阳路DN1000阀门关闭至10转。减少颛桥泵站通过向阳路DN1000向东的输水量。

第二阶段：分别开启虹梅南路东侧的双柏路DN500、景联路DN500、银都路DN500阀门，使这些管道形成东西贯通，关闭莘奉金高速西侧的贵都路DN600，金都路DN500和DN300阀门。

（4）在每次操作前都部署对涉及管道进行排放水的工作，并对主要小区进行隔离，确保在切换期间的水质安全。

（5）在每次操作前后对主要管道安置现场测压点，分析压力坡降情况，分析水流方向，并结合SCADA监测系统，对整体效果进行汇总分析。

1.4扩大供水范围后，运行数据和往年的对比

为更直观地了解在管网切换、调度模式作出改变后的运行状况，调度中心采集了2011年和2012年在同样天气、水量的条件下的高峰数据来做一下对比。

（1）原先我们需要在最高峰时段，采用增加颛桥泵站的运行来满足七宝地区的服务供应，而在吴泾泵站扩大供水范围后，只需提升吴泾泵站的运能，就能确保七宝地区的供水，颛桥泵站的负荷大大减轻，流量同比减少了约2000立方米，沪闵路的DN1400管道的流速也从原先的1.9m/s以上，下降至1.7m/s。

（2）对比早高峰时段主要区域的压力，看出在扩大吴泾泵站的供水范围后，七宝和龙吴路沿线的压力都有所上升，而原先比较高的莲花路沿线，颛桥东部地区的压力都有所下降，趋向于更合理的区间内，并且松北九亭地区的压力也因这一举措略有得益。

（3）对比夜间进水库时的压力。通过调度运行模式的调整后，深夜泵站进水库时，区域内的压力和泵站流量情况，同等水量下， 2011年时，夜间中春泵站需运行一台增压机组来确保北部区域的供水压力，2012年在吴泾泵站夜间运行一台变频机组时，中春泵站可以适当停运，七宝地区的压力仍在合理区间，吴泾泵站增加的1500立方米的水量，供给新切换的区域，完全满足该地区的需求。另外，东西贯通后，“永联”已不是吴泾泵站供水的末梢，整个区域的压力相对去年更加平衡。往年吴泾泵站夏季高峰时，夜间进水库始终是个棘手问题，进早了，吴泾地区压力明显跌落，有时只有180kPa，会造成部分用户影响，进晚了，第二天的安全系数又会受到消弱，现在，在吴泾运行的情况下，进水库的问题可以说迎刃而解。

（4）对比各泵站日流量。通过各泵站的每日总输水量，分析一下调整后的效果情况，吴泾泵站在扩大供水范围，调度模式调整后，日输配流量较去年要增加约3万立方米左右，而颛桥泵站的输配流量较去年是有所下降的，这证明吴泾泵站通过扩容的方法已经很好地接收了新供水区域中的水量，颛桥和中春的负荷都相应地减轻了。

2.泵站供水区域切换模式探讨和建议

2.1关于吴泾扩大供水范围后的一些后续想法

（1）目前以S4为界，颛桥和吴泾泵站之间的联络管道，只剩下银都路DN500和颛兴路DN500，银都路作为最北面的通道，并且周围多为住宅密集区，为保障安全应该予以畅通。而颛桥泵站的部分水量仍通过颛兴路DN500向东输送，可以考虑在极端高温，水量达到预测80万立方米时，作为临时手段，予以关闭，缓解七宝地区的供水紧张局面。

（2）吴泾泵站在扩大运行后，其比较高的出站压力，使得附近的用户住宅区压力高，为这些街坊管道带了一定的风险，是否能在技术和设备上寻求一些保障。

（3）考虑到夜间的安全性，压力不能太高，吴泾泵站夜间的运行采用一台变频机组，该变频已经使用了很长时间，存在一定风险，建议能列入计划，进行更新，或增设一台变频机组，予以备用。

2.2区域构想形成

泵站供水区域的调整是建立在对往年的整体供水形势的分析，尤其是夏季高峰供水压力情况的分析总结之上。

例如本次吴泾泵站扩大供水区域方案是2010年高峰供水后，在对现有管网供水能力进行综合分析的基础上，为解决颛桥泵站进出站管负荷过高和七宝地区压力欠缺两大问题而提出的。

2.3泵站扩容改造

泵站供水区域调整首先要对泵站本身进行改造扩容），改造目标必须基于对 区域用水量的统计和估算，并考虑今后水量的增长。

吴泾泵站新增一台增压机组的工作为2011年的项目，是为吴泾泵站扩大运行提供基础。它的顺利完工，标志着吴泾泵站输配能力的增加，为后续的整个吴泾泵站扩大运行范围，打下了坚实的基础。

2.4进出站管建设

其次，为配合泵站改造（扩容），必须对泵站原进出站管进行改造（新建），以满足进出水量要求。

此次为配合吴经泵站提升能力的扩充，保证出水通畅，新增DN800配套出站管线。敷设放鹤路DN800（宝秀路～莲花南路）和莲花南路DN500（放鹤路～北吴路）管线，作为吴泾泵站第二路出泵管延伸段，排管总长度约为2.96公里。

2.5水力估算

泵站供水区域调整方案须进行模拟运行和水力估算，以确保投产后供水整体稳定和安全。

2.6总体调度模式

随着某个泵站供水区域调整，通过水力模型的建立和模拟，对水厂和其它泵站的运行模式也要做相应的调整。同时对供水管网（尤其是调整供水区域的管网）中的部分阀门进行开关和活水操作。

如有需要，可制定夏季高峰和平时两套调度方案，切换使用，以达到更为高效的供水模式。

2.7水质保障措施

由于水源切换使部分管段的水流方向发生变化，预计会产生管网水质问题。因此需制定相应的管网水质保障方案予以配合实施。包括以下工作：

（1）确定在切换水源后，可能会发生水流水量变化的管道。

（2）设立临时测压点及水质监测点。

（3）安装放水口。

（4）制定阀门操作和放水顺序。

（5）紧急送水和应急措施。

2.8监测系统建立

建立永久和临时的水压水质监测点来监控供水区域调整过程中和调整后区域供水管网水压和水质状况。

本次在吴泾泵站的新建出站管，放鹤路～莲花路DN500管的沿线位置，布置1～2处管网测压点，作为2013年的新增项目来进行实施，使得吴泾泵站的运行更有针对性，结合吴泾泵站的出站压力，以及扩大范围后的区域内原有的“银都”、“永联村”、“龙吴路”、“汇源”、“曹行”、“贵都”和“双柏”等测压点数据，来对吴泾泵站的运行模式进行不断调整，至最佳运行状态。

【参考文献】

[1]上海市供水管理条例.

[2]上海市供水调度、水质、贸易计量管理规定.

[3]城市供水条例.

[4]上海市供水水质管理细则.

[5]严煦世，刘遂庆.给水排水管网系统.中国建筑工业出版社.