城市供水管网管压多级调控体系的建立与优化

崔恩恒

摘 要：现代都市运行主要依托复杂而系统的市政体系，如果将现代都市看作一个“人”，则市政管网则是保障“人体”运行的重要血管和通道，供水管网作为市政管网中的重要组成部分通过多级管网将自来水送至城市的各个角落。供水管网运行中要确保供水管网具有足够的供水压力，同时通过对供水管网的供水压力进行良好的调控将能够有效地降低供水管网的漏损率。本文在分析供水管网水压与对水管网漏损率影响的基础上对如何做好供水管网管压调控进行了分析介绍。

关键词：供水管网；供水压力；压力调控；漏损率

中图分类号：TU991 文献标志码：A

0 前言

城市供水管网漏损率过高问题是摆在世界供水行业面前的一道难题，据相关统计表明我国城市供水管网的漏损率能够达到18%左右，漏损率过高将导致每年大量的纯净自来水白白的损耗掉，既不经济也不环保。在城市供水保障中应当采取积极的措施对城市供水管网漏损率加以控制。在众多的控制手段中压力调控是其中最经济也是最有效的手段之一。通过对城市供水管网压力进行多级调控能够将城市供水管网的漏损率降低到一个可以接受的水平。

1 城市供水管网压力与漏损的联系

城市供水管网管压调控与城市供水管网漏损之间的关系一直为广大研究人员所关注，据相关研究表明城市供水管网管压与漏损之间的关系主要分为两大方面：（1）城市供水管网管压与城市供水管网破损点数量之间的关系。（2）在城市供水管网破损点数量和大小一定的條件下管网漏损水量（漏损点的泄漏速度）与管网压力的关系。城市供水管网管压与城市供水管网破损点的数量在一定的压力范围内呈指数增长，即城市供水管网管压超出某一压力限值时城市供水管网爆管的数量或是次数将显著增加，而降低城市供水管网管压则城市供水管网爆管或是破损的概率将大幅降低。总体来说做好城市供水管网管压的管控将有利于降低城市供水管网的漏损率，保障城市供水管网高效、安全的运行。

为了更精确地描述出城市供水管网管压与城市供水管网损漏率之间的关系，需要对当地城市供水管网的管材类型、管长以及管径等多项数据进行统计计算用以计算出城市供水管网在某一区域的平均管龄，并结合过往的管压变压情况以及城市供水管网的损漏次数等数据进行综合性的分析，以此建立起城市供水管网破损次率与城市供水管网在各不同管压条件下的对应关系。

通过建模分析可以发现在城市供水管网管路系统各影响因素（城市供水管网的管径、管长、管龄等）一定的情况下，城市供水管网的损漏率与城市供水管网的管压近似呈线性正比。通过对城市供水管网管压进行调节将有助于降低城市供水管网的损漏，保障城市供水管网的安全运行。除了需要考虑城市供水管网的损漏率外，还需要对城市供水管网漏损水量与城市供水管网管压之间的联系进行考虑，城市供水管网管压与城市供水管网漏损水量呈正比关系，即城市供水管网管压越大则城市供水管网管压的漏损水量也越大，在城市供水管网运行中通过建立起多级管压调控系统将有助于减少城市供水管网漏损水量，据相关研究数据表明，在北京市城市供水管网中建立起了三级控压调压系统，每年减少了近3000多万吨的漏损水量，直接将城市供水管网的漏损率降低了近4个百分点。城市供水管网管压的调节对于城市供水管网漏损水量的降低是直接影响，而对于城市供水管网破损点数量则属于潜移默化式的影响。

总体来说，在城市供水管网中建立多级管压调控体系将有助于降低城市供水管网的漏损率，通过合理规划城市供水管网管压将会对城市供水管网在运行中的破损点数量和漏损水量产生良好的抑制效果。

2 合理地建立起城市供水管网管压多级调控体系

城市供水管网管压调控体系的建立将有助于保障城市供水管网的安全、高效的运行。在城市供水管网运行中应当积极建立起城市供水管网管压多级调控体系，由于我国的城市供水管网系统多采用的是环状管网形式，由多个水厂联合向城市供水管网泵水，各水厂之间缺乏统一调配将导致城市供水管网管压呈现出非系统性的随机变化，不利于城市供水管网管压的调控，为克服以往城市供水管网管压所存在的弊端需要建立起水厂调压-区域管网减压-末端管网减压的三级管压调控体系，实现对于城市供水管网管压的分级、分段调节，确保城市供水管网能够在合理的管压下运行。

2.1 水厂加压压力的优化调控

城市供水管网管压其是由水厂泵站所决定的，因此首先需要做好水厂泵送压力的调控，水厂处于泵送距离和最不利点压力满足方面的考虑可以选用高压泵送或是逐级调节泵送压力等不同的泵送形式，各种不同的泵送方式都有其优缺点，为做好水厂泵送压力的调控需要合理地选择水厂加压方式。结合各水厂泵送范围的具体情况，构建起相对独立的水厂泵送范围，以便能够在这一相对独立的水厂泵送范围内对水厂的泵送压力进行调控。

2.2 城区区域管网减压

水厂泵站压力调控属于宏观层面的调控，具体到城区不同区域的管网其管压总是存在一定的冗余压力过高的问题，这一区段的供水管网长期处于冗余高压下运行将导致供水管网发生损漏的概率大增。针对这一问题可以对城区管网冗余高压区段采取局部减压的方式来对冗余高压进行调节优化。对于区域冗余高压的调节可以采用减压阀调节方式来加以控制优化。除了损漏率的问题外还需要考虑到压力对损漏水量的影响，通过对供水管网区域压力与供水管网区域损漏水量进行记录建模，以使得区域管网的损漏水量能够达到预期节水量，完成对于区域管网水压的优化调节。

2.3 供水管网末端管压调节优化

在对供水管网末端管压的调节优化上可以使用二次供水水箱进水压力调节技术，二次供水水箱进水压力调节主要利用二次供水水箱的调蓄作用对高峰段供水压力波动情况进行调节补充，将用水高峰段的压力剧烈波动进行均衡优化，这一方法是一种对城市供水管网管压的间接调控法，同时也是一种极为高效、合理的城市供水管网管压优化调节的方法。在具体的实现形式上二次水箱将以水箱中水位为标准对水箱的进水量进行调节，水箱中的前端进水量与水位高度呈反比关系。通过在城市供水管网末端采用这一技术将有利于稳定城市供水管网的供水压力，避免因压力剧烈波动而导致的城市供水管网漏损点数量和漏损水量的增加。

在城市供水管网管压优化调节中所建立起来的三级调控体系是一个有机的整体，各级的水压优化调节不是割裂的个体而是相互影响相互联系的，任何一级的管网压力调节都将会对另外两级的管网压力造成极大的影响，为实现对于城市供水管网管压的优化调节需要对多级优化调控体系进行不断的调节优化，并最终达到一套最优调控体系。

结语

城市供水管网漏损数量与漏损水量都与城市供水管网管压有着直接而密切的联系，通过做好城市供水管网管压的优化调节将有利于降低城市供水管网漏损数量与漏损水量。本文在分析城市供水管网管压与管网漏损关系的基础上对如何建立起城市供水管网管压多级调控体系，实现对于城市供水管网漏损的最优化调节。

参考文献

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