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      農(nóng)村供水工程安全調(diào)控與自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用

      2017-03-12 05:15:30畢華軍
      山東水利 2017年12期
      關(guān)鍵詞:儲(chǔ)水供水管安全工程

      金 麗,鄭 強(qiáng),畢華軍

      為解決山丘區(qū)農(nóng)村供水工程的管道靜水壓力過大的問題,研究推廣管網(wǎng)的安全調(diào)控設(shè)備和技術(shù),對(duì)山東省典型農(nóng)村供水工程的管網(wǎng)流量、壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)、排氣設(shè)施、防水錘設(shè)備等安全調(diào)控技術(shù)及設(shè)備進(jìn)行了調(diào)研分析,并緊密結(jié)合農(nóng)村供水管網(wǎng)的特點(diǎn),按照技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行可靠、管理方便、價(jià)格易于接受的要求,開發(fā)了供水管網(wǎng)壓力自動(dòng)監(jiān)測與報(bào)警系統(tǒng)和丘陵山區(qū)供水管道減壓儲(chǔ)水裝置。選擇日照市東港區(qū)供水工程進(jìn)行了應(yīng)用,取得了較好的應(yīng)用效果。

      1 管網(wǎng)壓力自動(dòng)監(jiān)測與安全報(bào)警系統(tǒng)

      針對(duì)供水管網(wǎng)正常供水時(shí)壓力平穩(wěn)和管道一旦破裂跑水壓力驟降的特點(diǎn),開發(fā)一種壓力自動(dòng)監(jiān)測與安全報(bào)警系統(tǒng)。正常供水時(shí),該系統(tǒng)對(duì)管網(wǎng)壓力實(shí)時(shí)在線監(jiān)測、監(jiān)測的壓力值可無線發(fā)送到水廠控制中心的計(jì)算機(jī),供值班人員及時(shí)了解管網(wǎng)運(yùn)行情況。一旦管網(wǎng)破裂壓力驟降時(shí),能立刻報(bào)警,提醒值班人員迅速檢查搶修。

      1.1 系統(tǒng)組成

      該系統(tǒng)由壓力監(jiān)測裝置、加壓水泵啟停的變頻控制器和監(jiān)控中心組成。

      1.2 系統(tǒng)運(yùn)行過程

      當(dāng)監(jiān)測中心(工業(yè)控制機(jī))接收到某個(gè)觀測點(diǎn)的壓力值低于設(shè)定值時(shí),即在顯示器上彈出壓力異常的觀測點(diǎn)名稱、同時(shí)通過可編程控制器啟動(dòng)與之相連的聲光報(bào)警裝置工作,從而警示值班人員迅速趕往壓力低于設(shè)定值的觀測點(diǎn)查看和組織人員搶修。

      1.3 應(yīng)用與效果

      該系統(tǒng)在山東省日照市東港區(qū)濤雒農(nóng)村供水工程安裝調(diào)試成功,經(jīng)現(xiàn)場測試和運(yùn)行檢驗(yàn),運(yùn)行正常,性能可靠。

      2 丘陵山區(qū)供水管道減壓儲(chǔ)水裝置

      在我國丘陵山區(qū)農(nóng)村供水工程建設(shè)中,普遍遇到供水線路長、管線沿途地面高差大(有的達(dá)100~200 m以上)、供水管道內(nèi)水壓力大、變化也大的問題,經(jīng)常出現(xiàn)管網(wǎng)破裂、中斷供水的事故。為此,在工程設(shè)計(jì)中通常采用高壓力等級(jí)的管道,或在主管道上落差大的部位或在分支管的首端增設(shè)減壓閥。在供水管道設(shè)計(jì)中采用高壓力等級(jí)的管道必然造成很大的投資浪費(fèi);增設(shè)減壓閥可在一定程度降低管道的動(dòng)水壓力,但在夜間用水量很小或不用水的情況下,減壓閥并不能削減管道的靜水壓力,依然會(huì)造成中低壓管道的破裂或大批用水戶水表和水龍頭的損壞,影響安全供水。針對(duì)丘陵山區(qū)輸水管道內(nèi)水壓力過高造成的危害,開發(fā)了丘陵山區(qū)供水管道上給水減壓儲(chǔ)水裝置。

      2.1 裝置組成

      該裝置由玻璃鋼儲(chǔ)水容器、水力驅(qū)動(dòng)浮球進(jìn)水閥、導(dǎo)水管、活節(jié)、檢修開孔及盲板、浮球開關(guān)、球桿及浮球、進(jìn)排氣閥、彎管及濾網(wǎng)、指針式壓力表、水位指示管、安全及泄空閥、出水閥組成(見圖1)。

      圖1 減壓儲(chǔ)水裝置設(shè)計(jì)示意圖

      2.2 應(yīng)用與效果

      該減壓儲(chǔ)水裝置可徹底削減多余的水壓、消除因水壓過高造成的管道破裂、閥門水表水龍頭損壞等隱患、減小裝置上游輸水管道的公稱直徑和裝置下游輸水管道的公稱壓力,節(jié)省工程投資和運(yùn)行維修費(fèi)用。日照市東港區(qū)馬陵供水工程,其地面高差100多米,該裝置安裝在距輸水管道首端1 000.0 m、地面高差35.0 m處,既與下游供水區(qū)域的地面高差為65.0 m。上游管道的壓力水進(jìn)入該裝置后,壓力降至設(shè)定的上限自由水面壓力,徹底斷開上下游管道的水壓。該裝置除具有減壓功能外,還具自動(dòng)進(jìn)排氣、自動(dòng)泄壓、水位指示、對(duì)水質(zhì)不造成二次污染、調(diào)節(jié)供水流量等功能。

      3 系統(tǒng)效益分析

      3.1 經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算

      3.1.1 信息化工程的費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用

      對(duì)山東省20余處農(nóng)村供水安全工程進(jìn)行信息化管理系統(tǒng)的建設(shè)與管理,其中,重點(diǎn)指導(dǎo)3處規(guī)?;r(nóng)村供水安全工程信息化系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與設(shè)備安裝工程,一般指導(dǎo)農(nóng)村供水安全工程信息化系統(tǒng)建設(shè)與管理17余處。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)總共節(jié)省新建和改建農(nóng)村供水安全信息化工程設(shè)備費(fèi)用和土建費(fèi)用約850.0萬元。

      3.1.2 工程維護(hù)費(fèi)用和管理費(fèi)用

      1)節(jié)省的工程維護(hù)費(fèi)用:在農(nóng)村供水安全信息化管理技術(shù)推廣應(yīng)用期間,20余處農(nóng)村供水安全工程覆蓋人口約168萬人,按照規(guī)定在沒有實(shí)施本技術(shù)的情況下需要配備水廠技術(shù)管理人員和維修人員約266人;技術(shù)實(shí)施后,由于提高了管理水平和工作效率,可以顯著的減少技術(shù)管理人員和工程維修人員。經(jīng)初步估算可以減少各類人員約35%,每人按照年費(fèi)用3萬元計(jì)算,可以節(jié)省管理費(fèi)用約279萬元。

      2)其他效益:從減少水資源的浪費(fèi)、減少醫(yī)藥費(fèi)支出效益兩個(gè)方面進(jìn)行分析。減少水資源的浪費(fèi)效益按每處工程每年發(fā)生2次計(jì)算,初步估算在水資源的浪費(fèi)和管道的修補(bǔ)以及耽誤及時(shí)供水等方面產(chǎn)生的費(fèi)用約300萬元;減少醫(yī)藥費(fèi)支出效益,是由于水質(zhì)發(fā)生變化的情況下,在無項(xiàng)目的情況下飲用的水質(zhì)不達(dá)標(biāo)而產(chǎn)生的費(fèi)用,20余處農(nóng)村供水安全工程覆蓋人口約168萬人,按有25%的人口因?yàn)樗|(zhì)問題產(chǎn)生醫(yī)療費(fèi)用,人均年醫(yī)藥費(fèi)15元計(jì),可節(jié)省醫(yī)藥費(fèi)630萬元。

      根據(jù)上述分析計(jì)算,技術(shù)推廣期間總效益為1 209萬元。通過計(jì)算該技術(shù)在經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算期內(nèi),每年為社會(huì)創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

      3.2 社會(huì)效益與生態(tài)效益

      農(nóng)村供水安全工程信息化管理技術(shù)示范項(xiàng)目成功實(shí)施后,將水廠供水設(shè)備由先前的效率低、能耗高的狀態(tài)變?yōu)樾矢?、能耗低的狀態(tài),確保了水廠工程的長效運(yùn)行和較好的效益,既可以提高供水保障率,在線檢測水質(zhì),確保水質(zhì)合格,又可以解決供水管道破裂漏水而不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)等問題,減少了跑冒滴漏,減少了水資源的損失,緩解水資源緊張狀況,有效的改善地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和投資環(huán)境,保護(hù)地下水環(huán)境,生態(tài)效益顯著。

      同時(shí),采用信息化管理技術(shù)對(duì)規(guī)?;┧?xiàng)目進(jìn)行管理后,不但使該項(xiàng)目區(qū)群眾能夠吃上合格的飲用水,使其基本生活條件得到了保障,減少腸道等疾病的發(fā)病率,保障了該地區(qū)人民的身體健康,促進(jìn)了農(nóng)村社會(huì)主義精神文明的發(fā)展,而且可以解放大量的農(nóng)村勞動(dòng)力,開辟新的致富途徑。同時(shí)還可以帶動(dòng)庭院經(jīng)濟(jì)、畜牧養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,改善局部生態(tài)環(huán)境和社會(huì)環(huán)境,促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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