農(nóng)村地區(qū)增壓供水研究

秦雪

摘 要：農(nóng)村地區(qū)相對(duì)城市多具有地勢(shì)起伏較多、供水設(shè)施相對(duì)落后、水質(zhì)衛(wèi)生狀況參差不齊的特點(diǎn)，根據(jù)其地理特點(diǎn)與供水條件積極采取增壓供水措施十分必要。而管網(wǎng)疊壓供水技術(shù)作為一種對(duì)復(fù)雜地形適應(yīng)性較好、安裝相對(duì)方便，且具備良好增壓性能的供水方式，適合應(yīng)用于農(nóng)村地區(qū)增壓供水工程。本文將對(duì)此技術(shù)在農(nóng)村地區(qū)增壓供水中的應(yīng)用策略進(jìn)行論述，并提出相應(yīng)的建議。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村地區(qū)；增壓供水；管網(wǎng)疊壓供水

隨著城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，農(nóng)村原有供水基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)難以滿足農(nóng)村居民生活和生產(chǎn)用水需要，供水網(wǎng)管輸水能力的發(fā)展已經(jīng)明顯滯后于農(nóng)村地區(qū)用水量的發(fā)展，在此背景下，選用合理的增壓供水方式，是解決管網(wǎng)建設(shè)滯后性問題，以及提升農(nóng)村地區(qū)供水質(zhì)量的必然選擇。

一、農(nóng)村地區(qū)供水條件現(xiàn)狀

目前，農(nóng)村地區(qū)的主要供水方式為：水廠將水加壓，再通過輸水管道輸送到農(nóng)村中的各個(gè)取水點(diǎn)以及農(nóng)戶家中，當(dāng)遇到地形起伏較大時(shí)，水廠很難將水直接輸送到取水點(diǎn)和農(nóng)戶家中，因此許多農(nóng)村選擇在水廠壓力末端修建增壓泵房，通過二次加壓的方式將水輸送到地勢(shì)更高的地區(qū)。但長期以來，這種供水方式體現(xiàn)出許多弊病，主要體現(xiàn)在：1）衛(wèi)生問題。此種供水方式需要修建蓄水池，因此水需要與空氣接觸，空氣中的污染物、細(xì)菌、微生物等落入水中容易造成水質(zhì)污染，進(jìn)而影響用水安全；2）高能耗。二次加壓過程需要消耗電能，且水廠網(wǎng)管的余壓無法應(yīng)用于二次加壓，因此此種供水方式的整體能耗相對(duì)較高；3）成本高。二次加壓由于不能利用水廠網(wǎng)管余壓，因此需要從零加壓，這使得設(shè)備選型較大，長時(shí)間運(yùn)行下電能消耗較大，因此運(yùn)行成本較高；4）初期投入高且建設(shè)周期長。修建蓄水池，安裝設(shè)備等，需要較大的施工周期和土建成本，除此之外，蓄水池、加壓泵站的設(shè)施、設(shè)備維護(hù)也相對(duì)復(fù)雜，管理成本亦較高。

二、管網(wǎng)疊壓供水對(duì)農(nóng)村地區(qū)的適用性

管網(wǎng)疊壓供水泵站包含了穩(wěn)流補(bǔ)償器、倒流防止器、真空抑制器、變頻泵控制柜等組件，其性能優(yōu)勢(shì)及對(duì)農(nóng)村地區(qū)的適用性主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：1）占地面積相對(duì)于傳統(tǒng)的二次加壓系統(tǒng)較小，因此土建投入大大降低；2）施工周期通常僅需要10天左右，而傳統(tǒng)的蓄水池+二次增壓供水泵站則需要至少40天的施工時(shí)間；3）可利用市政管網(wǎng)的余壓，因此能耗低且運(yùn)行成本較低；4）系統(tǒng)采用全密閉設(shè)計(jì)，可有效避免二次污染，保障了水質(zhì)安全；5）可實(shí)現(xiàn)相對(duì)穩(wěn)定的供水，對(duì)地勢(shì)起伏較大丘陵地區(qū)、用水規(guī)模較小、用水量波動(dòng)較大且取水點(diǎn)和農(nóng)戶分布較為零散的偏遠(yuǎn)農(nóng)村亦十分適用。

三、管網(wǎng)疊壓供水實(shí)施策略

1.系統(tǒng)構(gòu)成

管網(wǎng)疊壓供水系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示：

在以上系統(tǒng)中：控制系統(tǒng)采用微機(jī)變頻控制柜與遠(yuǎn)程綜合控制系統(tǒng)相結(jié)合的方式，其中，微機(jī)變頻控制柜主要通過讀取壓力傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)變頻控制；倒流防止器可避免后斷水倒流引發(fā)的回流污染；穩(wěn)流罐與市政供水管網(wǎng)連接，其作為密閉承壓容器，可起到蓄水與穩(wěn)定水流的作用；真空抑制器的作用為穩(wěn)定系統(tǒng)內(nèi)壓力，當(dāng)實(shí)際用水量相對(duì)管網(wǎng)給水流量較大時(shí)，真空抑制器和穩(wěn)流補(bǔ)償器中的檢測(cè)裝置采集穩(wěn)流補(bǔ)償器內(nèi)的真空度及水位信號(hào)，并將信號(hào)傳輸?shù)轿C(jī)變頻控制器，再根據(jù)微機(jī)變頻控制器來控制真空抑制器的開啟，將穩(wěn)流補(bǔ)償器中的能量進(jìn)行釋放，以平衡整個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)壓力，避免負(fù)壓產(chǎn)生，進(jìn)而避免供水中斷。

2.設(shè)備選型與注意事項(xiàng)

農(nóng)村地區(qū)通常日不均勻系數(shù)和是不均勻系數(shù)都最存在明顯的高值，其水量計(jì)算應(yīng)符合農(nóng)村實(shí)際。（尤其是節(jié)假日外出務(wù)工人員返鄉(xiāng)時(shí)用水量較大，開發(fā)鄉(xiāng)村旅游項(xiàng)目的地區(qū)節(jié)假日因接待游客用水量激增）一般來說，綜合考慮農(nóng)村用水規(guī)律，可考慮2臺(tái)相同變頻主泵+1臺(tái)小流量輔泵并聯(lián)供水，夜間氣壓罐供水的組合方式。

控制系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)控制水泵運(yùn)行狀態(tài)來調(diào)節(jié)供水流量，用水高峰時(shí)供水流量應(yīng)較大，此時(shí)采用水泵供水，用水較少的時(shí)段可通過氣壓罐進(jìn)行供水，以避免水泵頻繁開啟，降低系統(tǒng)整體能耗；平均日流量小時(shí)則可啟動(dòng)輔泵進(jìn)行小流量供水，當(dāng)流量增大時(shí)則減隨之增加輔泵供水流量。

除此之外，值得注意的是：在市政給水管網(wǎng)接入處嚴(yán)格按規(guī)定采取防回流措施，以免影響市政管網(wǎng)水質(zhì)；不同規(guī)模、不同地區(qū)農(nóng)村用水量、用水規(guī)律不同，因此泵站選型應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況具體分析；條件成熟時(shí)應(yīng)考慮建立綜合調(diào)度平臺(tái)，對(duì)供水系統(tǒng)的流量、壓力、能耗等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果合理調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，以進(jìn)一步穩(wěn)定系統(tǒng)運(yùn)行，降低系統(tǒng)能耗。

四、結(jié)語

管網(wǎng)疊壓供水近年來在我國發(fā)展迅速，在城市中的應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)成熟，但在農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用仍然較少，實(shí)際應(yīng)用中還需結(jié)合不同地區(qū)農(nóng)村的地形、供水條件逐步展開。管網(wǎng)疊壓的增壓設(shè)備直接與市政供水管網(wǎng)連接，系統(tǒng)能耗較小、避免了二次污染，且安裝成本低、施工周期短、維護(hù)管理簡(jiǎn)便。目前，管網(wǎng)疊壓供水系統(tǒng)安裝完成后可實(shí)現(xiàn)無人值守，有效保障保障供水穩(wěn)定性，對(duì)提升農(nóng)村地區(qū)供水規(guī)模和保障農(nóng)村用水安全有著積極的作用。

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