青島臨港供水區(qū)分區(qū)分級加壓供水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計

崔丹

摘要：本論文結(jié)合青島西海岸新區(qū)臨港片區(qū)現(xiàn)狀供水系統(tǒng)存在的問題，提出臨港供水區(qū)分區(qū)分級加壓供水系統(tǒng)設(shè)計思路，為同行提供參考。

關(guān)鍵詞：給水泵站;分區(qū)分級加壓;供水系統(tǒng);設(shè)計思路

引言

青島西海岸新區(qū)臨港片區(qū)地處泰發(fā)路以北，地勢較高，地塊供水壓力太低，不能滿足用水需求。本論文分析了臨港片區(qū)現(xiàn)狀泵站供水系統(tǒng)情況，從現(xiàn)狀泵站的利用、分區(qū)供水范圍及規(guī)模、分級加壓的方式及水量水壓的保證性等多方面論述臨港供水區(qū)加壓供水系統(tǒng)的設(shè)計思路，供同行參考。

1 臨港片區(qū)現(xiàn)狀供水系統(tǒng)分析

臨港片區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀有加壓泵站一座，服務(wù)范圍為臨港供水區(qū)，建成于2006年，設(shè)計總規(guī)模為4 萬m3/d，設(shè)備規(guī)模為2 萬m3/d，并預(yù)留2 萬m3/d的泵位?，F(xiàn)狀供水系統(tǒng)主要是自臨港路現(xiàn)狀DN800給水管道斷管接入現(xiàn)狀臨港加壓泵站，經(jīng)加壓后沿1996年建成的大珠山路DN600砼管為臨港片區(qū)供水?，F(xiàn)狀供水系統(tǒng)存在的問題如下：

1.1 臨港泵站泵前壓力不足。

臨港路現(xiàn)狀DN800供水管道實際運(yùn)行水壓為0.3MPa，現(xiàn)狀地坪標(biāo)高約為12m，而臨港泵站位置處地坪標(biāo)高約為32m，故泵站進(jìn)水壓力約0.07～0.12MPa，用水高峰期進(jìn)水壓力太低不能滿足當(dāng)?shù)匦袠I(yè)管理部門關(guān)于進(jìn)水壓力不小于0.1MPa的要求，導(dǎo)致該處泵站在進(jìn)水壓力低于0.08MPa的情況下，處于停泵狀態(tài)。

1.2 臨港泵站泵后揚(yáng)程最高只能達(dá)到20m，無法提壓。

臨港泵站泵后現(xiàn)狀管網(wǎng)管材主要為混凝土管和塑料管，建成于1996年～2004 年間，管道使用年限較長，承壓能力有限，運(yùn)行壓力超過0.2Mpa，即出現(xiàn)“爆管”現(xiàn)象，故臨港泵站設(shè)計揚(yáng)程55m，但實際運(yùn)行揚(yáng)程只能達(dá)到20m，無法提壓。

1.3 現(xiàn)狀供水系統(tǒng)不能滿足片區(qū)現(xiàn)狀泰發(fā)路以北地勢較高地塊供水壓力需求。

2 利用現(xiàn)狀泵站，解決臨港片區(qū)地勢較高地塊供水問題

由于現(xiàn)狀泵房內(nèi)設(shè)備均為不銹鋼材質(zhì)，使用壽命較長。為了解決臨港片區(qū)地勢較高地塊供水問題，必須從充分利用現(xiàn)狀泵站的角度出發(fā)，從如下兩方面來對現(xiàn)狀泵站進(jìn)行改造：

2.1 提高現(xiàn)狀泵站進(jìn)水壓力。

1從整個區(qū)域供水系統(tǒng)角度出發(fā)，假設(shè)區(qū)域供水主管道‘卡脖位置貫通，通過管網(wǎng)平差計算分析該工況下供水系統(tǒng)的水量及水壓，得出供水主管道‘卡脖位置對現(xiàn)狀泵站進(jìn)水壓力影響并不明顯的結(jié)論。

2提高水廠出水壓力。分析新區(qū)現(xiàn)狀供水體系，由于整個區(qū)域多個水廠并網(wǎng)恒壓供水并兼顧城區(qū)地勢較低地塊，同時受現(xiàn)狀高位水池限制，提高水廠出水壓力將導(dǎo)致現(xiàn)狀高位水池冒水，并影響整個城區(qū)管網(wǎng)供水壓力，增加現(xiàn)狀供水管網(wǎng)損耗及爆管率，所以本措施不可行。

3對現(xiàn)狀泵站進(jìn)行挖深改造?，F(xiàn)狀泵站為半地下式，地下部分深2.5米，需要挖深4 米才能保證泵站進(jìn)水壓力滿足要求。該措施首先會導(dǎo)致泵站停水至少3 個月，對現(xiàn)狀用戶影響太大;其次泵房太深，不利于管理維護(hù);最后容易對現(xiàn)狀設(shè)備造成損壞。故本措施不可行。

4采用直抽工藝，即直接從供水主管道上用水泵抽水，該工藝不僅可能會對周邊用戶用水壓力造成影響，而且可能會對市政管網(wǎng)造成負(fù)壓，本著安全可靠的角度考慮，不推薦本措施。

5在現(xiàn)狀泵站前端增設(shè)加壓泵站，該措施需要對新建前端加壓泵站進(jìn)行合理選址，獲得規(guī)劃及國土等部門許可。

2.2 提高現(xiàn)狀泵站出水壓力。

提高現(xiàn)狀泵站出水壓力，必須對泵后現(xiàn)狀管材較差的管道進(jìn)行更換，以保證在高壓運(yùn)行工況下，供水管道不發(fā)生大面積爆管現(xiàn)象。對臨港片區(qū)現(xiàn)狀供水管道進(jìn)行大范圍更換，不僅投資太高，總投資約需1.1 億元，而且在低壓力條件下現(xiàn)狀管道運(yùn)行良好，短期內(nèi)全部更換會造成浪費(fèi)。本措施不可行。

2.3 在現(xiàn)狀泵站后增設(shè)中途加壓泵站。

本措施主要涉及在合適地坪標(biāo)高位置對新建中途泵站進(jìn)行選址，獲得規(guī)劃及國土等部門許可。

總體來說，直接利用現(xiàn)狀加壓泵站方案，需增設(shè)現(xiàn)狀泵站泵前加壓泵站、改造泵后管網(wǎng)、增設(shè)現(xiàn)狀臨港泵站泵后中途加壓泵站等方面進(jìn)行改造，改造后相當(dāng)于三級加壓方式，從管網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、遠(yuǎn)期運(yùn)行管理等多方面考慮，不推薦采用該方案。

3 異地新建泵站，與現(xiàn)狀泵站構(gòu)成分區(qū)供水系統(tǒng)

3.1 分區(qū)供水服務(wù)范圍劃分

現(xiàn)狀泵站服務(wù)范圍維持現(xiàn)狀不變，主要服務(wù)片區(qū)地勢較低地塊，;新建泵站服務(wù)片區(qū)地勢較高地塊，高、低區(qū)供水管道通過閥門控制不連通，兩處泵站構(gòu)成分區(qū)供水系統(tǒng)。

3.2 分區(qū)供水規(guī)模確定

新建泵站與現(xiàn)狀泵站的總規(guī)模與現(xiàn)狀泵站設(shè)計規(guī)模一致，為4 萬m3/d，其中現(xiàn)狀泵站規(guī)模按現(xiàn)狀設(shè)備規(guī)模2 萬m3/d，不在擴(kuò)容;新建泵站規(guī)模按現(xiàn)狀泵房預(yù)留泵位的規(guī)模，確定為2 萬m3/d。

4 供水區(qū)內(nèi)地勢高差太大，新建泵站采用分級加壓的方式

4.1 采用分級加壓方式的原因分析

臨港供水區(qū)供水水源來自現(xiàn)狀泵站進(jìn)水所接的臨港路DN800供水主管道，該管道在片區(qū)范圍內(nèi)現(xiàn)狀運(yùn)行水壓在0.3～0.32MPa，地形標(biāo)高在10～12m。高區(qū)服務(wù)范圍內(nèi)最不利點標(biāo)高為63m，要滿足規(guī)劃4 層樓用水需求，需總服務(wù)水頭約83m。

為了保證新建泵站進(jìn)水壓力滿足當(dāng)?shù)夭恍∮?.1MPa的要求，泵站選址需在片區(qū)內(nèi)地坪標(biāo)高不大于25m處，泵站揚(yáng)程為靜揚(yáng)程、沿程損失、局部損失及供水最不利點處要求的水壓之和，經(jīng)推算，只建設(shè)一座泵站，新建泵站揚(yáng)程在70米以上，出水揚(yáng)程太高，泵后市政供水管網(wǎng)運(yùn)行壓力太大，部分地塊超過0.6MPa，不僅影響管網(wǎng)運(yùn)行安全，而且部分用戶給水接入管需增設(shè)減壓閥，增加成本及管理難度。

4.2 分級加壓的具體方式

結(jié)合上述分析，臨港供水區(qū)需要采用分級加壓的方式，新建兩級加壓泵站，降低泵后揚(yáng)程，保證供水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

一級加壓泵站選址設(shè)置在臨港路綠化帶內(nèi)，二級泵站選址設(shè)置在泰發(fā)路以北地勢較高地塊的綠化帶內(nèi)，總體設(shè)計思路為：自現(xiàn)狀泵站進(jìn)水所接的臨港路DN800供水主管道斷管接入，經(jīng)新建一級加壓泵站加壓后，沿新建配套DN600主管道供至二級加壓泵站，在經(jīng)二級泵站加壓后，沿新建配套DN600主管道供至區(qū)域最不利點處。

4.3 新建兩級加壓泵站的進(jìn)水水量及水壓保證性分析

a.水量方面，城區(qū)內(nèi)水廠供水負(fù)荷可以保證現(xiàn)狀泵站總規(guī)模4 萬m3/d的水量，現(xiàn)狀泵站規(guī)模為2 萬m3/d且不在擴(kuò)容，新建一級泵站規(guī)模為2 萬m3/d，進(jìn)水水量充足。

二級泵站水量接自一級泵站，水量充足，同時考慮一級泵站出水在供至二級泵站之前，會分流部分水量，故結(jié)合沿線地塊及用水企業(yè)大戶實際分流水量，確定二級泵站規(guī)模為1 萬m3/d。

b.水壓方面，一級給水加壓泵站選址位置處地面標(biāo)高約為12 米，進(jìn)水接自臨港路現(xiàn)狀DN800給水管道，經(jīng)相關(guān)單位現(xiàn)場實測，泵站進(jìn)水處現(xiàn)狀運(yùn)行水壓約為0.3MPa，可以滿足泵站運(yùn)行的水壓要求。

二級給水加壓泵站進(jìn)水水壓，經(jīng)一級加壓泵站加壓后為0.2MPa，亦可以滿足泵站運(yùn)行的水壓要求。

5 臨港供水區(qū)供水系統(tǒng)分析

臨港供水區(qū)域供水方式采用分區(qū)分級加壓供水，新建兩級加壓泵站及配套DN600管道服務(wù)該區(qū)域地勢較高

地塊，大珠山路現(xiàn)狀臨港加壓泵站及DN600砼管，服務(wù)該區(qū)域內(nèi)地勢較低地塊，構(gòu)成分區(qū)供水系統(tǒng)。同時新建

DN600管道與大珠山路現(xiàn)狀DN600砼管做為臨港供水區(qū)輸水主管道，互為備用，保證區(qū)域供水安全。

結(jié)語

在區(qū)域供水管網(wǎng)中，經(jīng)常會碰到由于地形高差較大或供水管道過長而導(dǎo)致區(qū)域供水水壓不足的情況，增設(shè)給水加壓泵站是解決這一問題的關(guān)鍵技術(shù)。論文結(jié)合臨港供水區(qū)工程實例對區(qū)域分區(qū)分級加壓的設(shè)計思路進(jìn)行了較深刻的總結(jié)，供同行參考。

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