德州市區(qū)供水工程聯(lián)合調(diào)度方案分析

何 麗，李廣順

（德州市水利勘察設(shè)計(jì)研究院，山東 德州 253014）

德州市水資源短缺，是限制當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定的重要因素。隨著南水北調(diào)東線一期工程主體工程及德州市續(xù)建配套工程的實(shí)施，德州市區(qū)供水管網(wǎng)建設(shè)已初具規(guī)模，管網(wǎng)之間相互連通切換基本可以實(shí)現(xiàn)供水工程的聯(lián)合調(diào)度。

1 供水工程概況

德州市區(qū)范圍包括德城區(qū)、運(yùn)河開(kāi)發(fā)區(qū)、經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)和陵城區(qū)，供水水源有丁東水庫(kù)、大屯水庫(kù)、丁莊水庫(kù)和溝盤(pán)河水庫(kù)。其中，丁莊水庫(kù)為華能電廠專(zhuān)用水庫(kù)，使用權(quán)和管理權(quán)歸華能電廠，溝盤(pán)河水庫(kù)為第三水廠調(diào)節(jié)水庫(kù)，水源水來(lái)自丁東水庫(kù)。因此德州市區(qū)供水工程聯(lián)合調(diào)度僅考慮丁東水庫(kù)和大屯水庫(kù)向德州市區(qū)供水。

丁東水庫(kù)和大屯水庫(kù)的供水目標(biāo)共7個(gè)，分別為德州市第二水廠、第三水廠、第四水廠、陵城區(qū)、華魯恒升、華能電廠、天衢工業(yè)園等。其中，陵城區(qū)供水管道、華能電廠供水管道與其他管道沒(méi)有切換，因此可以進(jìn)行聯(lián)合調(diào)度的供水目標(biāo)有第二水廠、第三水廠、第四水廠、華魯恒升和天衢工業(yè)園等。涉及管道包括城市供水管道、華魯恒升供水管道、城市應(yīng)急供水管道及天衢工業(yè)園延伸管道、南水北調(diào)德州市區(qū)供水管道等。

2 聯(lián)合調(diào)度方案分析

通過(guò)切換站，德州市區(qū)供水管道已形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，管網(wǎng)之間基本可以實(shí)現(xiàn)德州市區(qū)供水的聯(lián)合調(diào)度。水源、供水泵站、管網(wǎng)均可實(shí)現(xiàn)互為備用，可有效提高供水保證率。

現(xiàn)就某供水泵站事故工況下，是否能利用溝盤(pán)河水庫(kù)、供水泵站、供水管道聯(lián)合調(diào)度供水以保證供水目標(biāo)的用水安全進(jìn)行分析。計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表1。

2.1 工況一，城市供水泵站出現(xiàn)事故

華魯恒升泵站向第四水廠供水11萬(wàn)m3/d。通過(guò)泵站出口處的管道切換，可以利用城市供水管道向四水廠供水。南水北調(diào)德州市區(qū)供水泵站向第二水廠供水5萬(wàn)m3/d，向華魯恒升供水15萬(wàn)m3/d，向天衢工業(yè)園供水5萬(wàn)m3/d。利用溝盤(pán)河水庫(kù)短期內(nèi)向第三水廠供水12萬(wàn)m3/d。

2.2 工況二，華魯恒升供水泵站出現(xiàn)事故

當(dāng)華魯恒升供水泵站出現(xiàn)事故時(shí)，由城市供水泵站向第四水廠供水11萬(wàn)m3/d。由南水北調(diào)德州市區(qū)供水泵站向第二水廠供水5萬(wàn)m3/d，向華魯恒升供水15萬(wàn)m3/d，向天衢工業(yè)園供水5萬(wàn)m3/d。通過(guò)穿減河調(diào)水，短期內(nèi)利用溝盤(pán)河水庫(kù)向第三水廠供水12萬(wàn)m3/d。

2.3 工況三，南水北調(diào)德州市區(qū)供水泵站出現(xiàn)事故

當(dāng)南水北調(diào)德州市區(qū)供水泵站出現(xiàn)事故時(shí)，由于華魯恒升供水泵站規(guī)模所限，向供水目標(biāo)提供70%的設(shè)計(jì)供水量，即向華魯恒升供水10.5萬(wàn)m3/d、向第二水廠供水3.5萬(wàn)m3/d，向天衢工業(yè)園供水3.5萬(wàn)m3/d。城市供水泵站向第四水廠供水11萬(wàn)m3/d。通過(guò)穿減河調(diào)水，短期內(nèi)利用溝盤(pán)河水庫(kù)向第三水廠供水12萬(wàn)m3/d。其中，華魯恒升供水線路的丁東水庫(kù)至馬頰河段，借用一根城市供水管道，管徑1m，管道長(zhǎng)度為11.45km。城市供水泵站向第四水廠供水線路的丁東水庫(kù)至岔河段則采用單管供水。

三種工況下，充分利用溝盤(pán)河水庫(kù)的調(diào)蓄功能，第三水廠首先考慮利用溝盤(pán)河水庫(kù)來(lái)保證短期內(nèi)的正常用水需求。當(dāng)某一個(gè)泵站出現(xiàn)事故時(shí)，則利用其它2個(gè)泵站及現(xiàn)有供水管道向除第三水廠以外的4個(gè)供水目標(biāo)供水。

表1 水力計(jì)算表

由表1可以看出，工況一時(shí)，利用華魯恒升供水泵站和南水北調(diào)德州市區(qū)供水泵站向第二水廠、第四水廠、華魯恒升、天衢工業(yè)等4個(gè)供水目標(biāo)供水，所需供水總揚(yáng)程分別為40.8m和30.14m，均小于泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程，因此，泵站能夠滿(mǎn)足4個(gè)供水目標(biāo)對(duì)水量、水壓的要求。工況二時(shí)，利用城市供水泵站和南水北調(diào)德州市區(qū)供水泵站向第二水廠、第四水廠、華魯恒升、天衢工業(yè)等4個(gè)供水目標(biāo)供水，所需供水總揚(yáng)程分別為29.63m和30.14m，均小于泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程，因此，泵站能夠滿(mǎn)足4個(gè)供水目標(biāo)對(duì)水量、水壓的要求。工況三時(shí)，由城市供水泵站向第四水廠供水11萬(wàn)m3/d，所需供水總揚(yáng)程為34.5m，小于泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程35m，能夠滿(mǎn)足第四水廠正常用水需求；利用華魯恒升供水泵站向華魯恒升、第二水廠、天衢工業(yè)園等3個(gè)供水目標(biāo)供水70%的事故供水量，所需供水總揚(yáng)程為40.8m，小于泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程42m，能夠滿(mǎn)足3個(gè)供水目標(biāo)事故用水量及水壓要求。

3 結(jié)論及建議

3.1 結(jié)論

德州市區(qū)供水工程基本實(shí)現(xiàn)了水源、供水泵站、管網(wǎng)互為備用，極大地提高了供水保證率。通過(guò)充分利用溝盤(pán)河水庫(kù)的調(diào)蓄功能，泵站的備用機(jī)組，供水管網(wǎng)的相互切換，在某個(gè)泵站或部分管段出現(xiàn)事故的情況下，可以滿(mǎn)足供水目標(biāo)對(duì)水量、水壓需求。

聯(lián)合調(diào)度供水從工程層面有效地解決了水資源的供需矛盾，真正實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置和高效利用，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展提供有力保障。

3.2 建議

1）在對(duì)德州市區(qū)供水管網(wǎng)優(yōu)化聯(lián)合調(diào)度的可行性分析時(shí)，還需對(duì)不同運(yùn)行工況下管道切換處壓力進(jìn)行分析論證。2）在德州市區(qū)供水管網(wǎng)優(yōu)化聯(lián)合調(diào)度最終實(shí)施前，需配合理論研究進(jìn)行分步試驗(yàn)研究。