| 董文濤
邯鄲市自來水公司 056002 摘要：本文對(duì)邯鄲市鐵西加壓站、鐵西水廠的運(yùn)行現(xiàn)狀以及鐵西水廠二期管網(wǎng)工程投入運(yùn)行后對(duì)鐵西加壓站運(yùn)行狀況有何影響進(jìn)行了分析討論，并提出了鐵西加壓站改造方案。
關(guān)鍵詞：鐵西水廠 二期管網(wǎng)工程 鐵西加壓站 運(yùn)行狀況 改造方案 一、 概述 1、鐵西加壓站
鐵西加壓站位于邯鄲市復(fù)興區(qū)建設(shè)大街王郎城遺址西側(cè)，從城市管網(wǎng)取水儲(chǔ)備加壓。占地面積約四畝，于1979年投入使用，原設(shè)計(jì)供水能力為6000m3/d。隨著鐵西工業(yè)的發(fā)展及高層建筑的增長，水壓和水量均不能滿足需要，1990年對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造，改造后供水能力達(dá)到2.5萬m3/d?，F(xiàn)有清水池2座（1000 m3/座），供水泵房1座，共設(shè)S200-63（流量280 m3/h，揚(yáng)程63m，電機(jī)功率75kw）水泵1臺(tái)及S250-65（流量485 m3/h，揚(yáng)程65m，電機(jī)功率132kw）水泵2臺(tái)。實(shí)際供水約為2.5萬m3/d，供水壓力為0.5Mpa。平均配水單耗318.82kwh/km3Mpa。生產(chǎn)單耗為325.96 kwh/km3。
2、鐵西水廠及二期管網(wǎng)工程
鐵西水廠于1998年10月建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)供水能力為10萬m3/d。有8臺(tái)型號(hào)Z-22-500/400-60水泵（流量1800 m3/h，揚(yáng)程45m，電機(jī)功率315kw），3臺(tái)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)。實(shí)際出廠壓力為0.35Mpa。鐵西水廠二期工程設(shè)計(jì)供水能力為10萬m3/d，增設(shè)一條光華大街（人民路～聯(lián)紡路）DN1000mm出廠管及市內(nèi)相應(yīng)管網(wǎng)配改工程，二期工程實(shí)施后，鐵西水廠供水能力達(dá)到20萬m3/d，6臺(tái)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)。
3、目前我市供水現(xiàn)狀及地形情況
（1）供水現(xiàn)狀
目前，我市高峰日供水量大約在23-24萬m3/d。主要有2座水廠，一是三堤水廠，現(xiàn)有生產(chǎn)能力為27萬m3/d，實(shí)際供水量約為15萬m3/d，平均出廠壓力約為0.35Mpa。約占城市供水量的66.7%。二是鐵西水廠，現(xiàn)有生產(chǎn)能力為10萬m3/d，平均出廠壓力約為0.35Mpa。實(shí)際供水量約為8萬m3/d，約占城市供水量的33.3%。鐵西加壓站供水量大約在2.5萬m3/d左右。
?。?）市地形狀況及水廠、管網(wǎng)標(biāo)高情況
邯鄲市地形比較復(fù)雜，以京廣鐵路為軸，東為平原，西為丘陵地帶。趙王城與插箭嶺中間形成簸狀盆地。北部插箭嶺高地，海拔93.10m，地形坡度2-3%。鐵路以東為平原，有南向北地形標(biāo)高為58-54m，平均坡度0.5-1%。
三堤水廠位于邯磁路及學(xué)院北路交叉口東南角，地面標(biāo)高約為57m，水廠出廠管中心標(biāo)高為54.2m。距箭嶺高地約5.51km。
鐵西水廠位于市區(qū)西部人民路與前進(jìn)大街交叉口東南角，地面標(biāo)高約為66m。水廠出廠管中心標(biāo)高為64.8m。距箭嶺高地約1.16km。
鐵西加壓站位于人民路北建設(shè)大街路西，地面標(biāo)高為67m。距箭嶺高地約1.1 km。
鐵西水廠出廠干管，管徑DN1000mm，沿人民路向東至浴新大街與原有與浴新大街DN1000mm管溝通向市區(qū)供水，全長約1.84 km，溝通處管中心標(biāo)高為58.41m。沿途與建設(shè)大街路西DN300mm配水管線溝通，進(jìn)入加壓站清水池。
鐵西水廠擬建的光華大街DN1000mm出廠干管，自鐵西水廠向北，沿光華大街至聯(lián)紡路，向東至中華大街，全長約為6.94km。沿途管中心標(biāo)高為：鐵西水廠出廠64.8m，嶺南路口76.4m，箭嶺路口84.98m，聯(lián)紡路口64.8m，前進(jìn)大街與聯(lián)紡路交叉口82.25m，聯(lián)紡路與建設(shè)大街交叉口74.0m。
鐵西加壓站出廠干管，自鐵西加壓站沿建設(shè)大街向北至箭嶺路，管徑DN500mm，全長約為1.0km。到箭嶺路口向西與DN300mm配水管網(wǎng)溝通，由高處分別向南向北供水。沿途管中心標(biāo)高為：加壓站出口64.11m，嶺南路口76.16m，箭嶺路口83.01m，聯(lián)紡路口74.0m。 二、 問題的提出 由鐵西加壓站供水運(yùn)行情況和市區(qū)的地勢(shì)情況可知：1978年建設(shè)鐵西加壓站是為了滿足高地用水而又不提高整個(gè)城市管網(wǎng)壓力，鐵西水廠投產(chǎn)后，出廠壓力約為0.35 Mpa。部分水量到建設(shè)大街后直接進(jìn)入加壓站清水池，然后再由加壓站加壓送往高地，這無疑是一種能源的浪費(fèi)。
鐵西二期管網(wǎng)配改光華街上水鋪設(shè)后，如何充分利用鐵西水廠的出廠壓力，鐵西加壓站能否完全取消，不能取消應(yīng)如何改造和運(yùn)行等課題就擺在我們面前，為此有必要對(duì)這一課題進(jìn)行分析、探討。 三、 管網(wǎng)平差結(jié)果分析 1 管網(wǎng)平差
一般情況下，管網(wǎng)計(jì)算會(huì)遇到兩類課題：第一類是從管網(wǎng)設(shè)計(jì)定線開始，求出最高用水時(shí)的節(jié)點(diǎn)流量，流量分配，確定管徑和水頭損失，再從控制點(diǎn)所需自由水壓和管網(wǎng)水頭損失確定水泵揚(yáng)程，計(jì)算得出管徑、水泵型號(hào)和臺(tái)數(shù)。第二類是屬于管網(wǎng)復(fù)核計(jì)算的課題。它是在管徑已定的條件下，確定不同用水時(shí)各管段的流量，管段水頭損失和整個(gè)管網(wǎng)的水頭損失，以確定管網(wǎng)流量和壓力的分配狀況，為機(jī)泵和管網(wǎng)改造提供依據(jù)。本次分析即屬于第二類課題的分析。
筆者對(duì)市區(qū)管網(wǎng)現(xiàn)狀及二期管網(wǎng)投運(yùn)后兩種情況分別進(jìn)行了管網(wǎng)平差分析，在管網(wǎng)平差之前主要做了以下幾項(xiàng)準(zhǔn)備工作：
(1)簡(jiǎn)化管網(wǎng)。
繪制管網(wǎng)簡(jiǎn)圖，在管網(wǎng)計(jì)算中，由于配水管線遍布在大街小巷，大小管線密集交叉，管徑差別也很大，如果將管線一一計(jì)算，實(shí)際上沒有必要。因此，對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化，保留DN300mm以上的主要干管，盡可能使簡(jiǎn)化后的管網(wǎng)基本上反應(yīng)實(shí)際用水情況?，F(xiàn)狀管網(wǎng)簡(jiǎn)化后共計(jì)44環(huán)，二期建成后管網(wǎng)簡(jiǎn)化共計(jì)53環(huán)。
(2)節(jié)點(diǎn)水量處理
節(jié)點(diǎn)水量除大用戶的集中用水之外，還應(yīng)將均布水量和漏損水量（漏失率15％）分?jǐn)偟礁鱾€(gè)節(jié)點(diǎn)上使得該地區(qū)的總供水量等于總用水量，為此我們對(duì)全市DN100以上水表用戶（約600戶）進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，從中篩選出了78戶月用水量在5000 m3以上的用戶作為集中用水量，約占全部用水量的20%。通過比流量的計(jì)算公式：qs=Q/ΣL。計(jì)算各管段的沿線流量，然后折算出各節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)流量。
(3)流量分配
流量分配是一項(xiàng)復(fù)雜而煩瑣的計(jì)算過程，為此我們自編了一個(gè)數(shù)據(jù)庫程序，一期工程對(duì)149個(gè)管段進(jìn)行了流量分配，二期管網(wǎng)為200個(gè)管段。
(4)對(duì)現(xiàn)狀管網(wǎng)149個(gè)管段，83個(gè)節(jié)點(diǎn)；二期管網(wǎng)200個(gè)管段，96個(gè)節(jié)點(diǎn)分別進(jìn)行了標(biāo)注和統(tǒng)計(jì)各節(jié)點(diǎn)的流量、地面標(biāo)高、管段號(hào)、各管段的管長、管徑、粗糙系數(shù)（海曾－威廉式的C值為130）等。
(5)給定允許誤差及控制點(diǎn)要求的自由水壓，然后將簡(jiǎn)化后的基礎(chǔ)資料代入管網(wǎng)平差計(jì)算程序中，計(jì)算結(jié)果見表（一）。
2 管網(wǎng)平差結(jié)果分析 管網(wǎng)平差結(jié)果與現(xiàn)狀管網(wǎng)壓力比較表 表（一） | 序號(hào) | 測(cè)壓點(diǎn)位置 | 測(cè)壓點(diǎn)壓力（Mpa） | | 現(xiàn)狀實(shí)測(cè)壓力 | 現(xiàn)狀平差壓力結(jié)果 | 二期平差壓力結(jié)果（一） | 二期平差壓力結(jié)果（二） | | 1 | 三堤水廠 | 0.4 | 0.35 | 0.46 | 0.35 | | 2 | 鐵西水廠 | 0.35 | 0.23 | 0.28 | 0.28 | | 3 | 中級(jí)人民法院 | 0.25 | 0.26 | 0.34 | 0.27 | | 4 | 邯鄲縣一中 | 0.18 | 0.27 | 0.37 | 0.30 | | 5 | 自來水公司 | 0.27 | 0.28 | 0.37 | 0.30 | | 6 | 復(fù)興區(qū)國稅局 | 0.31 | 0.22 | 0.31 | 0.24 | | 7 | 冀南賓館 | 0.23 | 0.28 | 0.37 | 0.30 | | 8 | 自來水公司營業(yè)處 | 0.25 | 0.28 | 0.38 | 0.31 | | 9 | 市一財(cái)校 | | 0.25 | 0.35 | 0.28 | | 10 | 公交駕校 | 0.21 | 0.28 | 0.37 | 0.30 | | 11 | 鐵西加壓站 | | 0.19 | 0.30 | 0.27 | | 12 | 樹脂廠 | | 0.23 | 0.36 | 0.30 | | 13 | 電機(jī)廠 | | 0.27 | 0.37 | 0.31 | | 14 | 馬萬水工程隊(duì) | 0.19 | 0.21 | 0.16 | 0.14 | | 15 | 礦院 | 0.19 | 0.28 | 0.37 | 0.29 | 現(xiàn)狀管網(wǎng)平差時(shí)以高峰日24.6萬m3/d的流量分配為鐵西水廠:三堤水廠=3.33:6.67，以管網(wǎng)最遠(yuǎn)端為基本控制點(diǎn)；二期管網(wǎng)平差時(shí)考慮到日用水量增大，以27萬m3/d的規(guī)模，以光華街和箭嶺路交叉口最高點(diǎn)為基本控制點(diǎn)，見表（一）。
由表中可以看出，現(xiàn)狀管網(wǎng)平差的結(jié)果比管網(wǎng)測(cè)壓點(diǎn)實(shí)際測(cè)出的結(jié)果偏高，這主要是由以下幾個(gè)方面的原因造成的：一是現(xiàn)狀管網(wǎng)簡(jiǎn)化對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，二是管網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，由于管線的銹蝕、堵塞、局部閘門的開啟狀態(tài)以及管網(wǎng)水量的漏失的影響。另外，從表中還可以看出，二期管網(wǎng)投入運(yùn)行后，在現(xiàn)有的供水規(guī)模下，市內(nèi)管網(wǎng)的壓力普遍提高0.1 Mpa。
由二期管網(wǎng)實(shí)施后的管網(wǎng)平差計(jì)算結(jié)果中可以看出，見表（一）中的二期平差壓力結(jié)果（一），為保證箭嶺路最高點(diǎn)有水，鐵西水廠總水頭需達(dá)到92.22米，自由水壓為92.22-64.4=27.82米。三堤水廠需達(dá)到100.85米，自由水壓為100.85-54.2=46.65米。
從平差結(jié)果中還可以看出，南至箭嶺路南150米，北至聯(lián)紡路，西至光華大街，東至建設(shè)大街約44萬m2的區(qū)域不能滿足公司社會(huì)服務(wù)承諾的水壓標(biāo)準(zhǔn)（管網(wǎng)末梢達(dá)到0.14 Mpa）。
顯然，為提高此區(qū)域的管網(wǎng)水壓而采取提高鐵西水廠出廠壓力是不經(jīng)濟(jì)的。為此，我們擬將鐵西水廠二期達(dá)到20 萬m3/d的生產(chǎn)規(guī)模投入運(yùn)行后，兩個(gè)水廠水量分配調(diào)整為，鐵西水廠:三堤水廠=6:4。重新進(jìn)行平差計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表（一）中的二期平差壓力結(jié)果（二）。從表中可以看出，為保證箭嶺路高地有水，鐵西水廠需28+64.4=92.4m總水頭，三堤水廠需達(dá)到35+54.2=89.2m總水頭。而市區(qū)管網(wǎng)壓力略有偏高，而且不能滿足公司社會(huì)服務(wù)承諾的水壓標(biāo)準(zhǔn)（管網(wǎng)末梢達(dá)到0.14 Mpa）的區(qū)域也略有擴(kuò)大，因此，如何調(diào)整兩個(gè)水廠的供水比例，充分利用兩個(gè)水廠的出廠壓力，最大限度的降低生產(chǎn)成本，是我們需要進(jìn)行仔細(xì)研討的一個(gè)課題。 四、方案比較 根據(jù)以上分析結(jié)果，我們初步提出以下三種方案進(jìn)行比較：
方案一：對(duì)現(xiàn)有加壓站進(jìn)行技術(shù)改造，縮小供水區(qū)域，切斷加壓站出水管與市內(nèi)其他管網(wǎng)的聯(lián)系，高地區(qū)域采用單獨(dú)加壓方式。
供水量計(jì)算：
根據(jù)邯鄲市總體規(guī)劃，此區(qū)域居民區(qū)約為316800m2，公共設(shè)施約為123200m2，及規(guī)劃的人口密度、用水指標(biāo)、綠化、公共設(shè)施用水等，初步估算為5000-6000m3/d。現(xiàn)有加壓站型號(hào)為S200-63（流量280 m3/h，揚(yáng)程63m，電機(jī)功率75kw）的1臺(tái)雙吸離心泵可用，再安裝1臺(tái)同型號(hào)的水泵作為備用，將建設(shè)大街路西DN300mm管作為加壓站的上水管線，從箭嶺路向西到光華大街新鋪設(shè)一條DN300mm供水管，全長約700m，供高地使用。建設(shè)大街路東DN500mm管作為城市管網(wǎng)使用。
方案二：取消鐵西加壓站，在光華大街與箭嶺路交叉口附近新建一座規(guī)模為5000 -6000m3/d的小型加壓站，對(duì)高地區(qū)域單獨(dú)加壓。通過計(jì)算，可配2臺(tái)150S-50型水泵（流量220 m3/h，揚(yáng)程35m，電機(jī)功率37kw），1用1備。
方案三：取消鐵西加壓站，在此區(qū)域內(nèi)實(shí)行小區(qū)二次供水方式。 三種方案比較表 表（二） | | 工程內(nèi)容 | 概算投資 | 主要優(yōu)點(diǎn) | 主要缺點(diǎn) | | 方案一 | 1、改裝一臺(tái)S200-63型備用水泵及附屬設(shè)施 2、對(duì)鐵西地區(qū)供水管網(wǎng)進(jìn)行局部調(diào)整改造 | 泵房：45萬元 管線：35萬元 合計(jì)：80萬元 | 改造工程量較小，一次性投資較少。 | 生產(chǎn)單耗為322.72kwh/km3 運(yùn)行成本較高。 | | 方案二 | 1、新建一座小型加壓站，設(shè)S150S-50型水泵2臺(tái) 2、對(duì)鐵西地區(qū)供水管網(wǎng)進(jìn)行局部調(diào)整 | 泵站：120萬元 管線：35萬元 合計(jì)：155萬元 | 生產(chǎn)單耗為202.63kwh/km3 運(yùn)行成本較低。 | 改造工程量較大，一次性投資較大。 | | 方案三 | 設(shè)小區(qū)二次加壓系統(tǒng)數(shù)個(gè)。 | 5-20萬元/個(gè) （視二次加壓系統(tǒng)規(guī)模大小而定） | 運(yùn)行費(fèi)用較低。 | 需用戶給予配合，管理比較松散。 | 五、 幾點(diǎn)說明 1、本次管網(wǎng)計(jì)算是根據(jù)邯鄲市自來水公司歷年供水資料初步確定供水規(guī)模在27萬 m3/d的前提下所做的計(jì)算，對(duì)這一數(shù)值有待于進(jìn)一步商榷。
2、由現(xiàn)狀管網(wǎng)平差和管網(wǎng)壓力實(shí)測(cè)比較可知，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)壓力有些出入，主要不同在于：對(duì)某些管網(wǎng)簡(jiǎn)化、節(jié)點(diǎn)處理及集中用戶水量的處理及管網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中各種腰閘、跨閘的開啟情況等都可能存在這樣那樣的問題，從而影響到計(jì)算結(jié)果的精確度。
3、對(duì)供水區(qū)域的劃分也只是一個(gè)大概的劃分區(qū)域，對(duì)三種方案的投資運(yùn)行成本也只是做了大概的計(jì)算和分析，有待于進(jìn)一步論證。 | 
