| 董文濤
邯鄲市自來水公司 056002 摘要：本文對邯鄲市鐵西加壓站、鐵西水廠的運行現(xiàn)狀以及鐵西水廠二期管網(wǎng)工程投入運行后對鐵西加壓站運行狀況有何影響進行了分析討論，并提出了鐵西加壓站改造方案。
關鍵詞：鐵西水廠 二期管網(wǎng)工程 鐵西加壓站 運行狀況 改造方案 一、 概述 1、鐵西加壓站
鐵西加壓站位于邯鄲市復興區(qū)建設大街王郎城遺址西側(cè)，從城市管網(wǎng)取水儲備加壓。占地面積約四畝，于1979年投入使用，原設計供水能力為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年對其進行技術改造，改造后供水能力達到2.5萬m3/d?，F(xiàn)有清水池2座（1000 m3/座），供水泵房1座，共設S200-63（流量280 m3/h，揚程63m，電機功率75kw）水泵1臺及S250-65（流量485 m3/h，揚程65m，電機功率132kw）水泵2臺。實際供水約為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)，設計供水能力為10萬m3/d。有8臺型號Z-22-500/400-60水泵（流量1800 m3/h，揚程45m，電機功率315kw），3臺水泵運轉(zhuǎn)。實際出廠壓力為0.35Mpa。鐵西水廠二期工程設計供水能力為10萬m3/d，增設一條光華大街（人民路～聯(lián)紡路）DN1000mm出廠管及市內(nèi)相應管網(wǎng)配改工程，二期工程實施后，鐵西水廠供水能力達到20萬m3/d，6臺水泵運轉(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。
（2）市地形狀況及水廠、管網(wǎng)標高情況
邯鄲市地形比較復雜，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，有南向北地形標高為58-54m，平均坡度0.5-1%。
三堤水廠位于邯磁路及學院北路交叉口東南角，地面標高約為57m，水廠出廠管中心標高為54.2m。距箭嶺高地約5.51km。
鐵西水廠位于市區(qū)西部人民路與前進大街交叉口東南角，地面標高約為66m。水廠出廠管中心標高為64.8m。距箭嶺高地約1.16km。
鐵西加壓站位于人民路北建設大街路西，地面標高為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，溝通處管中心標高為58.41m。沿途與建設大街路西DN300mm配水管線溝通，進入加壓站清水池。
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，前進大街與聯(lián)紡路交叉口82.25m，聯(lián)紡路與建設大街交叉口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行情況和市區(qū)的地勢情況可知：1978年建設鐵西加壓站是為了滿足高地用水而又不提高整個城市管網(wǎng)壓力，鐵西水廠投產(chǎn)后，出廠壓力約為0.35 Mpa。部分水量到建設大街后直接進入加壓站清水池，然后再由加壓站加壓送往高地，這無疑是一種能源的浪費。
鐵西二期管網(wǎng)配改光華街上水鋪設后，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，不能取消應如何改造和運行等課題就擺在我們面前，為此有必要對這一課題進行分析、探討。 三、 管網(wǎng)平差結果分析 1 管網(wǎng)平差
一般情況下，管網(wǎng)計算會遇到兩類課題：第一類是從管網(wǎng)設計定線開始，求出最高用水時的節(jié)點流量，流量分配，確定管徑和水頭損失，再從控制點所需自由水壓和管網(wǎng)水頭損失確定水泵揚程，計算得出管徑、水泵型號和臺數(shù)。第二類是屬于管網(wǎng)復核計算的課題。它是在管徑已定的條件下，確定不同用水時各管段的流量，管段水頭損失和整個管網(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。
筆者對市區(qū)管網(wǎng)現(xiàn)狀及二期管網(wǎng)投運后兩種情況分別進行了管網(wǎng)平差分析，在管網(wǎng)平差之前主要做了以下幾項準備工作：
(1)簡化管網(wǎng)。
繪制管網(wǎng)簡圖，在管網(wǎng)計算中，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，如果將管線一一計算，實際上沒有必要。因此，對管網(wǎng)進行適當簡化，保留DN300mm以上的主要干管，盡可能使簡化后的管網(wǎng)基本上反應實際用水情況。現(xiàn)狀管網(wǎng)簡化后共計44環(huán)，二期建成后管網(wǎng)簡化共計53環(huán)。
(2)節(jié)點水量處理
節(jié)點水量除大用戶的集中用水之外，還應將均布水量和漏損水量（漏失率15％）分攤到各個節(jié)點上使得該地區(qū)的總供水量等于總用水量，為此我們對全市DN100以上水表用戶（約600戶）進行了統(tǒng)計，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%。通過比流量的計算公式：qs=Q/ΣL。計算各管段的沿線流量，然后折算出各節(jié)點的節(jié)點流量。
(3)流量分配
流量分配是一項復雜而煩瑣的計算過程，為此我們自編了一個數(shù)據(jù)庫程序，一期工程對149個管段進行了流量分配，二期管網(wǎng)為200個管段。
(4)對現(xiàn)狀管網(wǎng)149個管段，83個節(jié)點；二期管網(wǎng)200個管段，96個節(jié)點分別進行了標注和統(tǒng)計各節(jié)點的流量、地面標高、管段號、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要求的自由水壓，然后將簡化后的基礎資料代入管網(wǎng)平差計算程序中，計算結果見表（一）。
2 管網(wǎng)平差結果分析 管網(wǎng)平差結果與現(xiàn)狀管網(wǎng)壓力比較表 表（一） | 序號 | 測壓點位置 | 測壓點壓力（Mpa） | | 現(xiàn)狀實測壓力 | 現(xiàn)狀平差壓力結果 | 二期平差壓力結果（一） | 二期平差壓力結果（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 | 電機廠 | | 0.27 | 0.37 | 0.31 | | 14 | 馬萬水工程隊 | 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)最遠端為基本控制點；二期管網(wǎng)平差時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為基本控制點，見表（一）。
由表中可以看出，現(xiàn)狀管網(wǎng)平差的結果比管網(wǎng)測壓點實際測出的結果偏高，這主要是由以下幾個方面的原因造成的：一是現(xiàn)狀管網(wǎng)簡化對計算結果的影響，二是管網(wǎng)實際運行時，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)實施后的管網(wǎng)平差計算結果中可以看出，見表（一）中的二期平差壓力結果（一），為保證箭嶺路最高點有水，鐵西水廠總水頭需達到92.22米，自由水壓為92.22-64.4=27.82米。三堤水廠需達到100.85米，自由水壓為100.85-54.2=46.65米。
從平差結果中還可以看出，南至箭嶺路南150米，北至聯(lián)紡路，西至光華大街，東至建設大街約44萬m2的區(qū)域不能滿足公司社會服務承諾的水壓標準（管網(wǎng)末梢達到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)濟的。為此，我們擬將鐵西水廠二期達到20 萬m3/d的生產(chǎn)規(guī)模投入運行后，兩個水廠水量分配調(diào)整為，鐵西水廠:三堤水廠=6:4。重新進行平差計算，計算結果見表（一）中的二期平差壓力結果（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服務承諾的水壓標準（管網(wǎng)末梢達到0.14 Mpa）的區(qū)域也略有擴大，因此，如何調(diào)整兩個水廠的供水比例，充分利用兩個水廠的出廠壓力，最大限度的降低生產(chǎn)成本，是我們需要進行仔細研討的一個課題。 四、方案比較 根據(jù)以上分析結果，我們初步提出以下三種方案進行比較：
方案一：對現(xiàn)有加壓站進行技術改造，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)域采用單獨加壓方式。
供水量計算：
根據(jù)邯鄲市總體規(guī)劃，此區(qū)域居民區(qū)約為316800m2，公共設施約為123200m2，及規(guī)劃的人口密度、用水指標、綠化、公共設施用水等，初步估算為5000-6000m3/d?，F(xiàn)有加壓站型號為S200-63（流量280 m3/h，揚程63m，電機功率75kw）的1臺雙吸離心泵可用，再安裝1臺同型號的水泵作為備用，將建設大街路西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一條DN300mm供水管，全長約700m，供高地使用。建設大街路東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，對高地區(qū)域單獨加壓。通過計算，可配2臺150S-50型水泵（流量220 m3/h，揚程35m，電機功率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 | 主要缺點 | | 方案一 | 1、改裝一臺S200-63型備用水泵及附屬設施 2、對鐵西地區(qū)供水管網(wǎng)進行局部調(diào)整改造 | 泵房：45萬元 管線：35萬元 合計：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 運行成本較高。 | | 方案二 | 1、新建一座小型加壓站，設S150S-50型水泵2臺 2、對鐵西地區(qū)供水管網(wǎng)進行局部調(diào)整 | 泵站：120萬元 管線：35萬元 合計：155萬元 | 生產(chǎn)單耗為202.63kwh/km3 運行成本較低。 | 改造工程量較大，一次性投資較大。 | | 方案三 | 設小區(qū)二次加壓系統(tǒng)數(shù)個。 | 5-20萬元/個 （視二次加壓系統(tǒng)規(guī)模大小而定） | 運行費用較低。 | 需用戶給予配合，管理比較松散。 | 五、 幾點說明 1、本次管網(wǎng)計算是根據(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的前提下所做的計算，對這一數(shù)值有待于進一步商榷。
2、由現(xiàn)狀管網(wǎng)平差和管網(wǎng)壓力實測比較可知，計算結果與實測壓力有些出入，主要不同在于：對某些管網(wǎng)簡化、節(jié)點處理及集中用戶水量的處理及管網(wǎng)實際運行中各種腰閘、跨閘的開啟情況等都可能存在這樣那樣的問題，從而影響到計算結果的精確度。
3、對供水區(qū)域的劃分也只是一個大概的劃分區(qū)域，對三種方案的投資運行成本也只是做了大概的計算和分析，有待于進一步論證。 | 
