基于城市安全供水的城镇供水规划的若干关键问题

基于城市安全供水的城镇供水规划的若干关键问题 同济大学环境科学与工程学院俞国平教授 城镇供水专项规划的基本任务和内容 项目分类和特点工作任务和内容 城镇供水专项规划的基本任务和内容 项目分类1 按规划面积分 最大的是7434多km2 广州 6340km2 上海 中等的1818km2 广东江门市区 215km2 广州开发区 镇级供水规划在50 120km22 按供水量分 最大800万 1000万m3 d 广州 上海 一般在50万 100万m3 d 最小20万m3 d3 规划年限 近期2010年 远期2020年4 规划范围 市域 市区 中心城区及中心镇 镇域 包括村与街道 社区 城镇供水专项规划的基本任务和内容 工作内容1 现状调研调研城镇供水相关的基础资料和现状规划资料包括各区 镇的发展情况在用和可用水源分布集中供水和自备水源的现状规划 环保 水利 市政 供水等部门和各区 镇等单位编制的相关规划 城镇供水专项规划的基本任务和内容 项目分类多种供水企业体制 国有 集体 私营和中外合资 瓜分市场 资源整合各类水源组合河道 水库联供 交水点供水方式直供与二次供水 城镇供水专项规划的基本任务和内容 工作内容2 现状评估对现状的供水系统进行评估包括系统的可靠性水资源综合利用和保护备用水源的选择水厂布局和供水区域划分水厂工艺和运行管网布局二次供水设施 城镇供水专项规划的基本任务和内容 工作内容3 预测规划年限内用水量需求4 对水源 包括备用水源 进行规划研究和控制5 对供水区域划分 水厂分布进行规划研究和控制 提出资源整合的建议6 通过管网平差计算 对管网布置进行规划研究和控制7 对供水压力分区 大型市政加压泵站进行规划研究和控制 8 对制水工艺 二次供水方式和管道材料等工程技术进行规划研究和控制 城镇供水专项规划的基本任务和内容 工作内容9 编制市区城镇给水工程近期和远期建设和改造计划10 进行投资估算 11 编制节约用水和再生水利用规划 12 供水水质检测能力的建设 13 提出供水水质安全管理体系建设的措施和建议 14 供水专项规划与城市总体规划相衔接 1水源和水厂 1 1饮用水水源保护区的划分1 2饮用水水源水质监控1 3水厂的位置和规模1 4水厂供水区域划分 1 1饮用水水源保护区的划分 返回目录 1 1饮用水水源保护区的划分 对饮用水水源水质进行监控意义重大 监控项目选择时考虑的因素 1 水源水质 有机污染 高氨氮 藻类和咸潮 的特点 2 在线监测仪器测定结果的稳定性和后续药剂投加控制的需要 优先选择的监控项目 pH值 氨氮 CODMn 电导率 盐度 和溶解氧 1 2饮用水水源水质监控 1 2饮用水水源水质监控 建议预警水平 源水水质五项指标的预警水平 水质自动监控系统总体结构示意图 1 2饮用水水源水质监控 返回目录 新水厂的规划要经由多方案的水力模拟调度 比较制水成本和供水能耗 并考虑多种因素 进行技术经济比较后确定 1 3水厂的位置和规模 返回目录 新格局的多水厂供水区域的划分 采用最短供水 水力 距离 L D 的算法划定较好的初始方案 以节能降耗 平稳管网服务压力确定水厂供水范围和合理的二级泵站扬程 供水分区的研究主要涉及 1 加压泵站的调整和新建规划 2 供水分区的管理 1 4水厂供水区域的划分 加压泵站的调整和新建规划现有加压泵站的运行情况分析现有加压泵站功能作用评估现有加压泵站的调整和改造基于管网压力平稳的新增加压泵站设置方案基于二次供水改造的新增加压泵站设置方案水厂二级泵站和加压泵站的压力分配加压泵站调整和新建方案的技术经济分析 供水分区的管理水厂供水区域划定加压泵站供水区域划定供水分区的主要阀门管理调度供水分区的用水量分布和压力分布供水分区加压泵站的开启计划和能耗分析供水分区内二次供水方式的变化供水分区内管网漏失率检测和控制的策略 1 4水厂供水区域的划分 供水分区的研究 2管网规划 原则与任务2 1水厂出厂干管的定线2 2管网流速的宏观控制指标2 3管网服务压力的合理设定2 4管网分区技术 1 利于实行科学调度和应急调度原则 2 利于保障管网水质原则 3 利于节约供水电耗 降低管网漏失率 爆管事故原则 4 利于管网维护管理 计量原则 5 具有前瞻性 可适应规划发展原则 2供水管网系统优化原则 供水压力分析供水管道流向 流速和压降分析 及其水龄 主要水质指标分析水厂供水区域及能耗分析供水量的日不均匀 时不均匀性分析加压泵站运行状况分析主要阀门的设置和运行状况分析压力控制点分析和供水管网控制服务压力的合理性分析 2现状管网水力分析的任务 返回目录 现状供水管网风险评估分析供水量保障泵站泵站运行分析 水泵设备 实际工况 电力保障 日常保养检修 泵站事故统计分析事故类别事故原因事故后果事故处理应急措施泵站事故源分析和日常运行安全保障措施泵站重大事故应急预案 返回目录 现状供水管网风险评估分析供水量保障管网管网分析 重点分析DN500以上 按管道埋设年代统计分析按管道材料统计分析按管道在管网中实际工作压力统计分析管道爆管事故统计分析事故级别和后果事故原因 外力人为和自身 爆管时间爆管管道管径爆管管道材质爆管管道年代爆管管道所在管网压力分区爆管管道所在路段及周边设施爆管管道所在区域漏水分析事故处理应急措施 返回目录 现状供水管网风险评估分析供水水质保障管网水龄等时线的划定 各水厂为起点 管网水质指标的选定 分析用 管网水质检测点选择不同管材不同埋设年代不同管径不同水龄水库泵站管网水质检测结果分析与水厂出厂水质的相关性分析管网中途加氯的效果分析 返回目录 现状供水管网风险评估分析供水水质保障典型二次供水系统的水质分析多层建筑的屋顶水箱实际的调蓄能力水箱材质水箱水质 不同季节 日常维护措施高层建筑的屋顶水箱实际的调蓄能力水箱材质水箱水质 不同季节 日常维护措施变频供水的地下水池水池容积水池材质水池水质 不同季节 日常维护措施 返回目录 2 1水厂出厂干管的定线 出厂干管定线的基本原则水厂出厂干管定线时 必须与城市建设规划相结合 尽量缩短路线长度 减少拆迁 少占农田 便于管渠施工和运行维护 保证供水安全 应选择最佳的地形和地质条件 尽量沿现有道路定线 以便施工和检修 水厂供水区域及能耗分析减少与铁路 公路和河流的交叉 加压泵站运行状况分析管线避免穿越滑坡 岩层 沼泽 高地下水位和河水淹没与冲刷地区 以降低造价和便于管理 通过规划编制工作初步 基本完成中心城区和周边区市骨干管网的数学模型 新旧管协调工作 在新管管径设计规划时要发挥旧管的输配水潜力或弥补旧管供水能力的不足 2 1水厂出厂干管的定线 出厂干管定线的相关工作 返回目录 当管径以m为单位计时 设管道基本流速V为与管径相同的数值 m s 则工程上给水管道的合理流速范围为 0 8 1 2 V 2 2管网流速的宏观控制指标 返回目录 对管径大于800mm的管道 计算其各管径的平均流速 以便对其运行状况进行宏观评价 采用的同一管径管道加权平均流速计算公式为 2 2管网流速的宏观控制指标 中心城区各类管径管道加权平均流速 返回目录 主要内容 新加压泵站的建设和老加压泵站的调整改造 目标 节能降耗 平稳管网压力 合理分配二级泵站和加压泵站的扬程负担 方法 因地制宜并结合二次供水改造 选择水库型加压泵站和直抽式加压泵站 同时 还应强化供水区域供水压力的分析 压力控制点监测系统的建设以及阀门系统的管理调度 2 3管网服务压力的合理设定 返回目录 2 3管网服务压力的合理设定 返回目录 2 3管网服务压力的合理设定 返回目录 2 4管网分区技术 管网分区管理的意义 可以划小供水管网管理单元 使供水管网技术 生产管理工作更加深入 细化 可以有效地落实责任 有利于销售水量的计量 科学衡量工作管理业绩 可以降低漏耗 电耗 提高经济效益 有利于指导管网规划 优化管网改造和建设方案 减少投资 供水区域化管理已成为供水行业发展的一个趋势 2 4管网分区技术 管网分区管理的方法 实行多级分区 一般为三级分区和二级分区 第一级为各个水厂供水边界范围 在一级区域内依据自然界线以及已有主要供水管道的流量计布置 划分成若干二级分区 每一个二级分区内划分2 3个三级分区 三级分区为最基本的管理小区 图示说明 1大学城区块 14天河区块 2珠江新城区块 15海珠区块 3芳村区块 16荔湾区块 4石溪水厂闭环区块 5金沙洲区块 17白云区块 6同大路区块 18大基头块 7二沙岛区块 8区庄区块 9长洲岛区块 10同和区块 11太和机场区块 12神山雅瑶区块 13黄埔区块 广州中心城区管网二级分区方案 2 4管网分区技术案例 3 1目标和原则3 2供水事故识别和分级3 3重大事故应急处理措施3 4应急保障 4供水日常安全保障和应急系统 法规完备 依法监管 严格管理 积极防范 各部职责明确 协调配合 公众主动参与 适应经济社会发展水平 符合 城市供水行业2010年技术进步规划及2020年远景目标 中的发展趋势 逐步达到有关要求 供水量和服务压力满足社会经济发展要求 供水水质达到 生活饮用水卫生标准 GB5749 2006 供水系统的日常运行管理和制度规范化程序化 建立覆盖面广 信息畅通 监测灵敏 反应迅速 指挥有效 处置有序 措施得当 保障有力 分级管理与分区负责结合的城镇供水应急体系 3 1目标 从实际情况出发 因地制宜 法规完善 责任明确 统筹规划 协调配合 分级管理 分区负责 整体规划 分期实施 体系的建设在技术上可靠 经济上合理 既先进 又可行 防范为主 平战结合 3 1原则 返回目录 水源突发重大水质污染事故 水厂水处理工艺运行失效或操作失误引起的水质事故 供水系统内水库 水塔 水箱的污染引起的水质事故 爆管或管网破损或管道施工 检修引起的重大水质污染事故 3 2供水事故识别和分级 水质事故 水源取水设施故障或供水水源枯竭引起的重大断水事故 水厂不能正常运行引起的重大缺水 断水事故 输配水管网主要干管爆裂引起大面积缺水 断水事故 3 2供水事故识别和分级 断水事故 按照突发事件所造成影响的严重性和紧急程度 将供水事件分为四个级别 特别重大突发事件 级 重大突发事件 级 较大突发事件 级 一般突发事件 级 预警颜色分别为红色 橙色 黄色和蓝色 3 2供水事故识别和分级 供水事件分级 返回目录 重大水质事故一般处理程序 切断受污染水源影响水厂的进出厂水执行管网阀门应急闭启管理程序执行多水源管网应急调度程序启动备用水源启动受污染水厂的应急处理工艺 启动输配水管网的应急消毒工艺启动医疗卫生部门应急防治措施水质污染事故的快速分析 定位与污染源治理及时发布水质检测结果流动水车送水到缺水地区征集调配商业饮用水产品 3 3重大事故应急处理措施 切断爆管周围区域进水阀门 迅速排除道路和断管中的积水启动备用水源 备用水厂和备用泵站执行水厂 泵站重要设备置换维修的应急措施采用快速抢修技术修复断管 注意避免水质污染 执行多水源管网应急调度程序流动水车送水到缺水地区 3 3重大事故应急处理措施 返回目录 重大断水事故一般处理程序 指挥保障有关部门应指定专门场所和设施 满足决策 指挥和对外应急联络的需要 技术保障有关局委要负责与有关专家的日常联系 并针对突发供水系统事故的类型