深圳市水量平衡测试与节水的探讨

1、PAGE PAGE 6深圳市水量平衡测试与节水的探讨刘江南深圳市水务工程质量监督站摘 要：本文初步探讨了深圳市进行水量平衡测试的方式方法，以及水量平衡测试在节水工作中的重要性。 关键词：水量平衡测试、节水 一、 前言 深圳本地区水资源严重缺乏，城市供水调蓄能力低下，河流污染严重，大量供水依靠境外引水，人均占有水资源仅为全国的1/5，约为世界人均水资源量的1/22。水资源的严重不足，已严重制约了深圳的可持续发展。为落实科学发展观，合理开发利用和保护有限的水资源，走可持续的经济发展道路。自2004年12月18日起，深圳市开展了全面创建节水型城市活动，同时还颁布了深圳市节约用水条例（2005年3月1

2、日起施行），为深圳的节水工作提供了法律依据。条例规定，对城市用水将实行总量控制，对单位用户实行计划与定额相结合的用水管理制度，增设节水奖励制度。“节约用水”在现代意义上就是对用水进行有效的管理，使有限的水资源在经济发展中发挥更大的作用。要节约用水，就必须通过对全市的水量平衡进行测试，寻找出浪费的源头，发现节水的空间，既在哪方面可以节水？节多少水？在此基础上，才能制定出科学、合理的用水计划和节水方案。 二、 水量平衡测试基本概念 水量平衡亦称水平衡，即任一确定的用水系统的输入水量应等于输出水量。我国在上世纪80年代就提出了工业企业水量平衡测试方法CJ21-1987，该标准属当时的城乡建设环境保护

3、部的部标准，1999年建设部对以往的规范标准进行了清理，对以上标准予以确认，新编号为CJ41-1999，仅对原标准的封面、首页、书眉线上方表述进行了相应修改，基本内容一致。1990年全国能源基础与管理标准化技术委员会提出了一个国家标准企业水平衡与测试通则GB/T12452-90，这两个标准的基本原理都一样，部标准更加具体和经验化，而国标更加原则和清晰。深圳市节约用水条例第五条第（二）款，明确规定了市政府水务行政主管部门“管理用水单位的水量平衡测试工作”。从而确立了水量平衡测试的基础性和重要性。三、用水系统的界定 在改革开放的初期，工业企业的节水潜力较大，国家制定的水量平衡测试都围绕工业企业来展

4、开。深圳是以市场经济为主体的新型城市，各企业在建立初期都比较注意节约，水的串联使用率，回用率，循环率，重复利用率都较高，电力企业大量采用海水来缓解深圳的淡水资源的不足，万元产值取水量在全国都是领先的。深圳市要继续节约用水，光从工业企业方面考虑是不够的。这也就是用水系统的界定问题，从大的方面讲，跨流域引水，可以把一个国家作为用水系统，而流域内可以作为次一级的子系统，城市可以作为更次一级的子系统，如果所限定只考虑深圳市的节水工作，城市以下的用水子系统都是我们水量平衡测试要考虑的，即深圳市节约用水条例中所定义的“用水单位”，我们仅仅用工业企业的水量平衡测试的国家和部标准是不够的，深圳市必须制定符合深

5、圳市特点的水量平衡测试标准，考虑的范围会更广泛，更复杂。各种用水单位以下的子用水系统的划分，用水单元的边界明确以及各用水单元的相互关系都会影响水量平衡测试的进行。根据水量平衡测试的原理，我们认为具有独立边界的，并要测试考察的最小用水系统叫做用水单元。各用水单元只有并列关系和串联关系，而用水系统则存在包含子用水系统和用水单元的包含关系。 我们可以把一家一户作为用单元，而把居民小区作为用水系统；把工艺流程或用水设备作为用水单元，而把车间作为子用水系统，而全厂作为更大一级的用水系统。到底把用水单位划成几级系统结构要根据实际用水情况的复杂程度和组成结构，不能简单地按三级结构来划分。用水系统的水系边界往

6、往是用水量测试装置来分界的。 四、 水量平衡基本模式 用水系统和用水单元界定后，针对每一级用水系统或用水单元建立水量平衡图，水量平衡图有一个基本模式，如图4-1。 图4-1 水量平衡基本模式根据水量平衡基本模式得出的水量图必须满足水量平衡方程 水量输入表达式：Vcy+Vf+Vs=Vt (1) 水量输出表达式：Vt=Vcy+Vc+Vd+Vl (2) 水量平衡方程：Vcy+Vf+Vs=Vcy+Vc+Vd+Vl (3) 总回用水量：Vs=Vs1+Vs2 (4) 重复利用水量：Vr=Vs+Vcy (5) 根据水量平衡基本模式得出的水量图必须满足水量平衡方程 水量输入表达式：Vcy+Vf+Vs=Vt (

7、1) 水量输出表达式：Vt=Vcy+Vc+Vd+Vl (2) 水量平衡方程：Vcy+Vf+Vs=Vcy+Vc+Vd+Vl (3) 总回用水量：Vs=Vs1+Vs2 (4) 重复利用水量：Vr=Vs+Vcy (5) 我们须指出以上的水量平衡关系式是用水系统在同一用水时段内理论平衡，只有用非常先进的在线测试系统测试较简单的用水系统才能满足（3）式，这叫一次平衡测试法。而对于包含式用水系统结构，可以采用逐级平衡测试法，即自下而上，从局部到总体的逐级进行水量平衡测试，该测试方式需要较长的测试周期和严密的符合用水单位特点的测试计划。而对于难以确定具有代表性测试时段的用水单位，只能采用综合平衡测试法，即在

8、较长的水量平衡测试周期内，在正常条件下每隔一定时间，分别进行水量测试然后综合历次测试数据以较复杂的统计分析方法取得水量总体平衡图。该方式除了要求各子用水系统与总用水系统之间的水量平衡外，还要求有水量交换的子用水系统之间的水量平衡。 五、水量测试 有压管多采用水表和流量计测试水量，无压排水多采用堰测法。 1、水表：有旋翼式和水平螺翼式两种，前者适用管径为DN15150，后者适用管径为DN80400的供水管，优点是价格低廉，安装方便，但有较大的水头损失。须特别注意最小流量和额定流量的限制。 2、流量计：有差压式流量计，电磁流量计和超声波流量计。差压式流量计有孔板、喷嘴、文丘里管、比托管、均速管流量

9、计，其工作原理是利用（孔板、喷嘴、文丘里管）节流部件不同断面的水压差或测压管（比托管、均速管）前后水压差同流速的平方成正比的关系计量流量，这些流量计也可由变送器送至二次仪表转换显示出瞬时流量和累计水量。孔板的公称直径范围为DN50600，喷嘴为DN50325，文丘里管为DN2001000。比托管和均速管公称直径范围要大一些（DN2001000），而且水头损失较小，可不需固定于管道上。超声波流量计的计量精度高，无水头损失，不需固定管道上，测试时，由两个换能器交替发射或接收超声波脉冲信号，并通过超声波信号传递的时间差测量有压管介质的流速，然后以积分法自动算出管道中介质流量。该计量设备的价格较贵。

10、3、堰测法，计量堰的形式有非淹没的三角堰、梯形堰、矩形薄壁堰。有时也用淹没堰和薄壁闸孔下出流测定流量。除以上方法测试外，还有一些经验方法。 我们在测试时，对新水量，外部回用水量，排水量都可以较高精度地计量；计量循环水量时要注意，出用水系统的循环水量往往大于进用水系统的循环水量，即存在循环损耗，这部分损耗跟循环次数有关，不能简单地把测试量代入平衡关系式。在测试内部回用水量时，要注意用水工艺需要的多级用水不应视为回用水，该用水系统也不算回用水系统。工业企业水量平衡测试方法CJ41-1999中对循环用水系统耗水量是采用经验计算法，而对漏失水量是采用间接推算法。如公休日，关闭用水阀测试进水表，该方法得

11、到的漏失水量由于管内水压比正常用水时的大而使漏失水量的计量偏大。还有一种推算法是二级水表计量数值与一级水表计量数值之差大于一级水表计量数2%时，可以近似认为其大于部分为该用水单位管网的漏失水量。 六、结论 1、我们主张进行广泛的水量平衡测试的目的不仅仅是看用水单位的水量是否平衡，而是通过水量平衡测试弄清楚用水系统的水量结构，查漏堵漏，杜绝浪费，找到节水突破口，提高用水的效益。因此，我们以为水量平衡测试后的分析计算更重要。 2、节约用水的口号付诸行动就是一项社会工程，它需要一些资金的先期投入，才会换来巨大的社会发展产出。试想一户每月节约1方水省不了多少钱，如果还要先投入一些资金，许多市民积极性肯

12、定不高。但深圳保守估计有四百万户，每月节约出来的四百万方的水就可以好好用来发展深圳经济了。因此，市政府应把节水作为一项工程，主动加大节水的投入，拉动深圳市的可持续发展。 3、水量平衡测试及分析计算是一门技术，在深圳市推广初期非常需要一个受水务主管部门监控的机构，聚集人才，带动，培训深圳的水量平衡测试。就是在水量平衡测试普及后，该机构还可代表水务主管部门进行监督抽检工作，以校核用水单位自己进行的水量平衡测试，以形成水务主管部门的长效管理机制。 4、对于重点供水单位，自来水公司，重点用水大户，水务主管部门应投入资金建立在线水量平衡测试系统，使市政府从用水安全，用水战略上把握全市的用水结构，并使之更加合理化。 总之，深圳是一个市场化的新型城市，进一步节水工作难度是非常大的，但深圳又是资源性缺水的城市，要快速，可持续地发展深圳，节约用水是我们最好的选择。 参考文献： 1、深圳市节约用水条例2005.3.1 2、工业企业水量平衡测试方法CJ41-1999 3、企业水平衡与测试通则GB/T12452-90 4、工业用水考核指标及计算方法CJ42-1999 5、评价企