一种城乡安全供水一体化控制方法与流程

1.本发明涉及一种城乡一体化供水的控制方法。


背景技术：

2.我国广大农村地区饮用水现状及供水模式一般分为两种方式：一是水源井直供方式，二是小型供水厂、站供水方式。第一种方式采用井水直接取用供水的形式。即在村镇打一处或多处水源井，经过消毒后直接连接管网进行村镇供水。第二种为小型供水厂、站供水方式，水源来自一处或多处水源井，取地下水并输送到村镇小型供各水厂、站，经过添加消毒杀菌剂处理后进入清水池，再通过加压泵组和供水管网为不同村镇供水，如果村镇各小型供水厂、站清水池地势较高，可通过自流方式对外供水。
3.传统的城乡供水一体化建设项目的系统设计是在城市的中心城区新建地表水源的供水厂以及沿途加压泵站，通过建设长距离的配水干线和配水支线，与辖区各乡镇内的现状管线勾连进行配水。大量的现状乡镇地下水供各水厂、站采用关停或者冷备的运行状态。
4.近年来，随着我国城市化进程的推进，很多乡镇周边小型工业的迅速发展，城镇人口的增加，排污量、排废量也随之增加，且部分工业排水等长期不达标排放，使浅层地下水遭到严重污染，供水水质总硬度、含盐量、含氮量超标。另外，现状各供各水厂、站地下水源井多位于供各水厂、站厂区或周边农田内，未进行有效防护，水源井附近常有施肥、喷洒农药等作业，这些有毒物质随着降水入渗水源井内，使地下水源不同程度地受到污染。
5.传统的农村供水方式导致各村镇的供水系统完全各自为战，距离较远，没有任何互联互通，无法实现统一控制、管理和调度。管理手段简单，而且对供水的水量、水压、水质无法精准控制，使得农村供水严重缺乏安全性，浪费了大量的资源和能源。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种城乡安全供水一体化控制方法，以解决在配水管网部分投资少，并且运行费用低的前提下，实现城乡供水一体化的技术问题。
7.一种城乡安全供水一体化控制方法，具体步骤如下：
8.1)乡镇配水管网分区；
9.①
.乡镇供水管网的每个供水分区内管网自由水压最大不超过50m，最小应满足乡镇各集中供水厂、站进水；
10.②
.每个管网分区高低区压差20-45m；
11.③
.管网分区界限沿等高线划分，且应使得各供水分区压力均衡分布；
12.2)城乡供水一体化供水系统控制；
13.将供水厂、站改造为调峰泵站的供水方式，将中心城水厂至各乡镇调峰泵站的配水干线调整为输水干线，对中心城水厂和调峰泵站运行实现联调联控；
14.实现中心城水厂 各乡镇供水厂、站调峰供水方式，需对现状水源井 水压罐类型
供水厂、站进行改造，将水压罐顶部增设通气管，改造为储水罐，并在储水罐出口增设加压泵组；
15.采用水厂直供或串联加压 水池或储水罐加压的调峰方式；平时水厂直供或串联加压，高峰运行时水池加压介入削峰，削峰时间为早、中、晚三个时段，根据当地用水习惯，确定每个高峰时段用水持续时间；
16.夜间低峰时，清水池或储水罐进满水；白天，当供水管网用水量小于等于设定用水量的时候，利用管网余压送至用水点，对于管网余压不足的，设加压泵房运行串联泵将进站压力水加压后供至各用水点；当供水管网用水量大于设定用水量的时候，直供管网或串联泵继续运行，同时开启水池或储水罐配套水泵以满足用水点高峰用水量需求；所述设定用水量是指水池或储水罐调峰不介入状态下的最大可供水量，该水量为对应供各水厂、站的平均时供水量或附加一定时变化系数状态下的流量。
17.本发明的优点及积极效果：
18.(1)本方法优化供水系统供各水厂、站进水和运行方式，充分利用现有设施，通过对供各水厂、站实施错峰补水和智慧化精准控制，降低供水管网综合时变化系数，同时充分利用储水设施调蓄容积错峰进水。将清水池、储水罐作为调节水量构筑物，新建水厂至各集中供各水厂、站供水管网按最高日平均时流量即可满足要求，大大降低管网工程投资。
19.(2)本方法利用清水池、储水罐夜间补水功能，确保新建水厂夜间持续生产，一方面有效利用峰谷电价政策节省水厂生产电耗，另一方面降低由于水量波动导致的水厂制水成本的增高情况和出厂水质风险。
20.(3)本方法为加载三维地理信息系统的智慧水务平台的海量数据分析和优化调度，对我国城镇与农村供水一体化设施进行精准联调联控提供了可能。能够精准调控，实现白天低峰时间管道直供，高峰时间由村镇各供水厂、站加压调峰供水以及夜间各供水厂、站清水池(储水罐)补水的切换，实现低碳节能的运行。
附图说明
21.图1是本发明清水池调峰供水方式。
22.图2是本发明储水罐调峰供水方式。
23.图中编号：1、水厂管网，2、深井，3、清水池，4、大气压罐，5、送水泵，6、配水管网。
具体实施方式
24.本发明所述的一种城乡安全供水一体化控制方法及应用详细描述如下：
25.1)城乡供水一体化设计总体原则：
26.1.充分利用新建水厂供水管网余压，靠近县城区集中各供水厂、站压力充足时直接供给后端用户。
27.2.通过对现状各供水厂、站监测、控制系统进行改造，建设智慧化管控平台，实现各各供水厂、站与供水管网精准联调联控，降低新建水厂及各集中供水厂、站能耗。
28.3.按照“建大提中并小”的总体思路，保留或改造中心镇区现状各供水厂、站，有条件的合并退出距离水厂较远、规模较小的各供水厂、站，发挥水厂规模效应，减少各供水厂、站运行管理维护费用。
29.4.在确保供水系统安全的前提下，充分利用既有设施，节省工程建设投资。
30.2)乡镇配水管网分区设计原则：
31.1.每个供水分区内管网自由水压最大不超过50m，最小应满足各乡镇集中供水厂、站进水。
32.2.管网分区应从便于管理角度出发，不宜分区过多，一般高低区压差约20-45m。
33.3.管网分区界限一般沿等高线划分，且应使得各供水分区压力均衡分布。
34.3)城乡供水一体化供水系统设计方法：即将各供水厂、站改造为调峰泵站的供水方式，将中心城水厂至各乡镇调峰泵站的配水干线调整为输水干线，通过搭建智慧水务管控平台对中心城水厂和调峰泵站运行进行精准联调联控。
35.实现中心城水厂 乡镇各供水厂、站调峰供水方式需对现状水源井 水压罐类型供水厂、站进行改造，水压罐顶部增设通气管，改造为储水罐，并在储水罐出口增设加压泵组。
36.参见图1、2所示，采用“水厂直供(或串联加压) 水池(或储水罐)加压”的调峰方式。平时水厂直供(或串联加压)，充分利用管网余压，高峰运行时水池加压介入削峰，削峰时间为早、中、晚三个时段，根据当地用水习惯，每个高峰时段用水持续时间基本在2个小时左右，鉴于具体到各个供水厂、站时，其规模相对较小，用水的不均性增加，为安全计每个高峰时段持续时间考虑2h，故三个高峰时段共计需调峰6h。
37.夜间低峰时，清水池(储水罐)进满水；白天，当供水管网用水量小于等于设定用水量的时候，利用管网余压送至用水点，对于管网余压不足的，设加压泵房运行串联泵将进站压力水加压后供至各用水点；当供水管网用水量大于设定用水量的时候，直供管网(或串联泵)继续运行，同时开启水池(或储水罐)配套水泵以满足用水点高峰用水量需求。
38.注：设定用水量是指水池(或储水罐)调峰不介入状态下的最大可供水量，该水量为对应供各水厂、站的平均时供水量或附加一定时变化系数状态下的流量。
39.采用该方式供水时，通过水力模型计算平均时各供水厂、站压力值，并实时监测各供水厂、站出水压力，当出水压力高于平均时压力值(各供水厂、站后端用水量小于平均时流量)则直接供水，当出水压力低于平均时压力值(各供水厂、站后端用水量大于平均时流量)则启动供水厂、站送水泵组，由清水池或储水罐取水加压后联合直供管道同时满足后端用户水量要求。现状地下水源井不再参与日常供水，作为备用水源使用。
40.4)搭建水务管控平台对水厂和调峰泵站进行精准联调联控的一个实施例。
41.利用融合了实时水务信息监控模块、三维gis地理信息系统、管网水力模型、调度预案模块和调度指令日志管理模块形成的一种城乡供水生产调度管理系统，对管网流量、压力、水质的监测确保管网供水安全，及时发现异常情况并协调维修力量及时开展维修。