基於智慧供水理念的典型居民區供水工程改造設計與評價

城市供水作為(wei) 重要的基礎設施，是城市生產(chan) 嗬護人民生活不可或缺的基本物質條件，是城市經濟發展的重要保障，被人們(men) 稱為(wei) “城市生命工程龍崗布吉片區一些高層小區麵臨(lin) 供水設備老舊、設施材質不達標、無智能化運維管理係統、泵房環境不達標等供水問題"，嚴(yan) 重影響居民安定生活以及企業(ye) 經營發展。

本文以龍崗布吉片區供水工程為(wei) 研究背景，評估給水係統現狀，針對給水管網係統存在的問題提出改造方案，建設標準化、智慧化泵房管理係統，加強智能化控製運行及遠程監控管理，實現泵房內(nei) 無人、在線、實時監控，提升泵房環境，全麵消除水質二次汙染問題B

1 給水係統現狀及問題分析

1.1 市政給水係統現狀供水範圍主要分為(wei) 阪田片區、布吉和南灣及吉華片區2 個(ge) 部分。

阪田片區現狀供水主要由阪雪崗水廠和片區外供水通道組成。阪田片區本地水廠供水占阪田總供水量的14%，片區外供水的量占總供水量的86%，片區內(nei) 供水能力自給保障率低，如圖1所示。

布吉以及南灣街道市政供水主要由沙灣一水廠及沙灣二水廠供水，仍存在部分區域由現狀村級水廠供水，村級水廠逐步整合取消後，現狀市政水壓較低，難以滿足片區內(nei) 高區用戶的供水水壓要求，且市政供水規模不足以滿足區域內(nei) 供水需求。

1.2 市政管網現狀

阪田片區配水管網主要包括2個(ge) 部分，一部分為(wei) 3座村級水廠的配水管，主要沿各村現狀村道敷設;另一部分為(wei) 隨著各規劃路的實施而敷設的市政給水管網，隨著各規劃路的實施及市政給水管網的建設，阪田片區主要的供水管網係統已基本形成。

布吉和南灣片區在村級水廠整合完成後，主要水源由現狀村內(nei) 的村級水廠轉變為(wei) 南北兩(liang) 側(ce) 的市政供水管，形成南北兩(liang) 側(ce) 供水幹管向中間供水的格局。

1.3 小區供水管網及泵房存在的問題

經現場調研，現狀供水片區 143 個(ge) 小區存在的供水問題主要有:大部分小區管網漏損率大於(yu) 5%，影響水質又浪費水資源;給水管材不達標引起“黃水’“鏽水’"漏水"現象;早期建設標準不高，設施老化鏽蝕，設備陳舊損毀，能耗高噪音大:物業(ye) 服務企業(ye) 管理水平有限，日常維護管理不善，水池(箱)隱患大:私改管道泵直抽現象嚴(yan) 重，使水質受到二次汙染，難以重新清洗消毒投入使用;泵房環境髒、亂(luan) 、差;缺乏現代化監測安防係統，導致水質預警滯後。

2 智慧泵房綜合選型

2.1 供水方案確定依據

本次提標改造的根本任務是“解決(jue) 水質二次汙染問題，推動實現遠期城市自來水可直接飲用”供水設施提標改造要根據各區不同情況的給水係統對給水管網及泵房進行改造，供水方式的改造力求做到以下3點。

(1)優(you) 先考慮智慧水泵。綠色和諧、高效節能，是本次提標改造設計的重要原則，工頻水泵運行工況單一，不能做到軟起動，不利於(yu) 係統的安全穩定。變頻調速水泵可依據係統供水壓力信號的反饋，改變電源的頻率以調整水泵的轉速，節省能耗。

(2)合理利用供水現狀。為(wei) 確保改造後的二次供水係統與(yu) 小區室外管網係統的匹配和兼容，在次供水係統豎向分區上，供水方式確定要做到盡量尊重現狀，利用現狀，隻要原供水方式安全穩定，就維持原供水方式不變。

(3)保障消防係統。對於(yu) 生活消防合用的供水係統，為(wei) 避免影響消防係統的正常運行，應盡量避免改造中牽動消防係統。水池生活消防合用時，若泵房空間充足，優(you) 先考慮單獨設置生活水箱，反之優(you) 先考慮疊壓供水方式;水泵生活消防合用時，優(you) 先考慮重新設置生活水泵，將原水泵留作消防用。2.2 地下水池( 箱)+ 變頻調速水泵供水由水泵從(cong) 地下水池(箱)取水，通過變頻器改變供電頻率控製水泵電機轉速，使水泵轉速和流量可調節，由水泵、控製櫃(含變頻器)、壓力檢測儀(yi) 表、管路、閥門等組成，如圖2所示

該方式供水壓力恒定，滿足用水點水壓要求設備占地少，解決(jue) 了傳(chuan) 統的高位水箱供水頂層用戶壓力不足及屋頂水箱水質二次水汙染的問題，具有節能高效、便於(yu) 維護、安全可靠、智能化程度高等顯著優(you) 勢，但若水泵選配不當，將導致水泵變頻運行不在高效區，節能效果受限。進口價(jia) 格昂貴，設備投資相對較高。

2.3 管道直聯疊壓供水

管道直聯疊壓供水技術繼水箱、工頻水泵、變頻調速水泵後發展的直接串接到市政給水管網的引入管或有壓管道上加壓的新型給水設備，可充分利用市政供水管網的壓力，減少水泵揚程，節省電耗;省去地下水池(箱)、吸水井等構築物，節省投資，簡化係統“;可防止水在地下水池(箱)等構築物中的二次汙染和可能的溢流水損失，方便管理維護，便於(yu) 水泵自動控製。其中罐式疊壓供水采用穩流補償(chang) 器(壓力罐)做調蓄設施的疊壓供水設備，主要由穩流罐、變頻調速泵組、氣壓水罐、變頻控製櫃、管道、閥門及儀(yi) 表等組成，基本組成如圖3 所示。

2.4 智慧化集成泵站

智慧化集成泵站整體(ti) 形式與(yu) 箱式疊壓較為(wei) 相似，市政來水進入一體(ti) 式水箱，變頻泵抽取水箱內(nei) 生活用水並加壓向用戶供給，控製櫃中設有更新程序，定時循環低位水箱中的水，保障飲水安全。係統主要由低位水箱、主泵機組、變頻控製櫃、增壓裝置、引水裝置、穩流罐、流量控製器及壓力傳(chuan) 感器等組成。智慧化集成泵站供水係統的基本組成如圖4所示。

3、供水工程設計實踐.

3.1 小區泵房情況評估本次給水改造各個(ge) 小區分散各自獨立，各小區設計範圍較小，采用居民生活用水定額預測方法進行計算網，本設計案例小區為(wei) 龍崗區樟富南路鴻潤豪苑，小區基本情況見表1。

小區二次供水泵房位於(yu) 地下負一層，現狀供水方式為(wei) 低位水池+變頻泵。現狀生活消防用水分離，低位生活水池容積 101m ，泵房所在樓棟地麵一層為(wei) 架空層無住戶

3.2 供水係統改造

經排查該小區二次供水係統存在設施材質不達標、設施老舊能耗高、泵房環境不達標、無智慧化運維管理係統、無消毒設施等問題。根據存在的問題確定本次提標改造內(nei) 容主要有:①更換節能高效的水泵;②對供水管網及閥門等附屬設施材質進行提標;③地下水池及其配套的進、出水管、溢流管、放空管等設施，屋頂水池獨立為(wei) 消防水池:④增設消毒設施;⑤控製與(yu) 保護係統;智慧化次供水係統;⑦泵房裝飾裝修。3.3 供水工程設計及方案對比3.3.1 設計流量計算

小區內(nei) 生活給水管道采用設計秒流量。根據計算管段上的衛生器具給水當量總數，可按下式計算得出該管段的衛生器具給水當量的同時出流概率。

供水工程改造效益評價(jia)

優(you) 質飲用水的推廣和發展，不僅(jin) 僅(jin) 意味著清潔、方便、安全的城市供水，更在於(yu) 其所要求的水資源利用、水汙染治理、水源地保護等水生態文明的統籌踐行，對推進相關(guan) 產(chan) 業(ye) 的改革、創新與(yu) 發展，有著巨大的經濟效益和社會(hui) 效益。

4.1 社會(hui) 效益評價(jia)

本項目實施後，將會(hui) 極大改善城市中居民小區供水條件，保障廣大居民生活及企業(ye) 用水、緩解城市供水中存在的諸多問題、提高供水安全可靠性，對進一步完善城市基礎設施建設、改善城市投資環境、促進寶安區經濟發展、提高轄區城市化水平，對樹立良好的政府形象，維護社會(hui) 穩定，促進城區的可持續發展都具有十分重要的意義(yi) 。

4.2 工程經濟評價(jia)

4.2.1 經濟評價(jia) 指標計算

龍崗區優(you) 質飲用水入戶工程係城市市政給水工程，是城市基礎設施的建設項目，屬於(yu) 公共事業(ye) 範疇，按相關(guan) “規範”對管道、管網、泵房等供水工程改造的正常運行期為(wei) 40~60年。工程的正常運行期為(wei) 40年，建設期為(wei) 1年，因此工程的計算期為(wei) 41年。按照工程建設的第一年為(wei) 計算時間的開始，社會(hui) 折現率為(wei) 8.0%。經濟內(nei) 部收益率EIRR是國民經濟評價(jia) 的主要指標，經濟淨現值為(wei) 輔助參數，本工程項目中EIRR為(wei) 11.2%，經濟淨現值為(wei) 1365.4萬(wan) 元，經濟費用效益比為(wei) 1.25>1。說明本次工程改造在經濟效益上是可行的。

4.2.2 經濟敏感性分析

選取投資增長 10%和效益減少10%作為(wei) 敏感性因素進行分析，對國民經濟的可靠度進行進一步的評價(jia) ，分析成果見表5。

由表5可知，當投資上浮10%及效益下浮10%時，經濟費用效益比值都大於(yu) 1，經濟的淨現值均為(wei) 正值，說明該工程項目投資收益情況較好。

4.3 環境影響評價(jia)

優(you) 質飲用水入戶工程是一項惠民的民生工程，本項目對周邊土壤環境、水環境、大氣環境、噪聲環境以及居民的生活環境會(hui) 造成一定不利影響，但通過針對上麵分析的汙染源從(cong) 施工階段采取有效防治措施，確保汙染物達標排放，則從(cong) 環境工程角度分析項目是可行的。

5 結論

本文以龍崗布吉片區供水工程為(wei) 研究背景，對該區給水係統現狀進行調查，分析供水工程存在的問題，針對問題提出科學合理的改造方案，將智慧供水理念較好地融入泵房的優(you) 化中，利用信息化、智能化等手段，能夠更好地實現全市二次供水設備設施集中、高效、專(zhuan) 業(ye) 化管理。