第26卷第1期V ol.26N o.12005
青岛建筑工程学院学报
J ou rnal of Qin gdao In stitute
of Architecture and Engineering 浅谈城市供水系统安全性*
吕谋1,裘巧俊1,李乃虎2,鞠保轩3
(1.青岛理工大学市政与环境工程学院,青岛266033;2.青岛市房地产开发经营总公司,
青岛266031;3.青岛东奥开发建设集团公司,青岛266071)
摘 要:供水系统作为城市赖以生存的生命线工程,其安全性越来越受到各国的重视,也越来越成
为恐怖主义组织的攻击、威胁和破坏目标,特别是供水系统的关键设施.笔者介绍了当代恐怖主义
对供水系统的种种危害及其手段特点,并简略分析了 供水系统的战略防御系统,以此提高供水
系统的安全性、健壮性,并作为实现有效预防、及时预警、智能化决策和有效处置的途径.
关键词:供水系统,易损性,自然灾害,恐怖主义,战略防御系统
中图分类号:T U991
一个城市供水系统,包括水源、净水厂、管道、泵站、水库,还有向千家万户送水的配水管网,它不仅满足人们的饮用和其他日常使用,还提供消防及各种危急状况的使用,它和电力、煤气、交通、排水系统、热力、通信等系统组成了城市赖以生存的生命线系统,它们的破坏将会导致整个城市的瘫痪或部分瘫痪,所以,保证供水系统运行的安全、可靠,是保证市民的基本生活,保证城市功能正常运行的一个重要环节.
1 供水系统安全性问题
和其它的城市重要基础设施一样,供水系统!!!水源点(地表水和地下水),水的传输、处理、分配、储存!!!也是在开放和自由的社会环境下设计、修建和运行的,这也就意味着供水系统极易受到暴力行为的侵害和攻击,也就是所谓供水系统的易损性特点.供水系统的安全性包括两方面.
(1)自然灾害.例如,由细菌、病毒、原生动物、大肠菌及藻类造成的水质卫生安全性.再有就是由于暴风雨、冰冻、地震等造成的灾害,给人民造成了巨大的生命和财产损失.仅拿地震来说,1976年的唐山地震,唐山市的取水泵房70%倒塌,送水泵房80%严重破坏,市区管网破坏,导致市区供水全部瘫痪,加之排水管网的破环,严重污染了饮用水水质,造成居民肠胃道感染;1906年美国旧金山地震,由于城市管网破坏,消防水源断绝,以至于由地震引起的火灾无法控制和及时扑灭,造成800多人死亡,财产损失4亿美元,其中火灾造成的损失是地震直接造成损失的3倍多.由地震造成的灾害,早在20世纪70年代中期,就开始得到美国及日本的认识研究,尽管我国起步较晚,但总体来看,目前在该研究领域内已有专业人员有组织的开展科学研究工作,研究成果的积累量比较多,基本形成了科学的研究的理论框架,有相对确定的研究对象、研究方法和使用方向[1].
(2)人为制造的灾害.它主要是指恐怖主义组织对供水系统进行的恶意攻击破坏,这种具有犯罪和恐怖主义性质的供水威胁和攻击,绝不等同于一般的自然灾害.传统观念里,恐怖主义离我们很遥远,但是,发生在美国的 9.11恐怖事件,给美国人民造成了巨大的人员伤亡和财产损失,在举世震惊之余,将如何防恐、反恐这一新的课题摆到了世界各国人民面前.
*国家自然基金资助课题(项目编号:50078048)
编辑部约稿
收稿日期:2003-12-12
2青岛建筑工程学院学报第26卷
2 恐怖主义组织对供水系统的威胁
供水系统,由于其本身在城市生产生活中的命脉地位,很容易成为恐怖主义者的最终攻击目标.供水系统的设施、原水、水池、水坝、进水设施、处理厂、净水池、水箱、水塔、配水管网等等,都是巨大且几乎无法防守的被攻击的对象,一个或更多单体元件受到破坏,都会导致大的灾难.例如,水坝的毁坏将会导致突发性泄洪,水质的污染会导致整个系统的瘫痪.就破坏的手段归纳起来,可以分为4类[2].
(1)水资源的污染 污染原水供应是最常见的也最常发生的恐怖主义攻击手段和行为,而且,我们很难去保护一个河流,或者是一个大型水库,所幸直至现在,恐怖主义者还没有意识到削弱供水的影响和发现最有影响的污染源插入点.
(2)污染处理过的水(即净水) 此种威胁手段给公用处理水设施提供了很大的挑战,通常处理水可以稀释污染物并且可以利用残留的消毒剂.但是,确认污染物并处理去除它,这是最大的困难,因为等我们确认出污染物,它差不多已经污染了整个系统.
(3)对供水设施的实体结构进行威胁 对实体设施的攻击是使供水系统瘫痪的最有效和最危险的手段,因为这种手段是通过破坏,毁坏关键构筑物,使这些构筑物失去性能,如取水泵房、送水泵房、配水管网等等.所以,这也是供水系统所面临的最大的灾难.
恐怖主义组织所采用的工具和手段颇多,例如,计算机攻击、化学、生物学武器以及爆炸.爆炸是恐怖主义最常采用的工具,它是公用设施的最大威胁,对毁坏构筑物不但非常有效,而且容易获得和使用.在1933年的向世界贸易中心进行的攻击,2000年11月也门海港反对U SS Co le一役,均采用了爆炸工具. 1995年4月19日,俄克拉荷马州联邦政府爆炸事件,关闭了市政给水部门,公用设施的破坏,迫使人们重新认识行政管理的运行.
(4)污染的恐吓威胁 这种类别是指恐怖主义分子对供水系统根本没有进行实质性的投毒、污染,他只是说服媒体或采用其他的手段使人们相信,他已经或者将要对水进行破坏,并且,这种具有轰动性的威胁性攻击报道非常流行,这也为我们提出了挑战.如2001年10月,由于恐怖主义分子制造的炭疽热攻击事件,致使邮递系统无法运行,从而水费清单无法到达用户,水工业受到巨大的损失,成为这一事件的牺牲品.
常年以来,对于供水系统所受的自然灾害,我们进行了大量研究并积极进行防御、修复等.2001年9月11日的恐怖事件使供水系统的恐怖主义威胁在许多国家得到了足够重视,现今,对试图对供水系统进行邪恶破坏行动的恐怖主义组织行为进行有效防范并进行反击.总之,恐怖主义都已成为当代世界的一个相当严重的问题,对于供水系统的破坏和威胁已经基本形成,并日益严重,如何采取有效措施防范与打击恐怖主义,保证城市生命线系统的正常运行,保证城市功能的正常运转,就成为摆在我们面前的一项重要的理论课题和现实任务.
就国内的研究状况而言,尽管从20世纪80年代以来,就有许多学者逐步开始对恐怖主义问题进行研究,也取得了一定的研究业绩,但总体来说,国内对于恐怖主义问题的研究还很欠缺,研究成果很少,在很多领域特别是在供水系统这个领域还是理论研究的空白.
国外关于恐怖主义问题的研究成果是较多的,早在1996年7月15日美国遭受的一次恐怖主义攻击之后,美国总统就发布美国总统之行政命令13010,成立了重要基础设施保护委员会(PCCIP),旨在发展形成一个保护包括供水系统在内的国家重要基础设施的战略;1998年5月,克林顿也在总统决议指示63号文件(PDD63)中,提出国家要致力于保证易于受到危害且相互依赖相互关联的基础设施的安全;1998年6月24日,参议员佛瑞德.汤普森也以此警告国家的过于安心.时至今日对于供水系统,已有少量的研究成果,但存在零散,很不系统的问题,大部分文献,也只是停留在对恐怖主义事件的过程的详细描述上,缺乏相应的理论分析,缺乏可操作性的对策性的宏观研究,特别是微观研究.
3 供水系统战略防御系统的设计
根据国内外研究的现状,针对恐怖主义组织采取的破坏工具,手段和特点,应考虑建立 供水系统的战
略防御系统 ,力求加固供水系统,提高供水系统的安全性、健壮性、恢复力等.力求最大限度地降低恐怖主义所带来危险以及由此而产生的后果.
供水系统的战略防御系统包括:?事故、灾害的预防和预警,主要是对即将发生或可能发生的各种事故与灾害做出准确的判断,分析其发生的频率、大小、原因及可能产生的后果,并以此作为对其预防与警示的依据,以将其损失减小到最低程度;#应急反应,是指在重大事故与灾害刚刚发生或出现某些征兆时,必须在极短的时间内,搜集、处理有关的信息,明确问题与目标,拟定各种可行方案,经分析评价后选择一个最佳的方案,组织实施并不断跟踪检验,及时纠正应急决策过程中的失误,直至问题解决为止的一个动态过程;?事故与灾害的控制及后处理,是指在各种突发性事故与灾害发生后,迅速协调、组织有关单位及人员对事发地点进行有效处理,以控制其进一步扩大和蔓延[3].
通过对供水系统的特性进行全面分析,确定一些控制变量,如水源(地表水和地下水)的数量和质量,流域的可持续性发展以及现有系统单元的情况,了解这些变量的作用,相互关联和相互依赖性,据此建立定量的数学模型,作为设计供水防御系统和重要设施的安全保护体系的理论基础[3].防御系统的技术支撑如下.
(1)基础数据库系统 该数据库是防御系统的支撑部分,主要数据如下:水源地质状况、设备状况、供水增压泵站位置、坐标、供水主管线线路图、城区内供水主管线线路图、抢修能力等,在此基础数据库基础上建立支持分析系统,对事故进行预测、预报,对管理目标实现监控、通信和管理,为指挥决策提供科学依据
.
图1 供水系统战略防御系统功能框图
(2)神经网络技术的应用 利用智
能化神经网络系统,通过实时数据与数据
库间的结合,实现事故信息在电子地图上
的可视化,利用各种资源数据完成灾害的
评估,获得全方位、多层次的信息集合,从
而提高系统的快速反应与科学决策能力,
加快救援反应速度,并实行优化控制.
(3)通信网络系统 信息网络,保
证指挥命令的顺利下达,灾害实时信息的
及时反映,指挥命令完成情况的及时反
馈.
防御系统功能模块见图1,技术上可
采用神经网络分析方法及其它相关技术
对给水系统进行管理、监控和优化运行.4 结束语
面对恐怖主义组织及各种可能的对
供水系统造成的危害和安全性威胁,我们必须研究并进一步发展与完善供水系统的应急反应模型及安全保护机制,以有效的评价供水系统的易损特性并尽可能的加以保护,最大限度降低恐怖主义及其他可能的威胁和破坏[4].针对各种可能的供水系统破坏,通过系统的研究其内在规律,建立实用可靠的 供水系统战略防御系统 ,不但是保证城市功能正常运转的需要,也是全力营造安全城市,加快城市现代化建设和全面建设小康社会的重要保障.
3第1期吕谋等:浅谈城市供水系统安全性
4青岛建筑工程学院学报第26卷
参考文献
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Study on the Security of City Water Supply Systems
Lv M ou1,Qiu Qiao jun1,Li Nai hu2and Ju Bao x uan3
(1.Qing dao T echno log ical U niversity,Schoo l o f Env iro nmental and M unicipal Eng ineering,Q ingdao266033;
2.Q ingdao Real Estat e D ev elo pment and M anagement Company,Q ing dao266031;
3.Dong ao Developement and Co nstr uctio n G ro up Company,Q ing dao266071)
Abstract:Destruction of w ater supply sy stem s w ill lead to paralysis or partial paraly sis of a city.Ow ing to its impo rtance,w ater supply system s have beco me the target of attack by terrorism.T his paper sum m ar izes threats ag ainst m unicipal w ater sy stems and its character.Mo reover,w e br ing for ward strategic defense system of w ater supply sy stems,by w hich w e can enhance security,r obustness and resiliency. Accordingly,w e can achieve effective pr eventio n,timely presentiment,intellectualized decision-m ak ing and available treatment.
Key words:w ater supply sy stems,vulner ability,natural hazards,ter rorism,conception of defense sy s tem
作者简介:吕谋(1966 ),男,教授
略谈城市给水系统 发表时间：2010-07-27T10:05:59.857Z 来源：《中小企业管理与科技》2010年4月上旬刊供稿作者：陈博 [导读] 发展城市是我国今后相当长一段时间内的城市化发展战略，城市的给水工程作为其中重要的基础设施之一 陈博 (新疆水利水电勘测设计院) 摘要：发展城市是我国今后相当长一段时间内的城市化发展战略，城市的给水工程作为其中重要的基础设施之一，对城市的经济建设和人民生活有着举足轻重的作用。 关键词：城市给水系统浅析 0 引言 给水工程系统通常包括取水工程、给水处理工程和输配水工程三大部分。取水工程包括取水构筑物和取水口提升至水厂的一级泵站，其任务是保证从适宜的天然或人工水源中取得足够量的水，并送至水厂或用水户。 1 城市给水系统存在的问题 近年来，全国城市给水工程设施发展较快，有一定基础，但发展不平衡，不同地区城市基础设施差别很大。从整体来看，我国城市给水系统建设现状水平不高，给水工程设施普遍滞后，无法满足城市经济快速发展和人民生活提高的需要。 1.1 设施陈旧落后城市给水系统简单，供水设施比较落后；大部分城市采用地下水作为给水水源，而在水量、水质、水压方面一般难以满足生产和生活要求；不少单位自建水井和水塔，以致城市水塔林立却互不连通，造成给水设备效率低下，不利于水资源合理开发、水质难以保证；夏季用水高峰期时自来水厂虽竭尽全力，也很难满足用户要求。供水安全可靠性差，一是水源水质污染影响安全供水，二是因为一个水厂仅一个水源，三是供电问题影响安全供水，不少水厂都是一路供电，城市的供电往往又无保障，停电则停水，对安全生产威胁特别大。 1.2 发展很不平衡由于各地经济发展水平及人力、物力条件的差异，城市供水事业的发展很不平衡。一些经济发达的城市，已建有现代化的自来水厂；而经济欠发达的城市，受经济条件限制，只能建设简易的供水设施；还有一些较贫困的城市，至今还没有供水设施。规模较大的主要集中在东部经济发达地区，西部及其他经济欠发达地区县镇供水业日综合生产能力普遍很低，基本都在几千吨或1万吨左右。 1.3 规模不当、布局无序由于缺乏城市总体规划和相应规范，一些城市的规划、设计人员无法正确预测城市人口、企业的发展速度，导致用水量预测不合理、规模确定不当，工程失误难免发生。随着城市的发展，部分城市出现了大的供水缺口；部分城市供水过剩且数量可观，给投资回报、运行成本、设备利用带来严重后果，相应地，城市排水、污水处理工程等在建设规模、投资、运行成本方面也产生了负面效应。城市总体规划的缺乏，导致给水布局的不合理。多数城市的自来水取水口建在城市附近的河流上，由于城市范围的扩大，一些污染严重的企业如小造纸厂、小农药厂、小化工厂等和新建生活小区分布在给水水源的上游，大量的生活污水、工业废水的排放，使水源遭到不同程度的污染。 1.4 给水管网建设滞后由于城市建设初期多数按近期规划设计给水管网、人均用水量取值较小，随着城市范围的扩展，用水量成倍增加、枝状管网不断延伸、管径己不能满足后期需要，管网处于超负荷运行之中。管网漏失、管径设计偏小、管道内积沙结垢摩阻增大等造成供水压力不足。此外，给水管网的建设严重滞后于水厂建设。重地上、轻地下，只要水厂建设投资不足，就压缩管网建设，致使管网的输配水能力与水厂的生产能力不配套，造成水厂水送不出去的怪现象。 2 城市给水系统工程特点及发展 中等城市给水的主要对象为居民生活用水、城市工业用水、畜禽饲养用水、公共建筑用水以及其他用水。由于城市的居民生活、生产生活规律、居住状况、卫生设施、生活习惯、经济水平、地理环境、水资源条件等都有着自己的特点，这就决定了城市供水与一般大城市供水有着一些不同的特点，表现为以下几个方面： 2.1 原水种类复杂，水质差异大中等城市一般采取就近取水，水源的类型较为复杂。一般情况下，水源浊度较低且细菌含量较少、水质良好，但洪水季节含砂量较大，且浊度较高、漂浮物较多，而泉水一般无须处理；江、河、湖水网地带的城市，常以江河、湖泊水作为饮用水水源，水质随水体流量的变化而变化，易受周围环境的影响，且细菌含量较高，所以一般均需经过常规净化处理、清毒后方可作为饮用水；取用承压地下水作为城市给水水源时，其水质较江、河、湖泊水要好，直接受污染的机会少，浊度低且细菌含量较少，因此一般只需消毒后即可作为饮用水。水源种类复杂、水质差异大，构成了取水方式的多样性与净水工艺的多样性。 2.2 给水工程规模一般较小中等城市给水厂规模一般在几千吨或几万吨，最小甚至只有几百吨，多为中小规模给水系统。规模较大的主要集中在东部经济发达地区，甚至有个别规模达到10万吨。西部及其他经济欠发达地区城市供水业日综合生产能力普遍很低，基本都在几千吨或1万吨左右。 2.3 供水以生活用水为主，中等城市工业用水比例逐渐上升城市给水工程供水的主要用途是为城市居民提供生活用水，包括居民生活用水和饲养牲畜用水以及庭院经济用水。城市的工业用水一般采用自备水源。随着城市经济的不断发展，城市工业和家庭副业的用水量逐渐增加，尤其是在经济发达的地区，城市工业用水比例迅速上升。城市给水工程的建设为城市工业的发展提供了有利条件，促使工业用水比例增加，从而促进了城市给水工程规模的扩大和效益的增加。但在相当一段时间内，生活用水仍是城市供水的主要部分。 2.4 供水工程建设可因地制宜，分期建设，兼顾发展，逐步完善由于城市地理环境、水资源条件、居住水平、生活习惯及经济水平差异很大，而供水工程是投资较大的基础性建设，就大多数城市而言，资金有限，因此城市的供水工程应尽量因地制宜，就地取材，充分利用地方材料和质优价廉的设备，尽量在统一规划的前提下，分期实施逐步完善，使供水工程经济、合理、避免浪费。同时应充分考虑到城市发展建设的速度，注意近远期结合，兼顾发展，设计年限一般应考虑15-20年，避免在城市建设中出现的基础设施建设滞后于城市发展，甚至成为城市发展的制约因素的这种不利影响。 总之，积极加快城市给水的发展步伐，稳定地向城市供应质优、量足、压够的用水，是关系国计民生的大事。城市给水系统的建设要贯彻城市可持续发展的方针，立足于城市的现状，展望城市发展的未来。
城市供水系统布局的优化选择 1 区域供水系统的确定 传统的供水系统一般是由取水、净水、输水和配水四个子系统组成的[1]。区域供水系统是一种统筹考虑几个相邻地区的供水需求，统一开发、分配水资源，按照天然水源水系、地理环境特征、产业集群分布、功能区性质以及一定的行政区划确定供水区域的新型网络供水系统[2]。其包含若干个供水分区，各供水分区包含取水、净水、输水和配水子系统，供水分区之间通过输水子系统相联系。 区域供水系统打破行政区划，把一个区域内的若干个供水厂及其配套管网联合为一体，管网连成一片，可实现合理配置水资源，比原先分散的、独自的、小规模的供水系统，提高了系统的专业性、合理性、可靠性与经济性。 2 区域供水系统供水方式与供水规模的确定 2.1 区域供水方式 区域供水系统中一般有两座或两座以上的水厂为区域联合 供水，供水系统中可以是由多个水厂向同一片区域供水，也可由一个水厂向不同区域供水。而其供水方式主要分为以下两种：（1）就近供水方式；（2）延伸供水。 2.2 区域供水系统优化的理论基础 区域供水系统的优化时基于广度优先搜索策略的Dijkstra
算法，对跨区管线的定线优化建立费用模型，以费用最低和水质可靠为目标函，建立区域供水系统规划数学模型。 2.3 就近供水方式的水厂规模 根据上式可计算出供水系统单位年费用，图1和图2分别为常规处理工艺、常规处理工艺与深度处理工艺的规模经济效应图。 对比上面两图可以得到，水厂建设具有规模经济效应，无论采用何种工艺，当水厂建设规模在20万m3/d时呈现较好的规模经济；规模在40万m3/d以上，单位费用进一步降低；当规模小于10万m3/d，单位年费明显增加，规模在5万m3/d以下，单位年费增加速度更快。 因此，当用水区位于水厂服务半径内，且用水量在20万m3/d 以下，宜集中建一个水厂供水；当用水量大于20万m3/d时，可根据用水区域用水量分布特点、水厂规模经营、供水安全等多方面因素，合理确定水厂建设规模和数量。 2.4 延伸供水方式 在实际建设中，存在部分新建区需要水源供给，但当该区并未建立供水厂时，则需要从其他地方调水至本区域以保证正常的建设进度。 通过规模经济效应研究可知，水厂规模过小并不经济，因此，在区域建设初期需水量不大时，采用延伸供水方式较为经济。但是，当地区需水量不断增加时，就需要对在当地建设水厂的费用
城市供/排水调度及水务信息化系统 一、系统概述 HZInfo3000-SW城市供/排水调度及水务信息化系统采用先进的计算机网络技术、GIS技术、BIM技术、大型数据库管理技术，构架集中管理、分散控制的体系结构，实现城市管线资源的高效管理和科学统计分析，旨在将科技元素融入给排水行业，对城市管网相关数据进行综合管理，并通过完善的数据更新与交换机制，实现数据的动态更新与维护仿真，实现自动化和信息化，建立一个实用、安全、可靠、综合、高效的城市智慧水务信息系统。 城市供水管网监测系统适用于供水企业远程监测供水管网，工作人员可以在水司调度中心远程监测全市供水管网的压力及流量情况。科学指挥各水厂启停供水设备，保障供水压力平衡、流量稳定；及时发现和预测爆管事故的发生。 将分布在城市不同地理位置的自来水生产车间及管网测压点，通过有线或无线传输的通讯方式，将水厂生产车间及管网测压点的实时数据信息及设备运行状态信息传输到供水调度室，调度室值班人员通过后台监控画面实时掌握各实际现场的设备运行情况及实时的数据信息,通过对数据信息的收集，经过后台软件的处理则形成数据报表或数据分析结果显示出来，供用户参考和分析。同时，也能实现远程遥控即通过调度室发送远程遥控命令来启停现场设
备，形成现场设备自动控制无人值守的控制模式。
二、产品特点 【城市供水管网远程监控系统特点】 1、城市供水具有地域性广，实时性强等特点，城市供水管网远程监控系统根据其自身特点，灵活采用有线通讯技术/无线通讯技术相结合的方式，使系统自身具备扩展性。 2、城市供水管网远程监控系统因需将各水厂生产车间及管网测压点的所有设备运行状态及实时数据传输到总调度室，故数据信息量大，针对该特点则该系统具备数据分析、统计等功能，报表功能及实时曲线功能强大。 3、系统自诊断及自恢复功能。 4、通过DMA方式进行管网爆管或漏水监测。 目前很多供水企业和专业捡漏公司采用的漏水探测设备基本都是听漏棒、电子听漏仪。监测周期长、效率较低。无声漏水容易被忽视。华自科技城市供水管网远程监控系统的供水爆管或漏水解决方案采用DMA分区计量。DMA是District Metered Area的缩写，意思是“分区计量区域”，找到夜间最小流量，来判定是否存在漏水。DMA设计的原则是该区可封闭计量，也就是说，用流量计可计量该区夜间最小流量。该区根据进水的路数安装流量计。 三、主要功能 【工作原理】 终端测量检查井的水位-数据送至管理中心的排水管网信息处理平台?信息处理平台实 时显示水位数据，同时分析软件根据各检查井水位数据和高程关系，计算水位差信息和管道的水位坡降数据，从管道的水位坡降变化，还原排水管真是运行情况。 水位监测终端 水位监测终端内置供电电池和全量程液位传感器，外壳满足IP68防护等级标准和排水检查井内的防腐蚀要求。并且可通过便携计算机在现场可无线连接水位监测终端。
建筑给排水系统节水节能设计研究摘要：随着我国社会经济建设的不断发展，城市建设建筑内部的用水量日益增加。建筑给排水系统中节水节能设计问题逐渐成为当下急需解决的问题。本文通过介绍目前建筑给水系统中水资源浪费的现状，对系统中节能节水设计的一些具体措施进行探讨研究。供相关设计人员参考与借鉴。 关键词：给排水系统；节水节能；节水设备；设计；具体措施abstract: with the construction of china’s social and economic development, urban construction building internal water consumption is increasing. building water supply and drainage system of water and energy saving design problems gradually become the urgent need to resolve problems. this paper introduces the construction of water supply system for the present situation of water resources waste, saving energy and water system design of some of the specific measures are discussed. a reference for designers and reference. keywords: water supply and drainage system; saving water and energy; water-saving equipment; design; specific measures 中图分类号： s276 文献标识码： a 文章编号： 近些年，随着城市化进程的不断加快以及城市建设的发展，能
城市给水工程系统规划的用水量预测摘要: 城市建设首先是各类工程的建设,而规划在城建中占有举足轻重的地位。一个城市的基础设施的位置、分类、功能、本套程度、能力大小等直接关系到城市的生活水平的提高,因此,城市规划对城市的作用是不言而喻的。城市工程系统指 的就是城市基础设施的综合体系,它由交通、通信、供热〔气〕、给排水、环卫、 全等工程体系构成,它们的规划就是城市工程系统规划,而给水工程系统规划则中的重要组成部分。 关键词:给水工程; 一、概述 城市给水工程系统由取水工程、净水工程、输配水工程、水资源保护工程等组成,其规划的主要任务和内容是:进行城市水源规划和水资源利用平衡工作;确 定城市给水设施的规模和容量;科学布局给水设施和各级给水管网系统,满足用 户要求;制定水资源保护措施和设施分布及规模。给水工作系统与排水工程系统 被称为城市生命保障体系,因此,做好它的规划有着极其重要的现实意义和社会意义。 二、预测方法 预测方法主要分定额指标法和函数法二大类。它们的侧重点是不相同的,定额法侧重于定性,函数法侧重于数学分析,要做好预测要用二者互相验算、互 相修正和互相补充,才能使预测所得结果最大限度地符合要求,满足规划的需要。 1.定额指标法 所谓定额指的是单位用水量,是国家相关部门根据不同条件下用水量
调查统计结果,考虑各种因素发布的规范指标,具有一定的科学性、规范性、权威性,这是规划工作者必须严格执行和认真实施的,对规划工作具有很好的指导作用和约束作用。用水量预测主要定额指标有:单位人口综合用水量指标(万m3/万人·d)、单位建设用地综合用水量指标(万m3/km2·d)、居住用地用水量指标(m3/ha·d)、综合生活用水量定额(L/人·d)、其他用地用水量指标 (m3/ha·d)、工业用水重复利用率(%)。一般在预测时根据城市规模大小、工业规模取不同值乘上相应的规划人口预测数或工业产值即可得到预测用水量。此类方法简单明了、通俗易懂、计算快捷方便、数值有一定的准确性,但如果城市发展变化大则易失准。比如海南海口市在20世纪90年代中期曾发生过供水严重不足的情况,居民生活用水连五楼都短缺,这即是规划跟不上变化的结果,用水量预测占了很大的因素。 2.函数法 函数法就是将与用水量有关的各种要素作为自变量,以对应关系建立与用水量Q有关的关系式,在一定的条件下通过数学计算求得Q值。主要有:线性回归法、产函数法、年递增率法、生长曲线法等。 ( (3)年递增率法 根据历年供水能力的增加(增值是非均匀的),考虑经济发展速度和人口增加因素,确定一个合理的年平均增长率用复利公式预测城市规划期用水量,根据有关资料,我国城市用水年增长速率在4%～ 6%之间,规划人员应根据城市发展规模和经济、人口的变化趋势确定年增长率的取舍,保证预测的准确性,另外此预测方法时限不宜过长。 (4)生长曲线法 城市用水量的变化根据我国各典型城市的数字来看,呈S型曲线,则据
城市供水系统优化调度 数学模型的建立 摘要：介绍了城市供水系统优化调度的主要内容以及原则。同时介绍城市供水系统优化调度的研究状况。用水量预测研究是优化调度的基础和前提。用水量预测模型是在分析城市用水量序列数据模式的基础上, 综合利用多种方法建立的数学表达式。给水管网数学模型是建立水厂出厂压力和流量与管网测压点之间的经验数学表达式, 它反映了给水系统的运行工况。优化调度模型的建立和求解是优化调度的核心。 关键词：城市供水系统；优化调度模型；用水量预测 Optimal Operation of Urban Water Distribution System Wei Sheng （Beijing University of Civil Engineering and Architecture，School of Environment and Energy Engineering，Beijing，100044） Abstract：Primary coverage of urban water distribution system and its principles are introduced. At the same time introduce the situation of the urban water distribution system. Water consumption forecasting is the bases of optimal dispatching. Water consumption forecasting model is a mathematical representation which is based on the data pattern of urban water consumption series. Water distribution network model reflecting the operating mode of water distribution system, is an empirical equation based on the relation of pressure, water flow and pressure tap's data. Derivation of optimal dispatching model is primary. Key words：urban water supply system; optimal dispatching model; water consumption forecast 1．优化调度原因及概念
城市供水调度系统设计方案 1给水系统控制和优化调度软硬件模式 1.１概述 为了满足城市快速发展的需要,城市供水企业近年来不断采用新的技术、新的工艺，用以提高城市的供水能力和服务质量。其中自来水厂监控系统在全国大多数城市得到广泛应用，还有一些城市的供水企业正在逐步采用ＧIS技术管理供水管网信息、用计算机实现收费营业电算化。这些先进的信息、计算机、通讯和自动控制等先进技术的应用,的确为供水企业的现代化运营解决了很多的实际问题。但是,我们也应该看到还有很多深层次的问题尚未得到卓有成效的解决，究其原因主要是因为:①供水企业的运营包括从产水、输配水、管理和收费多个环节,仅在某一环节采用新技术并不能解决所有问题；②企业运营的各个环节是密切关联的,分离的系统无法实现整个运营的系统性；③系统运营的很多因素是有统计规律和相关性的,目前的系统无法从这些规律和相关性得到可以辅助决策的信息。因此,要达到自来水企业的最优化运营,就需要系统分析企业的运营模型，找到每个环节的相关性,获取综合的有效信息,综合历史信息,优化企业的运营,提供辅助决策。以产水到用水的整个过程为主线,以企业的管理现代化为辅线,把信息技术在企业集成应用,实现从产水到用水的最大效益，是我们对以上问题的一个有益探索。 随着工业自动化控制技术和现代科技的高速发展，通讯技术、电子技术和计算机技术的有机结合,出现了高性能的PLＣ系统和SCADA系统，使工业过程控制程序化、模块化、智能化、集成化、网络化，控制过程更加可视化和远程化。给水系统优化控制是工业过程自动化控制的一个部分，下面我们从供水企业的运营模型着手，分析企业的信息模型,提出的大规模给水系统分级控制和优化调度软硬件模式,和基于GIS平台的供水企业信息化应用方案。构筑了给水系统优化控制基本框架。 1.2运营模型 供水企业的运营主要围绕水从水源、水厂经过输配网最终到水用户的生产／消费链而进行的，其模型如图1。生产调度通过实时采集水源和水厂的变电设备、电器开关、加压泵等设备运行参数和流量、出水口压力、余氯等控制参数,以及输配网上压力监测点和水库水位或水源井监测点的控制参数,动态自动控制水源、水厂设备的启停和运行，使整个输配网上的水压保持最佳的分布和平稳状态,从而为用户提供高质量的供水服务，减少输配过程中水的损失,最大限度延长管网的使用寿命,最终提高水厂的运营效益。管网管理主要实现输配水管网信息管理，管网的新建、维护和改造以及水用户的管理。它必须能够保证管网信息的准确、全面和现势，满足管网规划、设计、施工和维护的要求。营业收费完成水用户用水量的验抄、统计,根据水用户性质和收费项目的规定进行计费收费。公司将综合生产调度、管网管理、营业收费的各种信息,结合公司的营业策略,对整个企业的运营进行科学合理的决策,从整体上实现对公司营业的宏观管理。 营业收费的各种信息和财务不属于本次论述的范围。
第26卷第1期V ol.26N o.12005 青岛建筑工程学院学报 J ou rnal of Qin gdao In stitute of Architecture and Engineering 浅谈城市供水系统安全性* 吕谋1,裘巧俊1,李乃虎2,鞠保轩3 (1.青岛理工大学市政与环境工程学院,青岛266033;2.青岛市房地产开发经营总公司, 青岛266031;3.青岛东奥开发建设集团公司,青岛266071) 摘 要:供水系统作为城市赖以生存的生命线工程,其安全性越来越受到各国的重视,也越来越成 为恐怖主义组织的攻击、威胁和破坏目标,特别是供水系统的关键设施.笔者介绍了当代恐怖主义 对供水系统的种种危害及其手段特点,并简略分析了 供水系统的战略防御系统,以此提高供水 系统的安全性、健壮性,并作为实现有效预防、及时预警、智能化决策和有效处置的途径. 关键词:供水系统,易损性,自然灾害,恐怖主义,战略防御系统 中图分类号:T U991 一个城市供水系统,包括水源、净水厂、管道、泵站、水库,还有向千家万户送水的配水管网,它不仅满足人们的饮用和其他日常使用,还提供消防及各种危急状况的使用,它和电力、煤气、交通、排水系统、热力、通信等系统组成了城市赖以生存的生命线系统,它们的破坏将会导致整个城市的瘫痪或部分瘫痪,所以,保证供水系统运行的安全、可靠,是保证市民的基本生活,保证城市功能正常运行的一个重要环节. 1 供水系统安全性问题 和其它的城市重要基础设施一样,供水系统!!!水源点(地表水和地下水),水的传输、处理、分配、储存!!!也是在开放和自由的社会环境下设计、修建和运行的,这也就意味着供水系统极易受到暴力行为的侵害和攻击,也就是所谓供水系统的易损性特点.供水系统的安全性包括两方面. (1)自然灾害.例如,由细菌、病毒、原生动物、大肠菌及藻类造成的水质卫生安全性.再有就是由于暴风雨、冰冻、地震等造成的灾害,给人民造成了巨大的生命和财产损失.仅拿地震来说,1976年的唐山地震,唐山市的取水泵房70%倒塌,送水泵房80%严重破坏,市区管网破坏,导致市区供水全部瘫痪,加之排水管网的破环,严重污染了饮用水水质,造成居民肠胃道感染;1906年美国旧金山地震,由于城市管网破坏,消防水源断绝,以至于由地震引起的火灾无法控制和及时扑灭,造成800多人死亡,财产损失4亿美元,其中火灾造成的损失是地震直接造成损失的3倍多.由地震造成的灾害,早在20世纪70年代中期,就开始得到美国及日本的认识研究,尽管我国起步较晚,但总体来看,目前在该研究领域内已有专业人员有组织的开展科学研究工作,研究成果的积累量比较多,基本形成了科学的研究的理论框架,有相对确定的研究对象、研究方法和使用方向[1]. (2)人为制造的灾害.它主要是指恐怖主义组织对供水系统进行的恶意攻击破坏,这种具有犯罪和恐怖主义性质的供水威胁和攻击,绝不等同于一般的自然灾害.传统观念里,恐怖主义离我们很遥远,但是,发生在美国的 9.11恐怖事件,给美国人民造成了巨大的人员伤亡和财产损失,在举世震惊之余,将如何防恐、反恐这一新的课题摆到了世界各国人民面前. *国家自然基金资助课题(项目编号:50078048) 编辑部约稿 收稿日期:2003-12-12
城市给水系统 供给城市生产和生活用水的工程设施，是城市公用事业的组成部分。城市给水系统规划是城市总体规划的组成部分。城市给水系统（又称上水道工程或自来水工程）通常由水源、输水管渠、水厂和配水管网组成。从水源取水后，经输水管渠送入水厂进行水质处理，处理过的水加压后通过配水管网送至用户。 城市给水系统要持续不断地向城市供应数量充足、质量合格的水，以满足城市居民的日常生活、生产、消防、绿化和环境卫生等方面的需要。因此，必须对给水系统进行通盘而周密的规划和设计。城市的给水系统规划（又称给水工程规划）主要内容包括：估算城市用水量,确定水源和水处理方法，选定水厂位置,进行输水管渠和配水管网的布置等。制订规划时，要考虑分期建设的可能性，为城市远期发展的水源供应留有足够的余地；要合理利用已有的给水设施；要防止盲目开采，把各单位的自备水源纳入城市水源规划。 常用的城市水源有地下水和地表水两类。中国北方城市的水源多以地下水为主，南方城市以地表水为主。 1、地下水的水质通常比较好，经过消毒，即可达到生活饮用水的卫 生标准。地下水源的取用量不能大于可开采量。过量开采会造成 地下水位下降，导致地面沉陷。 2、地表水一般指江河、湖泊等的淡水。用地表水作生活用水时,一 般经过混凝、沉淀、过滤和消毒等净化处理,使水质符合卫生标 准。为保证城市正常供水，要注意研究地表水源枯水期流量对城 市供水的保证率。 水厂位置要选择在地质条件和环境卫生条件较好、不受洪水威胁、交通方便、靠近电源的地方。 保护水源1、城市水源上游要植树造林,保持水土,涵养水源。 2、水源地区要设卫生防护地带。 3、水源受到污染的应积极治理。 4、沿海城市开采地下水，要防止海水渗入。 输水管渠和配水管网布置 为保证城市安全供水，保证不间断供水。常采用两条输水管渠送水，两管之间间隔一段距离设置连通管，装置阀门，保证发生故障时不间断供水。如用一条输水管渠，则在用水地区附近设安全储水池。 配水管网应根据城市地形、道路系统、用量较大用户的位置、用户要求的水压等进行布置。城市配水管网的形式有环状和枝状两种，环状管网供水可靠性好。配水管网的水压要满足城市一般楼房最高层用水的需要。少数高层建筑和水压要求高的用户可自设加压设备。如果城市地形起伏、
城市住宅小区二次供水设施节能改造优化设计 摘要：二次供水是城市供水系统的一个重要组成部分，城市二级供水设施是城 市供水系统压力、储存等向住宅供水的设施。水需求量城市居民旧住宅区二级供 水设施的不卫生率远远低于新住宅区，住房旧城镇的二次供水系统在不同程度上 存在缺陷。其中许多可能导致水质异常，甚至可能导致与水安全有关的突发事件。因此，有必要改善的二级供水设施，解决二级供水系统的问题，并确保二级供水 系统的安全和稳定，结合二次供水设施运行管理的现状，分析自动化控制系统技 术在二次供水设施改造。 关键词：二次供水；设施；节能改造 随着社会发展，城市住区的数量正在增加。二次供水系统作为一个机构的能 量消耗，高层住宅区的水泵和管道的运行主要取决于水消耗的变化。人口中国建 筑设计高层建筑的二次供水系统比其他类型的高层建筑少，而大多数关于水量变 化的研究只依据国家标准的水资源估算。水泵选型和工作计划的确定不科学，同 时增加了运行耗电量和耗水量，造成能源浪费。高层住宅二次给水系统能耗高的 主要原因是设计参数和设计依据不够准确。从现有标准提供数据，并提供技术参考，以优化二次压力供水系统的节能。 一、常用二次供水方式 1、水池、水泵、屋顶水箱供水方式。水池、水泵和屋顶水箱的供水系统被组织起来，以安装和下游网络。使用者市政网络向地下蓄水池提供水，并使用工作 频率泵在高质量的蓄水池中提升水，为用户提供信息水该方法适用于经常缺水、 不允许直接取水和使用水箱的市外网络。该方法的优点是地下水箱和高水箱能够 存储一定数量的水。当水源被切断时，水的数量和供应可能被延误。水的供应是 可靠的，水的压力是压力很大。然而，该工艺不能利用网络外的水压，消耗大量 的能量，安装，维修，投资，在泵里振动和发出声音。 2、水池、变频水泵供水方式。地下水池和具有恒定压力变化的泵，这些泵配备有管道网络。这种方式属于下行上给的控制泵供水的装置，是离心泵用于控制 频率变化的装置。通过改变电动机定子的电源频率来改变电动机的转速发动机调 节泵的转速可以改变泵的流量和功率。使输出水的数量适应水消耗的变化并获得 充足的供水变量泵的旋转速度通常低于1OO％一80％。 3、无负压供水方式。由于非加压设备的高昂费用和不稳定的水供应，这可能对其他人的正常用水产生重大影响。使用者技术还不够发达，水部门是国家最大 的部门，没有使用负压供水，这种下行和网络之间的分配模式管状的泵直接连接 到供水系统。在用水量最高的情况下，供水系统的吸入会对城市供水系统产生负 面压力，通过一个静压补偿池将城市供水系统泵送至每个供水点。无压力加提夫 利用城市供水系统的剩余压力，并且不会对这些系统造成负面压力。 二、住宅小区二次供水系统需要解决的问题 随着经济的迅速发展和城市化进程的加速，许多住宅社区在多个层次上小层 次甚至高层次上都看到了城市化的加速。同时，城市供水系统的供水能力相对较低，而且城市供水系统的供水能力较差。城市供水系统通常采用低压供水模式， 导致多个住宅的上层多个或小型住宅的供水不足。必须建立水储存和调节设施、 泵和其他水处理设施。“二次供水以满足人口的用水需要。二次供水设施的广泛使用引起了一些问题，如供水设施的二次污染、渗漏等。 1、供水设施二次污染。自来水通常组成：水源、工厂管道和水二水质量经常
城市供水系统的优化与运行管理 谭鑫 中环保水务投资有限公司投资管理部 [摘要]本文介绍了城市供水行业的发展现状，从水源保护、技术升级、节水措施和管理手段等几方面对城市供水系统的优化进行了阐述。 [关键词] 优化；管理；服务 进入21世纪以来，以投资运营的开放为标志，中国水务市场化改革开启，改革由两大动力推动，一是地方政府水务基础设施的投资需求，这成为水务改革前期的主要动力；二是行业服务水平提高的需求。由于环境监管和水质标准的逐渐严格，下一个五年乃至未来，中国城市水务市场将进入到以提高服务水平为核心驱动力的发展时期，而服务模式则正向综合服务转型。 过去的十年，我国供水行业在应对挑战方面已经取得了一定成效，例如2009年，我国供水总量5933亿立方米，同比上升1.80%。总体来看，十年来我国年平均增长速度仅0.64%。考虑到经济增长波动对供水行业带来的影响以外，我国在调整产业结构、推广节水新工艺、器具以及相关政策鼓励节水和再生水回用等方面的投入也有所贡献。 但我们同样应清醒的看到，随着我国城市化进程的加快和经济的持续快速发展，用水需求的的自然增长无疑会逐渐抵消并超越节水管理产生的水消费量的减少，长期来看，供水总量将呈缓慢增长的态势。 在此背景下，供水产业的发展预期对对供水企业甚至社会管理者即政府在取水水源、供水设施、工艺技术、配套管网、管理措施、检测能力等各方面提高了更为严格的要求，如何合理控制成本、整合资源、提高效率，成为不仅是供水企业还有各级政府面临的挑战。但从现状来看，我国的供水行业仍停留在相对初级的发展阶段。全国共有654个城市，传统的模式通常是一个城市设一个自来水公司，水司数量众多，分散经营，各水司技术力量、资金实力参差不齐，无法充分发挥规模效益，且由于水司建成年代较早，设施老化现象突出，供水水质难以得到充分保证，有效供水能力与供水需求的矛盾日益突出。如何对现有供水设施进行优化提高其运行管理水平已成为一个现实的课题，本文将结合现状就此进行阐述。
城市供水总调度系统 建议方案 唐山平升电子技术开发有限公司 网址：https://www.doczj.com/doc/4e14792612.html,
目录 目录 (2) 一、项目需求概述 (3) 二、总体方案设计 (3) 1、系统组成 (3) 2、供水总调度系统拓扑图 (4) 三、监控中心 (5) 1、计算机硬件配置要求 (5) 2、系统软件配置要求 (5) 3、供水远程监控系统软件功能 (5) 四、水厂监测终端功能特点 (7) 1、监测终端功能说明 (8) 2、监测终端的主要配置（以某水厂内8台泵为例） (8) 3、监测终端工作原理示意图 (8) 五、管网压力监测终端 (9) 1、监测终端功能说明 (9) 2、监测终端结构 (10) 3、监测点的设备配置及安装方式 (10) 六、水质监测监测终端 (13) 1、监测终端功能说明 (13) 2、监测终端的主要配置 (13) 3、监测终端工作原理示意图 (14) 七、计量测量设备 (14) 1、电磁流量计 (14) 2、投入式水位计 (15) 3、压力变送器 (16) 4、余氯在线分析仪 (16)
一、项目需求概述 水务集团计划建设一套城市供水总调度系统，将集团管辖下的自来水厂、管网及水质监测点监测数据远程传送回调度中心。调度中心通过监测点回传的数据可全面了解整个城市供水的状况，从宏观上对供水工作进行指挥和调度。系统具体监测要求如下： 水厂监测要求： 进出水口流量监测，蓄水池水位监测，出水压力监测，机组开启状态，保护状态；预留水质监测接口。 管网压力监测要求： 监测地下管网压力监测点的压力数据，监测点不具备市电供电条件。 水质监测要求： 监测管网末端水质监测点的水质数据，主要对末端的余氯含量进行在线监测。 二、总体方案设计 1、系统组成 针对客户系统建设需求，结合我公司的产品特点和技术优势，我公司提出如下建议方案，系统主要有以下四部分组成： 监测中心： 1）硬件设备：中心服务器（监测中心具备可上网的固定IP）。 2）软件：操作系统软件、数据库软件、城市供水总调度系统软件。 通信平台：GPRS、INTERNET网络。 现场监测设备：水厂监测终端、压力监测终端、水质监测终端。 计量测量设备：水位计、压力变送器、电磁流量计、余氯在线分析仪等。
建筑给水系统供水方式浅析 摘要:随着经济发展和城市建设的深入,面对可持续性发展的要求,需要考虑建筑给水系统的节能问题。建筑给水系统的供水方式直接影响到给水系统的节能。文章阐述了建筑给水系统中常用的几种供水方式的特点,并结合工程实际的应用情况, ,确 因此, 要,因此,在这些建筑中普通的生活给水采用直接给水方式,这种方式的优点是不需要消耗额外的能量。只有在设置火灾用水时,市政水压满足不了消防需要时,才设置加压水泵。这种供水方式比较单一,在目前的设计及施工项目中,多层建筑生活给水管网一般均采用这种方式。如:温州市看守所迁建工程是一个标准的多层建筑区,其最高层为7层楼,8幢监房均为2层楼,其生活给水管网均接自室外市政管网,消火栓
管网采用集中设置水泵加压送水。由于消火栓一般情况下未开启,加压泵处于停泵状态,这样可以省去给水泵运转的能耗,节约能量。 对于高层建筑小区,往往需要建造蓄水池和高位水箱,达到蓄水和加压调节作用,蓄水池是从市政管网进水,高位水箱则是蓄水池进水。由于市政管网水源具有一定的水压,所以在设置蓄水池时应将蓄水池设在高地处,利用市政管网的水压,减 ,这种 来看, ,室外管网水压不足,由水箱向建筑内给水管网供水。此种方式同第一种方式一样,不需要加压供水设备,节能效果好。此方式同第一种方式相比还具有储水调节能力,避免了因市网停水的缺点。其系统如图1所示: (三)只设水泵的给水方式 此种方式适用于一天内室外给水管网压力大部分时间满足不了室内的需要,
且建筑物用水量大的情况。当建筑物内部用水量大且较均匀时可单独设置水泵增压,即恒速水泵供水。此方式适用生产车间给水,实际中很少用;当用水量大但用水不均 匀的建筑,如住宅小区、高层建筑等,如果是仅仅设置水泵恒速供水的运行方式,很不经济,造成能量的浪费。为了降低电耗,提高水泵的工作效率,一般采用一台或多台泵的变速运行的供水方式,使水泵的供水曲线与用水曲线相接近,从而达到节能的目的。 , 使水泵 筑住宅区,可考虑水泵、水箱联合的供水方式。其系统如图2所示: (五)气压给水方式 这种方式是在给水系统中设置气压罐,利用气压罐内的气体压缩性,升压供水,其作用相当于水塔或高位水箱,适用于不宜设置水塔和高位水箱的场所。这种方 式因其调节能力小,压力变化幅度较大。如果单独使用因其水压变化较大,要求气压
城市供水是城市建设的重要基础设施，对保证城市经济的稳定发展和人民生活水平的提高有着举足轻重的作用，漏损率是反映供水企业管理水平的重要标志之一，降低供水管网漏损率蕴藏着极大的经济效果和社会效益。 一、供水管网漏损率的确定 建设部提供的资料表明，根据对４０８个城市的统计，我国城市公共供水系统（自来水）的管网漏损率平均达２１.５％。 国家相关标准确定了城市供水企业管网基本漏损率不应大于12%。根据我公司2003年底的统计资料（生产科提供）：年供水量为735万吨，年售水量为540万吨，确定我公司的修正值为+2%，最终确定 我公司供水管网漏损率为24%。 二．影响管网漏损率的主要因素 1、旧城区管网管材落后、腐蚀老化、年久失修，旧城管网所用管材主要是灰口铸铁管、自应力混凝土管和镀锌钢管，漏失甚是严重。 灰铸铁管因其生产工艺本身的缺陷和问题，含碳量较高、金属基体组织和石墨形态不理想、管体截面不均匀、铁水易于吸取气体、管壁孔气难于消除等方面的问题，造成灰铸铁管脆性大、强度低，残余应力大，成为管道爆管和暗漏的主要隐患。 自应力混凝土管由于铺设年代久远，经过道路改、扩建多位于机动车道下面，路面移动荷载较多，且埋深较深，由于路面沉降，易造成管道断裂、接口脱落爆裂，由于路面干扰噪音较大，漏点不易检测。 我市DN100以下多数采用镀锌钢管，钢管埋设在地下，年久内外腐蚀严重，造成漏水。DN100以下虽然管径较小，但位于背街小巷与下水道混杂，跑冒滴漏不易检测，漏点个数位居第一，其漏水量不容忽视，特别是压力稍大时，可以说是整管到处都漏。 2、施工质量也是引起供水管网损漏的重要因素。 安装管理不严格，所用材料质量把关不严，沟槽基础和土方回填不合格，而导致的安装漏失严重。 1）、管道经过软土地基时。软土天然含水量大、可压缩性高、承载能力低，当软地基压缩沉降、或管体上部受覆土、车辆荷载及土体侧向位移时，产生纵向、横向剪切，在接口、腐蚀点等最薄弱处产生破裂而漏水。或发生胶圈挤脱、水泥承口松脱而发生漏水。 2）、在有局部坚石、砖块相接触处或回填有大于规范的石块、建筑垃圾、冻土等，由于没有处理好基础垫层和回填土方质量不好从而引起UPVC管发生破损。
浅析城市给水网系统的优化 发表时间：2009-06-23T17:11:13.140Z 来源：《企业技术开发》2009年下半月刊第3期供稿作者：谭伟明[导读] 优化建模和优化给水，企图从根本上解决城市节约用水的问题，并为建设节水型城市准备了必要的工具。 浅析城市给水网系统的优化 谭伟明 （长江大学城市建设学院湖北荆州 434023）作者简介：谭伟明，长江大学城市建设学院。摘要本文利用优化建模及系统仿真方法，并结合城市管网GIS，对城市自来水管网给水系统，进行了优化建模和优化给水，企图从根本上解决城市节约用水的问题，并为建设节水型城市准备了必要的工具。关键词城市信息化管网供配水系统优化建模如何运用先进的科学方法和现代化的管理手段，来解决城市自来水管网系统优化给水问题，是摆在每一个城市自来水公司，尤其是缺水地区的自来水公司面前的艰巨任务。解决这一问题的方法就是“开源节流”；“城市给水优化系统”的研究与开发，是从根本上解决城市用水的“节流”问题；城市自来水公司在向城市工业和居民给水的过程中，一旦建立了“城市给水优化系统”后，就从给水的源头控制了水的流失和浪费问题，保证了城市最大限度的“节约用水”；因此，我们说“城市给水优化系统”研究与开发，其市场前景是极其广阔的，它所带来的经济与社会效益也是巨大的。 1“城市优化供配水系统”的功能描述“城市优化给水系统”的开发，是以城市给水系统管网GIS为背景，建立起来的一个软件系统，它具有以下功能：城市给水系统管网GIS功能，高度现代化的生产调度指挥系统功能、完全信息化的在线优化供配水系统功能、应急事故处理的社会服务功能等。 1.1城市给水系统管网GIS功能 城市给水系统管网GIS功能，是“城市优化给水系统”的核心功能，具有以下六大功能子系统，它们分别是基础平台的图库管理子系统、管网编辑子系统、管网管理子系统、管网运行调度子系统、事故处理子系统、管网维护管理子系统等；通常每个子系统均可由数个模块组成，下面将分别叙述各个子系统的功能和其模块的功能。 1.1.1地形图库管理子系统 本子系统除提供了分别对点、线、区三种图元的空间数据和图形属性进行输入和编辑的功能，以从图形表格输出的功能之外，最主要的是实现地形图建库、对图库灵活的管理和方便的数据转换。 1.1.2管网输入编辑子系统 管网输入编辑子系统提供丰富有力的网络输入手段，构造网络拓扑关系，建立与管网元素相关的属性数据和提供供水管网的图形属性编辑工具。 1.1.3管网管理子系统 管网管理子系统用于对管网信息进行全面的了解和详细的分析。提供属性与管线的双向查询工具查询检索各种需要的数据和信息。 1.1.4管网运行调度子系统 管网运行调度子系统实际上就是“供配水优化系统”的具体实施，它是在GIS系统的基础上建立起来的，该子系统同时需要查表收费系统和SCADA系统的数据支持； 1.1.5事故处理子系统 事故处理子系统包括爆管事故处理和火灾事故处理两个模块，爆管事故是指管网中突发的爆管等漏水事故。用户只需指定漏水处，系统将能够制定出合理的处理方案，以便及时排除故障。当需检修某个或某些阀门时，则需利用扩大关闸搜索寻找需关哪些阀门，以便进行抢修。 1.1.6管网维护管理子系统 该子系统主要是对管道完工档案、闸门和管网运行状态进行管理日常业务管理。 1.2高度现代化的生产调度指挥系统功能任何一个城市自来水企业，为了满足对生产过程的调度指挥，均需设置一个“中央生产调度指挥中心”，以及指挥生产的“生产过程实时监控系统（SCADA）”；该SCADA系统通常由企业生产调度指挥中心、分厂测控站、管网RTU、有线/无线通信系统等构成；因此，SCADA就构成了“城市给水综合自动化系统”的核心系统。“城市给水综合自动化系统”之中的SCADA功能。 1.3完全信息化的在线优化给水系统功能以供水管网GIS为背景建立起来的城市优化给水系统数学模型，在城市自来水公司生产调度中心投入使用的时候，通常都具备有“完全信息化的在线优化给水系统功能”。 1.4应急事故处理的社会服务功能 城市自来水管网系统在实际运行过程中，有可能发生各种各样的事故（诸如爆管、停水、水压不足等），城市居民、单位均可通过预先设置的电话通知自来水公司，以便急时得到维修，这就是应急事故处理的社会服务功能。2“城市优化给水系统”的开发方法 2.1城市优化给水系统数学模型的建立城市优化给水系统数学模型的建立，是以管网GIS系统基础数据，计算机网络收费系统数据处理和现场管网测试数据等为依据；根据城市管网分布结构，筛选出管网干道节点，以这些管网干道节点为核心，形成管网水流环路，然后再利用流体力学基本计算公式进行模拟计算，从而获得管网环路各节点上的压力分布和流量分布；根据系统优化目标，进一步对该系统进行优化；“城市优化供配水系统仿真与优化软件包”的运行，使上述这一切成为可能。 2.2城市优化给水系统数学模型的维护