青島臨港供水區分區分級加壓供水系統優化設計

崔丹

摘要：本論文結合青島西海岸新區臨港片區現狀供水系統存在的問題，提出臨港供水區分區分級加壓供水系統設計思路，為同行提供參考。

關鍵詞：給水泵站;分區分級加壓;供水系統;設計思路

引言

青島西海岸新區臨港片區地處泰發路以北，地勢較高，地塊供水壓力太低，不能滿足用水需求。本論文分析了臨港片區現狀泵站供水系統情況，從現狀泵站的利用、分區供水范圍及規模、分級加壓的方式及水量水壓的保證性等多方面論述臨港供水區加壓供水系統的設計思路，供同行參考。

1 臨港片區現狀供水系統分析

臨港片區內現狀有加壓泵站一座，服務范圍為臨港供水區，建成于2006年，設計總規模為4 萬m3/d，設備規模為2 萬m3/d，并預留2 萬m3/d的泵位。現狀供水系統主要是自臨港路現狀DN800給水管道斷管接入現狀臨港加壓泵站，經加壓后沿1996年建成的大珠山路DN600砼管為臨港片區供水。現狀供水系統存在的問題如下：

1.1 臨港泵站泵前壓力不足。

臨港路現狀DN800供水管道實際運行水壓為0.3MPa，現狀地坪標高約為12m，而臨港泵站位置處地坪標高約為32m，故泵站進水壓力約0.07～0.12MPa，用水高峰期進水壓力太低不能滿足當地行業管理部門關于進水壓力不小于0.1MPa的要求，導致該處泵站在進水壓力低于0.08MPa的情況下，處于停泵狀態。

1.2 臨港泵站泵后揚程最高只能達到20m，無法提壓。

臨港泵站泵后現狀管網管材主要為混凝土管和塑料管，建成于1996年～2004 年間，管道使用年限較長，承壓能力有限，運行壓力超過0.2Mpa，即出現“爆管”現象，故臨港泵站設計揚程55m，但實際運行揚程只能達到20m，無法提壓。

1.3 現狀供水系統不能滿足片區現狀泰發路以北地勢較高地塊供水壓力需求。

2 利用現狀泵站，解決臨港片區地勢較高地塊供水問題

由于現狀泵房內設備均為不銹鋼材質，使用壽命較長。為了解決臨港片區地勢較高地塊供水問題，必須從充分利用現狀泵站的角度出發，從如下兩方面來對現狀泵站進行改造：

2.1 提高現狀泵站進水壓力。

1從整個區域供水系統角度出發，假設區域供水主管道‘卡脖位置貫通，通過管網平差計算分析該工況下供水系統的水量及水壓，得出供水主管道‘卡脖位置對現狀泵站進水壓力影響并不明顯的結論。

2提高水廠出水壓力。分析新區現狀供水體系，由于整個區域多個水廠并網恒壓供水并兼顧城區地勢較低地塊，同時受現狀高位水池限制，提高水廠出水壓力將導致現狀高位水池冒水，并影響整個城區管網供水壓力，增加現狀供水管網損耗及爆管率，所以本措施不可行。

3對現狀泵站進行挖深改造。現狀泵站為半地下式，地下部分深2.5米，需要挖深4 米才能保證泵站進水壓力滿足要求。該措施首先會導致泵站停水至少3 個月，對現狀用戶影響太大;其次泵房太深，不利于管理維護;最后容易對現狀設備造成損壞。故本措施不可行。

4采用直抽工藝，即直接從供水主管道上用水泵抽水，該工藝不僅可能會對周邊用戶用水壓力造成影響，而且可能會對市政管網造成負壓，本著安全可靠的角度考慮，不推薦本措施。

5在現狀泵站前端增設加壓泵站，該措施需要對新建前端加壓泵站進行合理選址，獲得規劃及國土等部門許可。

2.2 提高現狀泵站出水壓力。

提高現狀泵站出水壓力，必須對泵后現狀管材較差的管道進行更換，以保證在高壓運行工況下，供水管道不發生大面積爆管現象。對臨港片區現狀供水管道進行大范圍更換，不僅投資太高，總投資約需1.1 億元，而且在低壓力條件下現狀管道運行良好，短期內全部更換會造成浪費。本措施不可行。

2.3 在現狀泵站后增設中途加壓泵站。

本措施主要涉及在合適地坪標高位置對新建中途泵站進行選址，獲得規劃及國土等部門許可。

總體來說，直接利用現狀加壓泵站方案，需增設現狀泵站泵前加壓泵站、改造泵后管網、增設現狀臨港泵站泵后中途加壓泵站等方面進行改造，改造后相當于三級加壓方式，從管網運行穩定性、遠期運行管理等多方面考慮，不推薦采用該方案。

3 異地新建泵站，與現狀泵站構成分區供水系統

3.1 分區供水服務范圍劃分

現狀泵站服務范圍維持現狀不變，主要服務片區地勢較低地塊，;新建泵站服務片區地勢較高地塊，高、低區供水管道通過閥門控制不連通，兩處泵站構成分區供水系統。

3.2 分區供水規模確定

新建泵站與現狀泵站的總規模與現狀泵站設計規模一致，為4 萬m3/d，其中現狀泵站規模按現狀設備規模2 萬m3/d，不在擴容;新建泵站規模按現狀泵房預留泵位的規模，確定為2 萬m3/d。

4 供水區內地勢高差太大，新建泵站采用分級加壓的方式

4.1 采用分級加壓方式的原因分析

臨港供水區供水水源來自現狀泵站進水所接的臨港路DN800供水主管道，該管道在片區范圍內現狀運行水壓在0.3～0.32MPa，地形標高在10～12m。高區服務范圍內最不利點標高為63m，要滿足規劃4 層樓用水需求，需總服務水頭約83m。

為了保證新建泵站進水壓力滿足當地不小于0.1MPa的要求，泵站選址需在片區內地坪標高不大于25m處，泵站揚程為靜揚程、沿程損失、局部損失及供水最不利點處要求的水壓之和，經推算，只建設一座泵站，新建泵站揚程在70米以上，出水揚程太高，泵后市政供水管網運行壓力太大，部分地塊超過0.6MPa，不僅影響管網運行安全，而且部分用戶給水接入管需增設減壓閥，增加成本及管理難度。

4.2 分級加壓的具體方式

結合上述分析，臨港供水區需要采用分級加壓的方式，新建兩級加壓泵站，降低泵后揚程，保證供水系統穩定運行。

一級加壓泵站選址設置在臨港路綠化帶內，二級泵站選址設置在泰發路以北地勢較高地塊的綠化帶內，總體設計思路為：自現狀泵站進水所接的臨港路DN800供水主管道斷管接入，經新建一級加壓泵站加壓后，沿新建配套DN600主管道供至二級加壓泵站，在經二級泵站加壓后，沿新建配套DN600主管道供至區域最不利點處。

4.3 新建兩級加壓泵站的進水水量及水壓保證性分析

a.水量方面，城區內水廠供水負荷可以保證現狀泵站總規模4 萬m3/d的水量，現狀泵站規模為2 萬m3/d且不在擴容，新建一級泵站規模為2 萬m3/d，進水水量充足。

二級泵站水量接自一級泵站，水量充足，同時考慮一級泵站出水在供至二級泵站之前，會分流部分水量，故結合沿線地塊及用水企業大戶實際分流水量，確定二級泵站規模為1 萬m3/d。

b.水壓方面，一級給水加壓泵站選址位置處地面標高約為12 米，進水接自臨港路現狀DN800給水管道，經相關單位現場實測，泵站進水處現狀運行水壓約為0.3MPa，可以滿足泵站運行的水壓要求。

二級給水加壓泵站進水水壓，經一級加壓泵站加壓后為0.2MPa，亦可以滿足泵站運行的水壓要求。

5 臨港供水區供水系統分析

臨港供水區域供水方式采用分區分級加壓供水，新建兩級加壓泵站及配套DN600管道服務該區域地勢較高

地塊，大珠山路現狀臨港加壓泵站及DN600砼管，服務該區域內地勢較低地塊，構成分區供水系統。同時新建

DN600管道與大珠山路現狀DN600砼管做為臨港供水區輸水主管道，互為備用，保證區域供水安全。

結語

在區域供水管網中，經常會碰到由于地形高差較大或供水管道過長而導致區域供水水壓不足的情況，增設給水加壓泵站是解決這一問題的關鍵技術。論文結合臨港供水區工程實例對區域分區分級加壓的設計思路進行了較深刻的總結，供同行參考。

參考文獻

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