| 董文濤
邯鄲市自來水公司 056002 摘要：本文對邯鄲市鐵西加壓站、鐵西水廠的運行現狀以及鐵西水廠二期管網工程投入運行后對鐵西加壓站運行狀況有何影響進行了分析討論，并提出了鐵西加壓站改造方案。
關鍵詞：鐵西水廠 二期管網工程 鐵西加壓站 運行狀況 改造方案 一、 概述 1、鐵西加壓站
鐵西加壓站位于邯鄲市復興區建設大街王郎城遺址西側，從城市管網取水儲備加壓。占地面積約四畝，于1979年投入使用，原設計供水能力為6000m3/d。隨著鐵西工業的發展及高層建筑的增長，水壓和水量均不能滿足需要，1990年對其進行技術改造，改造后供水能力達到2.5萬m3/d。現有清水池2座（1000 m3/座），供水泵房1座，共設S200-63（流量280 m3/h，揚程63m，電機功率75kw）水泵1臺及S250-65（流量485 m3/h，揚程65m，電機功率132kw）水泵2臺。實際供水約為2.5萬m3/d，供水壓力為0.5Mpa。平均配水單耗318.82kwh/km3Mpa。生產單耗為325.96 kwh/km3。
2、鐵西水廠及二期管網工程
鐵西水廠于1998年10月建成投產，設計供水能力為10萬m3/d。有8臺型號Z-22-500/400-60水泵（流量1800 m3/h，揚程45m，電機功率315kw），3臺水泵運轉。實際出廠壓力為0.35Mpa。鐵西水廠二期工程設計供水能力為10萬m3/d，增設一條光華大街（人民路～聯紡路）DN1000mm出廠管及市內相應管網配改工程，二期工程實施后，鐵西水廠供水能力達到20萬m3/d，6臺水泵運轉。
3、目前我市供水現狀及地形情況
（1）供水現狀
目前，我市高峰日供水量大約在23-24萬m3/d。主要有2座水廠，一是三堤水廠，現有生產能力為27萬m3/d，實際供水量約為15萬m3/d，平均出廠壓力約為0.35Mpa。約占城市供水量的66.7%。二是鐵西水廠，現有生產能力為10萬m3/d，平均出廠壓力約為0.35Mpa。實際供水量約為8萬m3/d，約占城市供水量的33.3%。鐵西加壓站供水量大約在2.5萬m3/d左右。
（2）市地形狀況及水廠、管網標高情況
邯鄲市地形比較復雜，以京廣鐵路為軸，東為平原，西為丘陵地帶。趙王城與插箭嶺中間形成簸狀盆地。北部插箭嶺高地，海拔93.10m，地形坡度2-3%。鐵路以東為平原，有南向北地形標高為58-54m，平均坡度0.5-1%。
三堤水廠位于邯磁路及學院北路交叉口東南角，地面標高約為57m，水廠出廠管中心標高為54.2m。距箭嶺高地約5.51km。
鐵西水廠位于市區西部人民路與前進大街交叉口東南角，地面標高約為66m。水廠出廠管中心標高為64.8m。距箭嶺高地約1.16km。
鐵西加壓站位于人民路北建設大街路西，地面標高為67m。距箭嶺高地約1.1 km。
鐵西水廠出廠干管，管徑DN1000mm，沿人民路向東至浴新大街與原有與浴新大街DN1000mm管溝通向市區供水，全長約1.84 km，溝通處管中心標高為58.41m。沿途與建設大街路西DN300mm配水管線溝通，進入加壓站清水池。
鐵西水廠擬建的光華大街DN1000mm出廠干管，自鐵西水廠向北，沿光華大街至聯紡路，向東至中華大街，全長約為6.94km。沿途管中心標高為：鐵西水廠出廠64.8m，嶺南路口76.4m，箭嶺路口84.98m，聯紡路口64.8m，前進大街與聯紡路交叉口82.25m，聯紡路與建設大街交叉口74.0m。
鐵西加壓站出廠干管，自鐵西加壓站沿建設大街向北至箭嶺路，管徑DN500mm，全長約為1.0km。到箭嶺路口向西與DN300mm配水管網溝通，由高處分別向南向北供水。沿途管中心標高為：加壓站出口64.11m，嶺南路口76.16m，箭嶺路口83.01m，聯紡路口74.0m。 二、 問題的提出 由鐵西加壓站供水運行情況和市區的地勢情況可知：1978年建設鐵西加壓站是為了滿足高地用水而又不提高整個城市管網壓力，鐵西水廠投產后，出廠壓力約為0.35 Mpa。部分水量到建設大街后直接進入加壓站清水池，然后再由加壓站加壓送往高地，這無疑是一種能源的浪費。
鐵西二期管網配改光華街上水鋪設后，如何充分利用鐵西水廠的出廠壓力，鐵西加壓站能否完全取消，不能取消應如何改造和運行等課題就擺在我們面前，為此有必要對這一課題進行分析、探討。 三、 管網平差結果分析 1 管網平差
一般情況下，管網計算會遇到兩類課題：第一類是從管網設計定線開始，求出最高用水時的節點流量，流量分配，確定管徑和水頭損失，再從控制點所需自由水壓和管網水頭損失確定水泵揚程，計算得出管徑、水泵型號和臺數。第二類是屬于管網復核計算的課題。它是在管徑已定的條件下，確定不同用水時各管段的流量，管段水頭損失和整個管網的水頭損失，以確定管網流量和壓力的分配狀況，為機泵和管網改造提供依據。本次分析即屬于第二類課題的分析。
筆者對市區管網現狀及二期管網投運后兩種情況分別進行了管網平差分析，在管網平差之前主要做了以下幾項準備工作：
(1)簡化管網。
繪制管網簡圖，在管網計算中，由于配水管線遍布在大街小巷，大小管線密集交叉，管徑差別也很大，如果將管線一一計算，實際上沒有必要。因此，對管網進行適當簡化，保留DN300mm以上的主要干管，盡可能使簡化后的管網基本上反應實際用水情況。現狀管網簡化后共計44環，二期建成后管網簡化共計53環。
(2)節點水量處理
節點水量除大用戶的集中用水之外，還應將均布水量和漏損水量（漏失率15％）分攤到各個節點上使得該地區的總供水量等于總用水量，為此我們對全市DN100以上水表用戶（約600戶）進行了統計，從中篩選出了78戶月用水量在5000 m3以上的用戶作為集中用水量，約占全部用水量的20%。通過比流量的計算公式：qs=Q/ΣL。計算各管段的沿線流量，然后折算出各節點的節點流量。
(3)流量分配
流量分配是一項復雜而煩瑣的計算過程，為此我們自編了一個數據庫程序，一期工程對149個管段進行了流量分配，二期管網為200個管段。
(4)對現狀管網149個管段，83個節點；二期管網200個管段，96個節點分別進行了標注和統計各節點的流量、地面標高、管段號、各管段的管長、管徑、粗糙系數（海曾－威廉式的C值為130）等。
(5)給定允許誤差及控制點要求的自由水壓，然后將簡化后的基礎資料代入管網平差計算程序中，計算結果見表（一）。
2 管網平差結果分析 管網平差結果與現狀管網壓力比較表 表（一） | 序號 | 測壓點位置 | 測壓點壓力（Mpa） | | 現狀實測壓力 | 現狀平差壓力結果 | 二期平差壓力結果（一） | 二期平差壓力結果（二） | | 1 | 三堤水廠 | 0.4 | 0.35 | 0.46 | 0.35 | | 2 | 鐵西水廠 | 0.35 | 0.23 | 0.28 | 0.28 | | 3 | 中級人民法院 | 0.25 | 0.26 | 0.34 | 0.27 | | 4 | 邯鄲縣一中 | 0.18 | 0.27 | 0.37 | 0.30 | | 5 | 自來水公司 | 0.27 | 0.28 | 0.37 | 0.30 | | 6 | 復興區國稅局 | 0.31 | 0.22 | 0.31 | 0.24 | | 7 | 冀南賓館 | 0.23 | 0.28 | 0.37 | 0.30 | | 8 | 自來水公司營業處 | 0.25 | 0.28 | 0.38 | 0.31 | | 9 | 市一財校 | | 0.25 | 0.35 | 0.28 | | 10 | 公交駕校 | 0.21 | 0.28 | 0.37 | 0.30 | | 11 | 鐵西加壓站 | | 0.19 | 0.30 | 0.27 | | 12 | 樹脂廠 | | 0.23 | 0.36 | 0.30 | | 13 | 電機廠 | | 0.27 | 0.37 | 0.31 | | 14 | 馬萬水工程隊 | 0.19 | 0.21 | 0.16 | 0.14 | | 15 | 礦院 | 0.19 | 0.28 | 0.37 | 0.29 | 現狀管網平差時以高峰日24.6萬m3/d的流量分配為鐵西水廠:三堤水廠=3.33:6.67，以管網最遠端為基本控制點；二期管網平差時考慮到日用水量增大，以27萬m3/d的規模，以光華街和箭嶺路交叉口最高點為基本控制點，見表（一）。
由表中可以看出，現狀管網平差的結果比管網測壓點實際測出的結果偏高，這主要是由以下幾個方面的原因造成的：一是現狀管網簡化對計算結果的影響，二是管網實際運行時，由于管線的銹蝕、堵塞、局部閘門的開啟狀態以及管網水量的漏失的影響。另外，從表中還可以看出，二期管網投入運行后，在現有的供水規模下，市內管網的壓力普遍提高0.1 Mpa。
由二期管網實施后的管網平差計算結果中可以看出，見表（一）中的二期平差壓力結果（一），為保證箭嶺路最高點有水，鐵西水廠總水頭需達到92.22米，自由水壓為92.22-64.4=27.82米。三堤水廠需達到100.85米，自由水壓為100.85-54.2=46.65米。
從平差結果中還可以看出，南至箭嶺路南150米，北至聯紡路，西至光華大街，東至建設大街約44萬m2的區域不能滿足公司社會服務承諾的水壓標準（管網末梢達到0.14 Mpa）。
顯然，為提高此區域的管網水壓而采取提高鐵西水廠出廠壓力是不經濟的。為此，我們擬將鐵西水廠二期達到20 萬m3/d的生產規模投入運行后，兩個水廠水量分配調整為，鐵西水廠:三堤水廠=6:4。重新進行平差計算，計算結果見表（一）中的二期平差壓力結果（二）。從表中可以看出，為保證箭嶺路高地有水，鐵西水廠需28+64.4=92.4m總水頭，三堤水廠需達到35+54.2=89.2m總水頭。而市區管網壓力略有偏高，而且不能滿足公司社會服務承諾的水壓標準（管網末梢達到0.14 Mpa）的區域也略有擴大，因此，如何調整兩個水廠的供水比例，充分利用兩個水廠的出廠壓力，最大限度的降低生產成本，是我們需要進行仔細研討的一個課題。 四、方案比較 根據以上分析結果，我們初步提出以下三種方案進行比較：
方案一：對現有加壓站進行技術改造，縮小供水區域，切斷加壓站出水管與市內其他管網的聯系，高地區域采用單獨加壓方式。
供水量計算：
根據邯鄲市總體規劃，此區域居民區約為316800m2，公共設施約為123200m2，及規劃的人口密度、用水指標、綠化、公共設施用水等，初步估算為5000-6000m3/d。現有加壓站型號為S200-63（流量280 m3/h，揚程63m，電機功率75kw）的1臺雙吸離心泵可用，再安裝1臺同型號的水泵作為備用，將建設大街路西DN300mm管作為加壓站的上水管線，從箭嶺路向西到光華大街新鋪設一條DN300mm供水管，全長約700m，供高地使用。建設大街路東DN500mm管作為城市管網使用。
方案二：取消鐵西加壓站，在光華大街與箭嶺路交叉口附近新建一座規模為5000 -6000m3/d的小型加壓站，對高地區域單獨加壓。通過計算，可配2臺150S-50型水泵（流量220 m3/h，揚程35m，電機功率37kw），1用1備。
方案三：取消鐵西加壓站，在此區域內實行小區二次供水方式。 三種方案比較表 表（二） | | 工程內容 | 概算投資 | 主要優點 | 主要缺點 | | 方案一 | 1、改裝一臺S200-63型備用水泵及附屬設施 2、對鐵西地區供水管網進行局部調整改造 | 泵房：45萬元 管線：35萬元 合計：80萬元 | 改造工程量較小，一次性投資較少。 | 生產單耗為322.72kwh/km3 運行成本較高。 | | 方案二 | 1、新建一座小型加壓站，設S150S-50型水泵2臺 2、對鐵西地區供水管網進行局部調整 | 泵站：120萬元 管線：35萬元 合計：155萬元 | 生產單耗為202.63kwh/km3 運行成本較低。 | 改造工程量較大，一次性投資較大。 | | 方案三 | 設小區二次加壓系統數個。 | 5-20萬元/個 （視二次加壓系統規模大小而定） | 運行費用較低。 | 需用戶給予配合，管理比較松散。 | 五、 幾點說明 1、本次管網計算是根據邯鄲市自來水公司歷年供水資料初步確定供水規模在27萬 m3/d的前提下所做的計算，對這一數值有待于進一步商榷。
2、由現狀管網平差和管網壓力實測比較可知，計算結果與實測壓力有些出入，主要不同在于：對某些管網簡化、節點處理及集中用戶水量的處理及管網實際運行中各種腰閘、跨閘的開啟情況等都可能存在這樣那樣的問題，從而影響到計算結果的精確度。
3、對供水區域的劃分也只是一個大概的劃分區域，對三種方案的投資運行成本也只是做了大概的計算和分析，有待于進一步論證。 | 
