论文部分内容阅读
摘要：城市供水系统是城市发展的命脉，是保障人们日常生活、发展社会生产所不可缺少的物质基础，是经济社会发展的重要保证，具有重要的地位。文章从城市供水系统节能问题出发，提出了相关的解决方式，希望能起到抛砖引玉的作用。
关键词：城市供水；系统；节能；重要性；问题；措施
中图分类号：TU991文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）24－0161－02
随着我国城市化进程和经济的发展，城市用水量不断增加，相应的排水量也大大增加，而用于城市供排水的费用甚至也增大到国民经济难以承受的程度。为实现水的良性循环，只有节水，显著减少城市用水量，同时降低供水能耗，才能降低供水费用，所以从战略角度，城市供水系统节能问题应成为供水行业所应共同关注的问题。
1水系统节能的重要性
水是一种有限且不可替代的基础性资源，它直接影响到人们的日常生活，影响到生产力的发展和经济的发展，因此应该受到高度重视。节水具有重大战略意义，节水不仅可通过减少从天然水体的取水量来实现，这样不仅缓解了水资源危机，并且可以降低相关项目的经济费用。此外，节水还可同时减少排水量和污、废水处理费用。
随着我国国民经济发展、经济结构调整和人民生活水平的不断提高，供水系统在城市生活和经济建设中所起的作用越来越重要，供水行业有着良好的发展机遇。在我国城市供水系统中由于管理、技术等方面的原因，存在着巨大的能源浪费，造成巨大的能源流失和不必要的经济损失，所以，城市供水系统中的节能问题是非常重要的问题。我们所说的城市供水系统中的节能主要是指二级泵房和管网的节能。供水系统涉及很多方面，例如：供水系统的规划和设计、调度运行、设计改造、维护养护等诸多方面，在实际操作中只有处理好他们之间的关系才能取得良好的节能效果。
2城市供水系统普遍存在的问题
城市供水事业不断发展，各种矛盾也相继凸现，遇到了许多共性的难题。
2.1城市水源短缺，面临严重的水源危机
仅以1996年为例，全国就有330个建制市出现不同程度缺水，其中严重缺水108个；在32个百万人口以上的特大城市中，有30个长期受缺水的困扰。
2.2地面水污染严重
据统计131条流经城市的河流中，属I、II类水体的有13条；属Ⅲ类水体的46条；属Ⅳ、V类水体的为72条，占到54.9%。
2.3生产工艺落后，供水水质偏低
现有城市水厂的工艺可达到《生活饮用水卫生标准》的规定，但与欧美发达国家相比，水质偏低，不能满足人们的要求。
2.4城市设施老化
供水设备长期超负荷运行，供水管道老化，管道锈蚀，供水保证率下降。
2.5国内各大城市都已注意到给水工程出现的各种问题，根据自身实际，正在实际制定和采取各种措施解决给水危机
2.6水利部预测
2030年中国人口将达到16亿，届时人均水资源量仅有1 750 m3。在充分考虑节水情况下，预计用水总量为7 000亿～8 000亿m3，要求供水能力比现在增长1 300亿～2 300亿m3，全国实际可利用水资源量接近合理利用水量上限，水资源开发难度极大。
3采取相关有效措施，实现城市供水系统节能
3.1开展水资源教育，提高人们的节水意识，从源头上实现节能
对于城市生活用水的广大用户来说，一部分人认为水是一种取之不尽、用之不竭的资源，没有必要珍惜，节水意识极为淡薄。人们对黄河断流、城市用水告急这种水资源紧缺的严峻形势认识不足，对经济发展、人民生活水平提高而使水的需求急速增长的现状认识不够。因此，有必要向全社会广泛宣传节水的重要性、必要性和紧迫性。使群众认识到“水荒”已经到来，真正做到人人高度重视，各个动手节水。当前世界各国采用各种方式宣传节约用水的重要性、迫切性，以提高市民节约用水的自觉性。日本东京为了抓好节约用水工作，建立了一整套节水宣传体系，还将有关节约用水的内容编入教学课本；美国洛杉矶市曾动员100人做了188次节水报告，并让70 000名中学生先后观看了有关节水的电影；新加坡的中小学课本上都设置了节水的内容和相关的节水知识，还定期进行“水危机演习”，全国停水，让国民体会无水之苦。这些国家都通过实际措施的实施来向人们诠释水的重要性，让人们通过切身体会真正做到从自我做起，节约用水。
3.2城市供水规划要科学合理，根据城市的实际设计最佳布局
二级泵站的出水压力，一部分转为所需要的服务压力，另一部分在供水管网中转化为管网所消耗的水头损失。而且，所消耗的损失与距水厂的距离成正比，所以，在管网的设计和规划中，降低投资和降低能量的消耗十分重要。
3.2.1要尽量减少供水的距离
如果水源不受限制，水厂应力求以最短的距离将水输送到用户，这是水厂设计原则，这样无论从降低管网投资方面，还是从节约日常能量消耗方面都是非常经济且符合我国的国情。
3.2.2要合理选择管径
管径选择直接关系到管网投资与经常动用费用。传统的做法是按平均经济流速选择管径，而较合理的是按技术经济核算的办法进行计算，也可随着管网流量逐段减少，采用该管段流量确定管径。
3.2.3采用局部增压的方法
如果需供水的距离较长，要保证对远处用户的服务，就要提高出厂的压力，这里指的压力，要经过严格的计算：如果压力过大，超过实际需要，则造成不必要的能量浪费和消耗。例如，在不影响上游压力的适当地点合理建造中途加压泵站，采用局部加压的办法降低出厂的压力，使远近压力趋于均匀，既可明显节约能量，又可减少高压地区的漏失水量与管道爆管的可能。
3.2.4建造调节水库
自来水供水量总量昼高夜低，在管网中适当地点设置调节水库，晚上调闸进水，白天借助地势或用水泵送出，往往能明显降低管网系统的投资并节约用电，及改善服务压力。城市用水日夜压力不同，特别是以居民生活用水为主要用水量的地区，因为用水日夜负荷有很大的差别，高峰时间越短，设施高程越适宜，则建造水库泵站的受益程度就越显著。虽然在平地上设置调节水库，晚上蓄水和白天打出要消耗的电能，但耗电总量要比不设调节水库全部由水厂供水节约。
3.2.5机泵选择
选择水泵时要注意水泵效率，又应使高效率范围符合实际需要，并应考虑机泵大小搭配恰当，适应性能，其经济超过增加的设备费用。使用同步机电机提高效率应以实用时间长、效率高的水泵为目标，否则消耗高，造成不必要的浪费。
3.3要进行合理的调度，选择最经济的运行方式
3.3.1确定适宜的管网压力和标准
单纯地用耗电的多少作为是否节能的依据是片面的，必须在确保管网具备一定服务压力的前提下，节约才有意义。作为日常进行考核及参考用的测压点，以放在大、中型的交口点为宜，使调度力所能及。低压区或管网压力不足，往往只是说明局部管道要改造，不宜作为调度的依据。否则，高峰时耗能很大，收效甚微，日常运行只能根据目前可能达到的压力水平作为目标依据。要充分满足各地区的服务压力水平作为目标依据。要充分满足地区的服务压力，需要从改造管网或增加压泵站着手，仅多消耗电量是不经济的。
3.3.2要稳定管网水压
在一定的管网条件下，确定了服务压力标准后，应经常保持在这个水平以下是合理的。在管网设计条件不完善的情况下，要保证管网压力稳定，不得不增加出厂压力的变化幅度，使很多时间偏高了水泵的高效率范围。在这种情况下，即使减少泵的使用效率，对节约能源也是有利用价值的。
3.3.3合理使用加压泵站
当出厂水量上升到一定数值时，瞬时电耗递增很快，而管网压力提高不明显，不如使用加压泵站电耗省、效果好。随着季节用水量变化，泵站的运行时间也要有相应的变化，使加压泵站的有效容量集中在高峰期使用。
3.4要注意设备的完善，加强维护修养
（1）提高机泵运行效率。在水厂配置不同扬程的水泵，或把最高效率点选在略低于最高扬程处，再复核其在最高扬程时是否仍处于高效段运行，这虽然增加了机泵设备，但是，节约电能是经济合理的；使用变频调速电机，以使水泵适应不同时段的压力要求，节约供水能耗。
（2）清除管垢，减少水头损失。水管内壁结构使粗糙的系数增加，不仅增加电能消耗，而且影响水质。如果能及时地进行管道清理，保证管道的供水环境，保证原有的水利条件，这样，可以节约能量，又可改善水质。
（3）加强管网检漏、修漏工作，开展节水和提高水的重复利用率，减少水的浪费，节约了能源。
（4）对于中、高层建筑，应自备储水加压系统，比直接采用市政管网供水更合理、经济。
城市供水系统的节能是一个严峻的问题，只有采取有效措施，不遗余力的实施好，并把它当作一项千秋大事来实施，那么城市供水系统的节能问题一定能得到很好的处理。
参考文献
1 黄晓鸾.国外城市供水系统节能概况［J］.给水排水，1984（03）
Exploration of the Energy－saving Problem for Urban Water Supply System
Yang Min
Abstract: Urban water supply system is the lifeblood of urban development, is essential material basis to protect people’s lives and develop social production, and is also an important guarantee of economic and social development, which has an important position. The article starts from the energy－saving problems of urban water system and proposes relevant solutions for reference.
Key words: urban water supply; system; energy－saving; importance; problem; measures
关键词：城市供水；系统；节能；重要性；问题；措施
中图分类号：TU991文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）24－0161－02
随着我国城市化进程和经济的发展，城市用水量不断增加，相应的排水量也大大增加，而用于城市供排水的费用甚至也增大到国民经济难以承受的程度。为实现水的良性循环，只有节水，显著减少城市用水量，同时降低供水能耗，才能降低供水费用，所以从战略角度，城市供水系统节能问题应成为供水行业所应共同关注的问题。
1水系统节能的重要性
水是一种有限且不可替代的基础性资源，它直接影响到人们的日常生活，影响到生产力的发展和经济的发展，因此应该受到高度重视。节水具有重大战略意义，节水不仅可通过减少从天然水体的取水量来实现，这样不仅缓解了水资源危机，并且可以降低相关项目的经济费用。此外，节水还可同时减少排水量和污、废水处理费用。
随着我国国民经济发展、经济结构调整和人民生活水平的不断提高，供水系统在城市生活和经济建设中所起的作用越来越重要，供水行业有着良好的发展机遇。在我国城市供水系统中由于管理、技术等方面的原因，存在着巨大的能源浪费，造成巨大的能源流失和不必要的经济损失，所以，城市供水系统中的节能问题是非常重要的问题。我们所说的城市供水系统中的节能主要是指二级泵房和管网的节能。供水系统涉及很多方面，例如：供水系统的规划和设计、调度运行、设计改造、维护养护等诸多方面，在实际操作中只有处理好他们之间的关系才能取得良好的节能效果。
2城市供水系统普遍存在的问题
城市供水事业不断发展，各种矛盾也相继凸现，遇到了许多共性的难题。
2.1城市水源短缺，面临严重的水源危机
仅以1996年为例，全国就有330个建制市出现不同程度缺水，其中严重缺水108个；在32个百万人口以上的特大城市中，有30个长期受缺水的困扰。
2.2地面水污染严重
据统计131条流经城市的河流中，属I、II类水体的有13条；属Ⅲ类水体的46条；属Ⅳ、V类水体的为72条，占到54.9%。
2.3生产工艺落后，供水水质偏低
现有城市水厂的工艺可达到《生活饮用水卫生标准》的规定，但与欧美发达国家相比，水质偏低，不能满足人们的要求。
2.4城市设施老化
供水设备长期超负荷运行，供水管道老化，管道锈蚀，供水保证率下降。
2.5国内各大城市都已注意到给水工程出现的各种问题，根据自身实际，正在实际制定和采取各种措施解决给水危机
2.6水利部预测
2030年中国人口将达到16亿，届时人均水资源量仅有1 750 m3。在充分考虑节水情况下，预计用水总量为7 000亿～8 000亿m3，要求供水能力比现在增长1 300亿～2 300亿m3，全国实际可利用水资源量接近合理利用水量上限，水资源开发难度极大。
3采取相关有效措施，实现城市供水系统节能
3.1开展水资源教育，提高人们的节水意识，从源头上实现节能
对于城市生活用水的广大用户来说，一部分人认为水是一种取之不尽、用之不竭的资源，没有必要珍惜，节水意识极为淡薄。人们对黄河断流、城市用水告急这种水资源紧缺的严峻形势认识不足，对经济发展、人民生活水平提高而使水的需求急速增长的现状认识不够。因此，有必要向全社会广泛宣传节水的重要性、必要性和紧迫性。使群众认识到“水荒”已经到来，真正做到人人高度重视，各个动手节水。当前世界各国采用各种方式宣传节约用水的重要性、迫切性，以提高市民节约用水的自觉性。日本东京为了抓好节约用水工作，建立了一整套节水宣传体系，还将有关节约用水的内容编入教学课本；美国洛杉矶市曾动员100人做了188次节水报告，并让70 000名中学生先后观看了有关节水的电影；新加坡的中小学课本上都设置了节水的内容和相关的节水知识，还定期进行“水危机演习”，全国停水，让国民体会无水之苦。这些国家都通过实际措施的实施来向人们诠释水的重要性，让人们通过切身体会真正做到从自我做起，节约用水。
3.2城市供水规划要科学合理，根据城市的实际设计最佳布局
二级泵站的出水压力，一部分转为所需要的服务压力，另一部分在供水管网中转化为管网所消耗的水头损失。而且，所消耗的损失与距水厂的距离成正比，所以，在管网的设计和规划中，降低投资和降低能量的消耗十分重要。
3.2.1要尽量减少供水的距离
如果水源不受限制，水厂应力求以最短的距离将水输送到用户，这是水厂设计原则，这样无论从降低管网投资方面，还是从节约日常能量消耗方面都是非常经济且符合我国的国情。
3.2.2要合理选择管径
管径选择直接关系到管网投资与经常动用费用。传统的做法是按平均经济流速选择管径，而较合理的是按技术经济核算的办法进行计算，也可随着管网流量逐段减少，采用该管段流量确定管径。
3.2.3采用局部增压的方法
如果需供水的距离较长，要保证对远处用户的服务，就要提高出厂的压力，这里指的压力，要经过严格的计算：如果压力过大，超过实际需要，则造成不必要的能量浪费和消耗。例如，在不影响上游压力的适当地点合理建造中途加压泵站，采用局部加压的办法降低出厂的压力，使远近压力趋于均匀，既可明显节约能量，又可减少高压地区的漏失水量与管道爆管的可能。
3.2.4建造调节水库
自来水供水量总量昼高夜低，在管网中适当地点设置调节水库，晚上调闸进水，白天借助地势或用水泵送出，往往能明显降低管网系统的投资并节约用电，及改善服务压力。城市用水日夜压力不同，特别是以居民生活用水为主要用水量的地区，因为用水日夜负荷有很大的差别，高峰时间越短，设施高程越适宜，则建造水库泵站的受益程度就越显著。虽然在平地上设置调节水库，晚上蓄水和白天打出要消耗的电能，但耗电总量要比不设调节水库全部由水厂供水节约。
3.2.5机泵选择
选择水泵时要注意水泵效率，又应使高效率范围符合实际需要，并应考虑机泵大小搭配恰当，适应性能，其经济超过增加的设备费用。使用同步机电机提高效率应以实用时间长、效率高的水泵为目标，否则消耗高，造成不必要的浪费。
3.3要进行合理的调度，选择最经济的运行方式
3.3.1确定适宜的管网压力和标准
单纯地用耗电的多少作为是否节能的依据是片面的，必须在确保管网具备一定服务压力的前提下，节约才有意义。作为日常进行考核及参考用的测压点，以放在大、中型的交口点为宜，使调度力所能及。低压区或管网压力不足，往往只是说明局部管道要改造，不宜作为调度的依据。否则，高峰时耗能很大，收效甚微，日常运行只能根据目前可能达到的压力水平作为目标依据。要充分满足各地区的服务压力水平作为目标依据。要充分满足地区的服务压力，需要从改造管网或增加压泵站着手，仅多消耗电量是不经济的。
3.3.2要稳定管网水压
在一定的管网条件下，确定了服务压力标准后，应经常保持在这个水平以下是合理的。在管网设计条件不完善的情况下，要保证管网压力稳定，不得不增加出厂压力的变化幅度，使很多时间偏高了水泵的高效率范围。在这种情况下，即使减少泵的使用效率，对节约能源也是有利用价值的。
3.3.3合理使用加压泵站
当出厂水量上升到一定数值时，瞬时电耗递增很快，而管网压力提高不明显，不如使用加压泵站电耗省、效果好。随着季节用水量变化，泵站的运行时间也要有相应的变化，使加压泵站的有效容量集中在高峰期使用。
3.4要注意设备的完善，加强维护修养
（1）提高机泵运行效率。在水厂配置不同扬程的水泵，或把最高效率点选在略低于最高扬程处，再复核其在最高扬程时是否仍处于高效段运行，这虽然增加了机泵设备，但是，节约电能是经济合理的；使用变频调速电机，以使水泵适应不同时段的压力要求，节约供水能耗。
（2）清除管垢，减少水头损失。水管内壁结构使粗糙的系数增加，不仅增加电能消耗，而且影响水质。如果能及时地进行管道清理，保证管道的供水环境，保证原有的水利条件，这样，可以节约能量，又可改善水质。
（3）加强管网检漏、修漏工作，开展节水和提高水的重复利用率，减少水的浪费，节约了能源。
（4）对于中、高层建筑，应自备储水加压系统，比直接采用市政管网供水更合理、经济。
城市供水系统的节能是一个严峻的问题，只有采取有效措施，不遗余力的实施好，并把它当作一项千秋大事来实施，那么城市供水系统的节能问题一定能得到很好的处理。
参考文献
1 黄晓鸾.国外城市供水系统节能概况［J］.给水排水，1984（03）
Exploration of the Energy－saving Problem for Urban Water Supply System
Yang Min
Abstract: Urban water supply system is the lifeblood of urban development, is essential material basis to protect people’s lives and develop social production, and is also an important guarantee of economic and social development, which has an important position. The article starts from the energy－saving problems of urban water system and proposes relevant solutions for reference.
Key words: urban water supply; system; energy－saving; importance; problem; measures