城市供水管网运行安全监测技术及应用

(整期优先)网络出版时间:2023-08-24
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城市供水管网运行安全监测技术及应用

史伟(1),赵才亮(1),吴星冉(1),姜成浩(2)

安徽省江北华衍水务有限公司 (2)华衍环境投资(江苏)有限公司,安徽省芜湖市,241000

摘要随着社会经济的快速发展,城市化进程不断加快,社会对高质量、高可靠性供水提出了要求,城市乡镇供水需求不断增大,居民、商业、工业等用户的需用水量不断增加。我国部分地区供水管网早期建设的时候,只考虑了当时的供水需求进行设计,而如今管网工作情况变化,出现了方方面面的问题,特别是管网布置存在很多不合理的地方。本文主要分析城市供水管网运行安全监测技术及应用

关键词:供水管网运行安全风险评价

引言

当前,我国城市发展速度加快,城市人口规模日益扩大,随之也带来了一定的问题。其中,在城市供水方面,随着人口规模的增大,也加大了城市的供水量,进而加重了城市给水管网运行的负荷。然而,许多城市的给水管网建设时间较早,使得市政给水管网无法满足现下的基本民生需求,整体管网体系长期处于超负荷运行状态,不仅会影响给水效果,也无法保证各种用水的质量。虽然当下全国范围内逐步制定了城市给水管网改造的计划,但计划执行力度不够,许多给水管网未得到有效的改造,市政给水管道又因长期的运行出现了不同程度的老化问题,存在管网爆漏、水质污染等风险。通过对市政给水管网的优化改造,可有效减少管网漏损率,还能节约用水、保护水资源和提高水质。基于此,以下结合具体的实例,对市政给水管网现状及存在的问题进行研究分析,然后针对问题提出设计改造的策略。

1、市政工程供水管网运行管理的意义

市政工程供水管网在现代化城市建设体系中占据非常重要的地位,其运行管理工作质量会对城市经济、生产活动产生深远影响,也是城市形象的重要环节。近年来,我国的社会经济呈现出良好的发展态势,在这样的背景下,城市市政工程建设数量和规模持续扩张,在增加供水管网使用数量的同时,也对供水管网的施工建设及运行管理提出了比以往更为严格的要求。与此同时,伴随着城市化进程的不断推进,社会各界对能源资源使用方面的关注度越来越高,节约能源和提高能源使用效率理念深入人心。所以,企业在实际开展供水管网运行管理工作过程中,一定要充分贯彻和落实“生态化”理念,在运行管理方面加强针对性管理技术手段的应用,以此为供水管网运行效率提供保障,提高用水安全,这对促进城市的稳定发展意义重大。

2、现状城市供水管网问题

2.1管网布置不合理

目前城市乡镇供水管网的布置一般分为树枝状布置和环状布置。树枝状管网的优点是设计简单,管线总长度短,投资较少,但缺点是水利可靠性差,事故工况或消防工况下很容易造成断供情况发生,特别是当主干管发生事故,可能会导致一大片区域停水。乡镇供水管网的建设是随着城镇的发展而敷设的,管网布置规划同样不合理,存在着和早期城市供水管网同样的缺陷,存在着管网水头损失集中、管道内流速大等问题。随着乡村和城市的发展,用户需水量增大,需水用户对水力可靠性的要求也相应提高,这时树枝状管网就不再满足城市的需要。环状管网的优点是水力可靠性高,当干管发生事故时,也可以由其他并行管道承担供水。但是环状管网的缺点也很明显,管线总长度长,从而带来投资增加、施工困难等问题。

2.2供水管网二次污染

水源从出水厂到供水末端需要经过复杂的供水管网,供水管网的管线长度通常可达成千上万米,而水在管道内的停留时间也可能达到数日。我国的供水管网大部分修建时间早,管道内部腐蚀情况严重,可能会导致水中重金属含量增加。如镀锌钢管可能会导致水中苯类、金属铅、挥发性酚等含量增加。这将导致水质污染加重,严重的甚至可能危害人体健康。

3市政工程污水管网施工安全要点及优化策略

3.1日常运行维护管理

供水管网运行管理工作应该应用现代化先进技术提高阀门运行管理效果。比如通过信息技术搜集阀门运行的相关资料,并根据资料制订合理可行的阀门检修计划,定期开展运行维护工作。在阀门运行检修工作中,涉及的内容主要为阀门开关调试、阀门井内部清洁、淤水清洁、为运转部件添加润滑油等。如果阀门存在轴封漏水问题,运行管理人员应该及时进行填料换新处理工作,并对进展情况予以准确完整记录。对供水管网阀门全面的运行管理,有利于深入了解实际状况,及时发现故障问题,在此基础上落实针对性维修措施,有效解决故障问题,促使阀门充分发挥作用。

3.2加强科技手段的应用

随着城市化进程的推进,供水管网的复杂性也进一步增加。针对此种情况,在实际开展市政工程供水管网运行管理过程中,若沿用传统的管网运行管理手段,已不能有效满足实际的管网运行管理要求。传统管理方法主要通过使用相应的图纸资料搭配人工处理方式实现供水管网的运行管理。该方式包含流程较多,管理效率难以满足实际需求,管理精准性较低。优化传统管理手段通常也只能采取规范相关数据的方式。然而,人工处理方式在传统运行管理工作中的干预较多,无法充分保障相关数据之间的有效衔接,造成较为严重的人力资源浪费。针对此方面的不足,要想从整体提高市政工程供水管网运行管理水平,应加强现代化先进信息技术的应用,专门建立供水管网运行管理信息系统,利用强大的信息处理功能以及简易操作,为供水管网运行以及调度提供信息平台支撑,保证管理的精准,同时也可以使相关信息的查询和检索更加便利。

3.3供水管网结构优化

现有部分管网为树枝状管网,当现有管网无法满足城市用水需求时,就需要对现有管网结构进行优化改造。在改建、扩建过程中,应该结合现有管网,充分利用现有管网进行改造。改造思路有几点:(1)更换现有管道,若城市需水量较大,现有管道无法满足需求,可更换为大管径管道以满足供水需求。(2)可沿现有管道在不违反现行规范的前提下铺设并行管道,以缓解供水压力。(3)可将现有的树枝状管网通过新建管网改造为环枝结合的管网,既可以有环状管网水力可靠性高的优点,也可以避免管线过长导致成本增加。

3.4城市供水管网运行风险评价

城市供水管网运行风险评价对于管道运行维护和风险管控等方面具有重要作用,指标评分法、统计分析法和机器学习法是目前的3种主流方法。3种评价方法各有优劣,总体来看,指标评分法思路简单,便于操作,目前实际应用较为广泛;统计分析法主要根据维修记录等基础数据进行失效预测,一般可提供明确的失效率表达式;机器学习法基于大44数据,采用智能算法对管道失效风险进行预测,是未来的发展趋势。后续研究方向和重点包括以下几点。(1)多源数据融合。管网运行风险是多维数据综合作用的结果,包括基础属性、运行维护、环境气象、检测监测等,科学的风险评价应尽可能考虑多维数据,识别关键因素,当然,这要求企业在日常工作中应做好数据治理工作。(2)物理机制-智能算法混合驱动。物理机制分析有助于识别管道失效背后的物理过程,但建模过程较为复杂,因此,可借助物理模型识别影响管道风险的关键因子,然后利用大数据建立智能预测模型。

结束语

虽然我国的供水工程技术已经日渐成熟,但很多地区的供水管网已经不能满足社会发展需求,存在着诸多问题,所以发现管网问题并提出相应的改造优化措施是提高我国当前供水工程质量的关键手段。

参考文献:

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