城市供水作為重要的基礎(chǔ)設(shè)施，是城市生產(chǎn)呵護(hù)人民生活不可或缺的基本物質(zhì)條件，是城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障，被人們稱為“城市生命工程龍崗布吉片區(qū)一些高層小區(qū)面臨供水設(shè)備老舊、設(shè)施材質(zhì)不達(dá)標(biāo)、無智能化運(yùn)維管理系統(tǒng)、泵房環(huán)境不達(dá)標(biāo)等供水問題"，嚴(yán)重影響居民安定生活以及企業(yè)經(jīng)營(yíng)發(fā)展。

本文以龍崗布吉片區(qū)供水工程為研究背景，評(píng)估給水系統(tǒng)現(xiàn)狀，針對(duì)給水管網(wǎng)系統(tǒng)存在的問題提出改造方案，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化、智慧化泵房管理系統(tǒng)，加強(qiáng)智能化控制運(yùn)行及遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，實(shí)現(xiàn)泵房?jī)?nèi)無人、在線、實(shí)時(shí)監(jiān)控，提升泵房環(huán)境，全面消除水質(zhì)二次污染問題B

1 給水系統(tǒng)現(xiàn)狀及問題分析

1.1 市政給水系統(tǒng)現(xiàn)狀供水范圍主要分為坂田片區(qū)、布吉和南灣及吉華片區(qū)2 個(gè)部分。

坂田片區(qū)現(xiàn)狀供水主要由坂雪崗水廠和片區(qū)外供水通道組成。坂田片區(qū)本地水廠供水占坂田總供水量的14%，片區(qū)外供水的量占總供水量的86%，片區(qū)內(nèi)供水能力自給保障率低，如圖1所示。

布吉以及南灣街道市政供水主要由沙灣一水廠及沙灣二水廠供水，仍存在部分區(qū)域由現(xiàn)狀村級(jí)水廠供水，村級(jí)水廠逐步整合取消后，現(xiàn)狀市政水壓較低，難以滿足片區(qū)內(nèi)高區(qū)用戶的供水水壓要求，且市政供水規(guī)模不足以滿足區(qū)域內(nèi)供水需求。

1.2 市政管網(wǎng)現(xiàn)狀

坂田片區(qū)配水管網(wǎng)主要包括2個(gè)部分，一部分為3座村級(jí)水廠的配水管，主要沿各村現(xiàn)狀村道敷設(shè);另一部分為隨著各規(guī)劃路的實(shí)施而敷設(shè)的市政給水管網(wǎng)，隨著各規(guī)劃路的實(shí)施及市政給水管網(wǎng)的建設(shè)，坂田片區(qū)主要的供水管網(wǎng)系統(tǒng)已基本形成。

布吉和南灣片區(qū)在村級(jí)水廠整合完成后，主要水源由現(xiàn)狀村內(nèi)的村級(jí)水廠轉(zhuǎn)變?yōu)槟媳眱蓚?cè)的市政供水管，形成南北兩側(cè)供水干管向中間供水的格局。

1.3 小區(qū)供水管網(wǎng)及泵房存在的問題

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，現(xiàn)狀供水片區(qū) 143 個(gè)小區(qū)存在的供水問題主要有:大部分小區(qū)管網(wǎng)漏損率大于5%，影響水質(zhì)又浪費(fèi)水資源;給水管材不達(dá)標(biāo)引起“黃水’“銹水’"漏水"現(xiàn)象;早期建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不高，設(shè)施老化銹蝕，設(shè)備陳舊損毀，能耗高噪音大:物業(yè)服務(wù)企業(yè)管理水平有限，日常維護(hù)管理不善，水池(箱)隱患大:私改管道泵直抽現(xiàn)象嚴(yán)重，使水質(zhì)受到二次污染，難以重新清洗消毒投入使用;泵房環(huán)境臟、亂、差;缺乏現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)安防系統(tǒng)，導(dǎo)致水質(zhì)預(yù)警滯后。

2 智慧泵房綜合選型

2.1 供水方案確定依據(jù)

本次提標(biāo)改造的根本任務(wù)是“解決水質(zhì)二次污染問題，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)期城市自來水可直接飲用”供水設(shè)施提標(biāo)改造要根據(jù)各區(qū)不同情況的給水系統(tǒng)對(duì)給水管網(wǎng)及泵房進(jìn)行改造，供水方式的改造力求做到以下3點(diǎn)。

(1)優(yōu)先考慮智慧水泵。綠色和諧、高效節(jié)能，是本次提標(biāo)改造設(shè)計(jì)的重要原則，工頻水泵運(yùn)行工況單一，不能做到軟起動(dòng)，不利于系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。變頻調(diào)速水泵可依據(jù)系統(tǒng)供水壓力信號(hào)的反饋，改變電源的頻率以調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速，節(jié)省能耗。

(2)合理利用供水現(xiàn)狀。為確保改造后的二次供水系統(tǒng)與小區(qū)室外管網(wǎng)系統(tǒng)的匹配和兼容，在次供水系統(tǒng)豎向分區(qū)上，供水方式確定要做到盡量尊重現(xiàn)狀，利用現(xiàn)狀，只要原供水方式安全穩(wěn)定，就維持原供水方式不變。

(3)保障消防系統(tǒng)。對(duì)于生活消防合用的供水系統(tǒng)，為避免影響消防系統(tǒng)的正常運(yùn)行，應(yīng)盡量避免改造中牽動(dòng)消防系統(tǒng)。水池生活消防合用時(shí)，若泵房空間充足，優(yōu)先考慮單獨(dú)設(shè)置生活水箱，反之優(yōu)先考慮疊壓供水方式;水泵生活消防合用時(shí)，優(yōu)先考慮重新設(shè)置生活水泵，將原水泵留作消防用。2.2 地下水池( 箱)+ 變頻調(diào)速水泵供水由水泵從地下水池(箱)取水，通過變頻器改變供電頻率控制水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，使水泵轉(zhuǎn)速和流量可調(diào)節(jié)，由水泵、控制柜(含變頻器)、壓力檢測(cè)儀表、管路、閥門等組成，如圖2所示

該方式供水壓力恒定，滿足用水點(diǎn)水壓要求設(shè)備占地少，解決了傳統(tǒng)的高位水箱供水頂層用戶壓力不足及屋頂水箱水質(zhì)二次水污染的問題，具有節(jié)能高效、便于維護(hù)、安全可靠、智能化程度高等顯著優(yōu)勢(shì)，但若水泵選配不當(dāng)，將導(dǎo)致水泵變頻運(yùn)行不在高效區(qū)，節(jié)能效果受限。進(jìn)口價(jià)格昂貴，設(shè)備投資相對(duì)較高。

2.3 管道直聯(lián)疊壓供水

管道直聯(lián)疊壓供水技術(shù)繼水箱、工頻水泵、變頻調(diào)速水泵后發(fā)展的直接串接到市政給水管網(wǎng)的引入管或有壓管道上加壓的新型給水設(shè)備，可充分利用市政供水管網(wǎng)的壓力，減少水泵揚(yáng)程，節(jié)省電耗;省去地下水池(箱)、吸水井等構(gòu)筑物，節(jié)省投資，簡(jiǎn)化系統(tǒng)“;可防止水在地下水池(箱)等構(gòu)筑物中的二次污染和可能的溢流水損失，方便管理維護(hù)，便于水泵自動(dòng)控制。其中罐式疊壓供水采用穩(wěn)流補(bǔ)償器(壓力罐)做調(diào)蓄設(shè)施的疊壓供水設(shè)備，主要由穩(wěn)流罐、變頻調(diào)速泵組、氣壓水罐、變頻控制柜、管道、閥門及儀表等組成，基本組成如圖3 所示。

2.4 智慧化集成泵站

智慧化集成泵站整體形式與箱式疊壓較為相似，市政來水進(jìn)入一體式水箱，變頻泵抽取水箱內(nèi)生活用水并加壓向用戶供給，控制柜中設(shè)有更新程序，定時(shí)循環(huán)低位水箱中的水，保障飲水安全。系統(tǒng)主要由低位水箱、主泵機(jī)組、變頻控制柜、增壓裝置、引水裝置、穩(wěn)流罐、流量控制器及壓力傳感器等組成。智慧化集成泵站供水系統(tǒng)的基本組成如圖4所示。

3、供水工程設(shè)計(jì)實(shí)踐.

3.1 小區(qū)泵房情況評(píng)估本次給水改造各個(gè)小區(qū)分散各自獨(dú)立，各小區(qū)設(shè)計(jì)范圍較小，采用居民生活用水定額預(yù)測(cè)方法進(jìn)行計(jì)算網(wǎng)，本設(shè)計(jì)案例小區(qū)為龍崗區(qū)樟富南路鴻潤(rùn)豪苑，小區(qū)基本情況見表1。

小區(qū)二次供水泵房位于地下負(fù)一層，現(xiàn)狀供水方式為低位水池+變頻泵。現(xiàn)狀生活消防用水分離，低位生活水池容積 101m ，泵房所在樓棟地面一層為架空層無住戶

3.2 供水系統(tǒng)改造

經(jīng)排查該小區(qū)二次供水系統(tǒng)存在設(shè)施材質(zhì)不達(dá)標(biāo)、設(shè)施老舊能耗高、泵房環(huán)境不達(dá)標(biāo)、無智慧化運(yùn)維管理系統(tǒng)、無消毒設(shè)施等問題。根據(jù)存在的問題確定本次提標(biāo)改造內(nèi)容主要有:①更換節(jié)能高效的水泵;②對(duì)供水管網(wǎng)及閥門等附屬設(shè)施材質(zhì)進(jìn)行提標(biāo);③地下水池及其配套的進(jìn)、出水管、溢流管、放空管等設(shè)施，屋頂水池獨(dú)立為消防水池:④增設(shè)消毒設(shè)施;⑤控制與保護(hù)系統(tǒng);智慧化次供水系統(tǒng);⑦泵房裝飾裝修。3.3 供水工程設(shè)計(jì)及方案對(duì)比3.3.1 設(shè)計(jì)流量計(jì)算

小區(qū)內(nèi)生活給水管道采用設(shè)計(jì)秒流量。根據(jù)計(jì)算管段上的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量總數(shù)，可按下式計(jì)算得出該管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量的同時(shí)出流概率。

供水工程改造效益評(píng)價(jià)

優(yōu)質(zhì)飲用水的推廣和發(fā)展，不僅僅意味著清潔、方便、安全的城市供水，更在于其所要求的水資源利用、水污染治理、水源地保護(hù)等水生態(tài)文明的統(tǒng)籌踐行，對(duì)推進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的改革、創(chuàng)新與發(fā)展，有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4.1 社會(huì)效益評(píng)價(jià)

本項(xiàng)目實(shí)施后，將會(huì)極大改善城市中居民小區(qū)供水條件，保障廣大居民生活及企業(yè)用水、緩解城市供水中存在的諸多問題、提高供水安全可靠性，對(duì)進(jìn)一步完善城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、改善城市投資環(huán)境、促進(jìn)寶安區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高轄區(qū)城市化水平，對(duì)樹立良好的政府形象，維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定，促進(jìn)城區(qū)的可持續(xù)發(fā)展都具有十分重要的意義。

4.2 工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

4.2.1 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算

龍崗區(qū)優(yōu)質(zhì)飲用水入戶工程系城市市政給水工程，是城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)項(xiàng)目，屬于公共事業(yè)范疇，按相關(guān)“規(guī)范”對(duì)管道、管網(wǎng)、泵房等供水工程改造的正常運(yùn)行期為40~60年。工程的正常運(yùn)行期為40年，建設(shè)期為1年，因此工程的計(jì)算期為41年。按照工程建設(shè)的第一年為計(jì)算時(shí)間的開始，社會(huì)折現(xiàn)率為8.0%。經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率EIRR是國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值為輔助參數(shù)，本工程項(xiàng)目中EIRR為11.2%，經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值為1365.4萬元，經(jīng)濟(jì)費(fèi)用效益比為1.25>1。說明本次工程改造在經(jīng)濟(jì)效益上是可行的。

4.2.2 經(jīng)濟(jì)敏感性分析

選取投資增長(zhǎng) 10%和效益減少10%作為敏感性因素進(jìn)行分析，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可靠度進(jìn)行進(jìn)一步的評(píng)價(jià)，分析成果見表5。

由表5可知，當(dāng)投資上浮10%及效益下浮10%時(shí)，經(jīng)濟(jì)費(fèi)用效益比值都大于1，經(jīng)濟(jì)的凈現(xiàn)值均為正值，說明該工程項(xiàng)目投資收益情況較好。

4.3 環(huán)境影響評(píng)價(jià)

優(yōu)質(zhì)飲用水入戶工程是一項(xiàng)惠民的民生工程，本項(xiàng)目對(duì)周邊土壤環(huán)境、水環(huán)境、大氣環(huán)境、噪聲環(huán)境以及居民的生活環(huán)境會(huì)造成一定不利影響，但通過針對(duì)上面分析的污染源從施工階段采取有效防治措施，確保污染物達(dá)標(biāo)排放，則從環(huán)境工程角度分析項(xiàng)目是可行的。

5 結(jié)論

本文以龍崗布吉片區(qū)供水工程為研究背景，對(duì)該區(qū)給水系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，分析供水工程存在的問題，針對(duì)問題提出科學(xué)合理的改造方案，將智慧供水理念較好地融入泵房的優(yōu)化中，利用信息化、智能化等手段，能夠更好地實(shí)現(xiàn)全市二次供水設(shè)備設(shè)施集中、高效、專業(yè)化管理。