净水技术 | 从低谷到高峰：常熟市见山湖的水务管理新模式|净水技术|常熟市|水箱|水表|泵房|泵站

本期摘要

江苏中法水务股份有限公司具备87.5万立方米/日的供水能力，拥有三座水厂和两座增压泵站，服务常熟市169.24万人，管网超过11900公里。2023年，公司投资10114.61万元用于管网和设备更新，并新增6.56公里管道。公司创新性地实施调峰供水模式，利用低谷向二次供水水箱进水，高峰则从水箱供水，稳定了管网压力并降低了爆管风险。同时，实时监控水箱液位，提高水资源利用和供水稳定性。这些措施显著提升了供水效率，为优化漏损控制提供了重要参考。

项目概况

江苏中法水务股份有限公司拥有三座水厂和两座增压泵站，供水能力达 87.5 万 m3/ 日。管网长度超过 11900 公里，其中管径≥100 的超过 4700 公里。管网材质多样，玻璃钢管占 2.9%，球墨铸铁管占 44%。供水服务覆盖常熟市全域，公司拥有 25.72 万只远程水表以及 38.86 万只机械水表，服务用水人口为169.24 万人，完成全市居民二次供水设施接管，共计 438 座二次供水泵房。

2023 年供水设施固定资产投入达到10114.61 万元，主要用于管网和供水设备的更新升级，同年新建管道长度共计 6.56 公里。

技术措施

江苏中法水务已经实施了供水管网的三级分区计量建设，并计划在未来几年继续推进城乡 DMA（District Metering Area）分区计量的细化和完善，尤其是售水端 DMA 分区的建设，以实现供水管网网格化、精细化管理。同时，江苏中法水务积极开展分区考核水表的远传化改造，以便更准确地计量和监控各分区的水量，从而有效地控制漏损。江苏中法水务根据供水管网现状，制定了较为详细的供水管网改造计划，涵盖市政老旧管网、区域供水管道、老旧小区管网、二次供水设施以及农村管网等多个层面。对 DN100 以上老旧、材质不佳的管道进行优先改造，尤其关注玻璃钢管、灰口铸铁管、无内衬镀锌管等易爆管材的替换。同时，结合“美丽乡村”建设，同姿推进农村管网的改造工作。公司建设有较多的供水管网智能化建设工程，包括水表全生命系统和 GIS 系统，前者用于对水表的全生命周期进行数据维护和分析，后者则通过升级改造来提高管网运行状态监控和数据分析的能力。公司实施在线水力模型，整合 SCADA、营收等多平台数据，通过实时计算和模型模拟，实现了对供水量预测、管网事件预警、供水格局分析等功能，有效提升管网运行的科学性和精细化管理水平。公司在供水管网压力调控方面，已设置了193 个压力监测点，并计划增设更多的物联网测压点，以提高管网压力的实时监测精度，缩短供水管网爆管发现时间，实现管网压力时空均衡。同时，供水企业通过两个增压泵站来实施全市供水压力调控，通过错峰补水、高峰供水等措施优化管网压力，减少因压力突变引发的物理漏损。

2023 年江苏中法水务针对供水高峰时段出现压力不稳、主管道容易爆管的问题，提出依靠低谷时段二次供水水箱进水，高峰时段使用二次供水水箱供水来缓解高峰管道压力波动的压力管理措施。

项目成效

水司常规通过厂站清水池调峰调蓄等措施来缓解高峰时段管道压力不稳、供水不足的问题。委托水司维护的二次供水多数采用能耗较低的叠压供水模式。为进一步挖掘调节能力，降低厂站的生产负荷，避免二次供水和市政用户抢水现象，公司研究决定通过优化高峰供水期间二次供水泵站水箱的运行模式，实现二次供水泵站水箱调峰供水。经确认利用现有二次供水泵房内水箱、管道设备、工控设备、网络设备，只需升级工控系统程序与上位机控制程序，在项目实施上没有额外费用。小区二次供水泵房蓄水设备可全自动参与供水调度，与厂站相互配合、协同调度，低谷时段二次供水水箱进水，高峰时段使用二次供水水箱供水用于缓解高峰用水供需缺口。

典型措施介绍

见山湖别院小区二次供水泵房，该小区泵房采用箱式无负压供水，一套设备（含 3 台水泵），涉及小区住宅的 3-6 层共 233 户居民；有一个水箱，水箱底面积 20 ㎡，水箱高度 2m，总容积 40m³，补水液位至停补液位高差 0.2m，水箱实际使用容积 4m³（使用率 10%），测试期间平均入住率约为 22.9%。

流程

图 2-1 使用模式一设置运行模式启用时间（早高峰和晚高峰）

（1）AM3:00（用水低谷）水箱补水阀开启。

水箱液位从补水液位（0.9m）补水至停补液位（1.1 米），水箱补水阀关闭。

（2）AM6:00（用水高峰）水箱电动阀开启，同时无负压电动阀关闭，水箱开启使用。

水箱用至补水液位（0.9m）切换为无负压模式。

（3）PM2:00（用水低谷）水箱补水阀开启。

水箱液位从补水液位（0.9m）补水至停补液位（1.1 米），水箱补水阀关闭。

（4）PM5:00（用水高峰）水箱电动阀开启，同时无负压电动阀关闭，水箱开启使用。

水箱用至补水液位（0.9m）切换为无负压模式。

结果

运行一周程序较为稳定。其中 5 月 1 日全天运行情况如图 2-2，基本符合补水阀、水箱电动阀开启时间设定，调峰模式全天水箱使用时间约 3.5 小时。

图 2-2 全天运行图（红线为出水压力，绿线为进水压力，橙线为水箱液位，蓝线为水箱电动阀开启状态）

泵站出水压力：一天内多次在补水阀开启、电动阀切换、水泵切换等时间点产生瞬时水压波动。一天内电动阀动作 8 次，会产生 8 次水压波动，其中 4 次在高峰用水时间段；水压波动范围均在设定压力 ±10%（±0.05MPa）范围内，且在测试时间段内出水压力波动时间均小于 10s，压力波动影响几乎可忽略。

泵站水质：调峰模式试用期间水箱每日使用小时数在 2-4 小时间，后台统计水箱水龄未超过 48小时，水质状况良好；二次供水出水水质在线监测仪中余氯、浊度指标均在国标控制范围内。

泵站能耗：由表 2-1 大致可以推出耗电量的增加与水箱使用时间成正相关（假设当全天使用水箱时泵房能耗比无负压增加 50% 时，调峰模式全天水箱使用时间约 3.5 小时，增加能耗为3.5/24*50%≈7.3%）。

表 2-1 见山湖二次供水泵房各运行模式测试环境下实际电能消耗，其中纯水箱变频模式下能耗约为无负压模式的 1.588 倍，水箱调峰模式下能耗约为无负压模式的 1.089 倍。

表 2-1 见山湖二次供水泵房各运行模式测试环境下实际电能消耗状态）