基于EPANET的供水管网工程设计案例分析与探讨.pdf

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1、万方数据基于EPANET的供水管网工程设计案例分析与探讨曾宪银1孔德骞2(1哈尔滨T业大学建筑设计研究院，哈尔滨150090，2哈尔滨工业大学建筑设计研究院，哈尔滨150090)摘要以河南省某县供水工程为例，在供水管网工程设计中摒弃比流量法，应用EPANET软件进行管网平差。通过设计过程中的原始数据的采集、分析、整理及应用，对两种设计方法进行分析与探讨。关键词比流量法EPANET供水规模数据调查水力模型据2003年统计，全国管网漏损率为20％以上，每年渗漏浪费的水量超过100亿m3[1]。随着城市现代化建设的加快，配水管网建设在市政工程中占有了越来越重要的地位。给水管网优化技术的运

2、用能够产生巨大的经济效益和社会效益，不仅可以节省大量的资金，而且还能改善整个管网的水力条件。一般来讲，给水管网占整个给水系统投资的60％～80％，而且还涉及每年庞大的能量消耗，其设计的结果直接关系到二级泵站电耗的大小，而在自来水公司中二级泵站的运转费用又占全部管理费的1／3左右。因此，一个好的管网设计方案，不但要考虑基建投资的经济性，还要综合考虑运行期管理费用的经济性，所以城市管网的优化设计具有极为重要的意义。1水量供需平衡的调查分析世界银行可持续发展局城市发展部对我国内地已建成的水厂近十年的调查发现，水厂在运行期间，管网中输送的水量远大于用户需水量，管网漏损严重，因此造成二级泵站

3、的运转费远大于需水量的理论运行成本。80％的水厂处于亏损或持平状态。国内对于给水管网的设计基本是采用比流量法‘2

4、。Qd=qNf(1)式中Q——城市最高综合生活用水，L／d；广居民生活用水定额或综合生活用水定额，L／(人·d)；N-城市设计年限内计划用水人口数；卜城市自来水普及率，％。其中的居民生活用水定额按《室外给水设计规范》(GB50013--2006)中的4．0．3条选用，得出居424给水排水V01．36增刊2010民生活用水量。工业用水量结合GB50013--2006第4．0．4条规定按产值推算，各种用水量之和为管网总用水量Q。在水量分配时，假定用水量均匀分布在全部干管上，

5、由此算出单位管线长度的流量，叫做比流量。q。一(Q一∑q)／∑z式g。——比流量，L／(s·m)；Q一管网总用水量，L／s；∑q——大用户集中用水量总和，L／s；≥：z——干管总长度，m，不包括穿越广场、公园等无建筑物地区的管线；只有一侧配水的管线，长度按一半计算。经世界银行资深水工工程师反复论证，按此种方式推算的流量过于规模化，居民用水量是复杂多变的，工业用水量中并且大部分企业采用自备井且产品类型和工艺各不相同，不能按产值来推算管网的工业用水量，管网流量应从现有居民、企事业单位及工业的实际用水情况综合分析确定。现以河南省某县利用世行贷款项目供水工程设计为例，综合阐述基于EPANE

6、T的给水工程设计理念。2供水工程设计2．1项目背景河南省某县县城供水现状格局是均采用地下水，自来水公司水源井和各单位自备水源井相接合的格局。县城目前尚无自来水厂，自来水公司供水方式为深水井直供。另有各单位自备水源，自来水公司供水人口3万余人，其余居民有的采用自备水源，还有部分居民吃水仍采用手压井的方式取用浅万方数据层地下水。为更合理的使用现状水厂设施，不致于出现现状水厂水压不足现象，此次设计管网采用新水厂和老水厂分区供水的配水形式，以新建配水管网为重点，并兼顾原有配水管网改造。设计中，最初采用生活用水量指标分解和工业万元用水量指标法设计，该县人口规模近期为14万人，远期为20万人。

7、近期居民生活用水按90L／(人·d)，计事业单位需水量预测为0．26万m3／d，最终得出设计规模为2．8万rn3／d。经世行专家审核后，认为大部分地f)(管径设置不合理，按水厂的设计规模水量分配到供水管网中，与居民实际需水量差距太大(没有做居民用水量调查)，造成大部分管径偏大，如按此设计的配水管网输配自来水，将造成建设资金和二泵站电能的大量浪费。因此，建议对该县老城区供水设施和用水量做详细的调查整理后，采用EPANET软件进行平差设计。2．2EPANET软件功能通过EPANET软件可直观地了解现有管网的运行状况，找出其中的不合理之处，并进行城市管网设计和旧城区管网的改扩建优化设计，

8、节约工程造价；根据城市的发展，科学合理的制定供水规划；并可对管网进行科学、合理的调度，既满足用户需求，又节约供水电耗[3]。该软件能实现以下功能：2．2．1水力平差功能建立管网水力平差模拟和计算程序，平差计算多水源管网水力运行状况，进行包括最高时、消防时、事故时等多工况的计算，可计算包括多种管材、水泵、水塔、阀门等特殊设备的管网。2．2．2管网规划及改扩建方案优化计算功能对供水管网规划设计及改扩建方案进行计算和比较，合理地确定管径，使管网的建设和运行费用最低。管网优化