水质分区在供水系统水质管理中的应用.pdf

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1、第４４卷第４期西安建筑科技大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．４２０１２年８月Ｊ．Ｘｉ′ａｎＵｎｉｖ．ｏｆＡｒｃｈ．＆Ｔｅｃｈ．（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ａｕｇ．２０１２水质分区在供水系统水质管理中的应用王旭冕１，黄廷林１，王峰２，邸尚志３，刘勇４，刘昆善４（１．西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室，陕西西安７１００５５；２．西安市水业运营有限公司南郊水厂，陕西西安７１００５４；３．西安市水务集团，陕西西安７１００６１；４．西安市水业运营有限公司，陕西西安７１００００）摘要：由于用户用水量及管道基础数据不完善，供水管网水力模

2、拟在实际供水系统中的应用受到了限制．供水系统水质分区充分利用水厂、管网中水质测点的监测数据，先筛选出适合聚类分析的水质指标，再利用聚类分析的方法确定各水厂的供水范围，进而根据多年的水质资料确定各水厂供水区域交汇的漂移带及区域末梢监测点．各区域末梢监测点的水质资料通过ＳＣＡＤＡ系统传至调度中心，为供水企业全面掌握供水系统的水质状态、确定合理的水质、水量调度方案提供了可靠的依据，便于从水质安全的角度实现供水系统宏观调控，指导各水厂科学、合理运行．该方法水质资料可获得性强、对用户用水量及管网基础资料的依赖性弱、方法科学合理，适用范围广，可操作性强，便于推广应用．关键词：

3、供水系统；水质分区；水质指标；三步筛选法；区域末梢监测点＊中图分类号：ＴＵ９９１．６２文献标志码：Ａ文章编号：１００６－７９３０（２０１２）０４－０５５３－０５．１水质分区的必要性和可行性分析进入２１世纪以来，城市规模的日益扩大和城市化进程的加快，促使城市供水管网规模也日益扩大，很多城市已发展成为多水源联合的供水系统．合理划分各水厂的供水区域对全面掌握多水源供水系统的供水状态、合理调度、保障其水力、水质安全性有重要意义．目前国内外对供水系统的分区主要是水［１－４］力分区，即根据水力模拟结果，通过对水流方向等水力要素综合分析确定各水厂的供水区域，但绝大多数供水企业因

4、缺乏用户用水量和管道基础信息方面的积累和整理而存在基础资料不完善的问题，所以建立在大量准确的管网资料基础上的水力分区法在许多供水系统中难以实施和推广．示踪剂本身化学性质稳定，便于成分分析，并确定水质来源，因此示踪剂法可实现供水系统分区，但为确保水质安全，水中投加示踪剂方法不可行．水质指标描述了出厂水的水质特征．水源、处理工艺及其运行参数不同，必然导致不同水厂出厂水水质不同、水质指标值各异；而同一水厂水质和工艺运行效果较为稳定，使得出厂水水质在一定时期内具有相对稳定性．根据同一水厂出厂水自身的相对稳定性和不同水厂出厂水水质差异性，可以将相对稳定的水质指标看成天然示踪

5、剂．因此，基于示踪剂水质分区的思想、利用水质资料进行水质分区的方法在理论上是可行的．国家现行的《城市供水水质标准》（ＣＪ／Ｔ２０６－２００５）中详细规定了各种检测项目及检测频率，国内各供水企业积累了大量的水厂和管网测点的水质检测资料，因此利用现有的水质检测资料、通过聚类分析进行供水系统水质分区的方法在实际管网中可操作性强，便于普及应用．该方法有助于供水企业全面掌握供水状态，以便从水质安全的角度实现对供水系统的宏观调控，指导各水厂科学、合理地运行，具有较强的理论意义和实际价值．２供水系统水质分区的方法进行供水系统的水质分区，首先根据水厂和管网水质测点的检测资料进行水

6、质指标的初选；然后对＊收稿日期：２０１１－１１－０９修改稿日期：２０１２－０７－２７基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０９７８２１３）；长江学者和创新团队发展计划（ＩＲＴ０８５３）作者简介：王旭冕（１９７２－），女，河北定州人，博士，讲师，从事城市供水管网水力、水质研究．５５４西安建筑科技大学学报（自然科学版）第４４卷初选指标进行再筛选，依次剔除对聚类分析产生干扰的重复、多余或片面指标，以改善聚类分析效果；最后利用剩余指标通过聚类分析法进行供水系统的水质分区．２．１指标的初选为了便于利用聚类分析法进行水质分区，首先根据供水系统水质检测现状，按下列原则初步选择适

7、于聚类分析的水质指标：（１）水质指标值是连续数字型，而不是文字型或等级型；（２）出厂水和管网水中的检测率及检出率高；（３）指标值在各出厂水中差别比较明显，便于分析；（４）管网水中物理、化学、生物稳定性相对较高，其变化幅度较水厂间的差别小；（５）水质指标的测定数据完善、准确．初选后的指标中，有些指标相关性强，可能在某方面产生重复效应，导致事物在该方面性质受到不合理的强化，从而掩盖了其他方面的性质，这属于重复性指标；有些指标可能对分析产生很小影响，则属［５］于多余指标．这些指标的存在易使得各水质分区不够清晰，供水区域不具体．所以，在初选指标的基础上需进行合理的指标再筛

8、选，既要保