輸配水系統水力與水質安全研究.pdf

1、安全供水是供水事業(yè)的首要課題，輸配水系統的安全應包括兩個方面，即水力安全和水質安全。本論文“輸配水系統水力與水質安全”，旨在建立安全供水的整體觀念，把輸水——配水——用戶用水的安全作為一個整體綜合考慮。
　　輸水系統的水力安全研究是以“哈爾濱磨盤上長距離輸水項目”為依托，研究內容是項目的組成部分。配水系統水質安全研究是以國家“863”課題為依托，研究內容是“863”課題的組成部分。
　　論文深入研究了長距離輸水管線集氣、排氣

2、的原理，對形成的氣泡進行了分析，求出了管線臨界俯角。根據這個理念復核排氣閥設置是否合適；對于磨盤山長距離輸水管線221個排氣閥進行復核計算，證明其布置合理，能保證排氣通暢，不產生因氣囊引起的水錘。長距離輸水管線，地形復雜起伏較大，管線沿地形鋪設，形成多個長度不等、高差不等的U形管，論文首次提出當竣工后首次通水，或維修灌水時，將產生U形管振蕩，如果通水時流量過大，必將會引起振蕩，導致爆管。因此，根據U形管振蕩原理，提出水力平穩(wěn)過渡的新理念

3、，控制初次進水流量，使其逐步增加，從0.4m3/s逐步增加到設計流量5.5m3/s；保證了通水安全，使通水一次成功。通過實測和數值分析，得出PCCP管n值為0.0116，比沿用的鋼筋混凝土管的n值（0.013～0.014）降低10.8％，對PCCP管的設計和運行具有指導意義。
　　論文建立了長距離輸水系統的瞬變流模型，用運動方程和連續(xù)方程對輸水管線水錘進行模擬，用特征線法和反問題理論進行求解，獲得滿意結果，并將其應用于磨盤山輸水管

4、線水錘計算中，求出不同工況下的水錘包絡線，模擬出輸水運行過程中，最不利工況下不產生水錘的安全關閘時間應大于32分20秒。將該研究成果應用于實際輸水運行中，避免了輸水系統經常發(fā)生的水錘事故，保障了該系統的安全運行。利用實測和數值計算得出RKVDN600的活塞式調流調壓閥阻力系數與開度之間的關系式，它為輸水管線運行中的水力安全模擬奠定了基礎。
　　論文深入分析了配水管網“生長環(huán)”生成的機理，闡明“生長環(huán)”是電化學腐蝕、水中微生物、管網

5、后沉淀共同作用的結果，它引起了管網水質惡化。通過實驗論證了管徑越小，水與管壁“生長環(huán)”接觸率越大，消耗的余氯越多，鋪設年代越長，管內的水質越差，停留時間（水齡）越長，水質污染越嚴重。而對我國的大、中、小城市管網狀況統計可知，管網中水多在小管徑低流速狀況下流動，“生長環(huán)”對其影響程度增加。同時用分散分析法分析了在各種影響因素同時存在下，各因素及各因素的交互作用對配水系統內三鹵甲烷形成的影響程度，得出加氯量的變化對三鹵甲烷形成的影響最大，為

6、55%。降低加氯量，對減少三鹵甲烷的形成具有重要作用。對配水管網余氯在管道中傳輸與節(jié)點混合數學方程進行探討，同時推求出不同連接方式的水齡模型。探討了模型的求解方法，確定用基于時間驅動的拉格朗日算法求解余氯衰減模型。
　　論文從水質、水量和水壓全方位考慮，提出了管網規(guī)劃、設計及改造的新方法—配水系統區(qū)塊化；并將其應用到某市配水系統的水質模擬，結果表明，區(qū)塊化后配水系統的綜合平均水齡減小約20.1%，余氯消耗減小約12.6%。同時水壓