某学院供水工程一期改造方案及设计

陈晓升

摘要：文章以揭阳学院仙梅片区供水工程项目为背景，通过对现有供水系统的问题分析，提出了一期改造的设计方案。主要包括泵站、清水池和变频供水泵站的建设，旨在提升供水设施质量，保障高校供水安全，同时节约水资源，降低综合能耗。设计中详细介绍了水池参数计算、设备选择及给水管网系统规划等关键步骤，以期为学院的供水问题提供全面解决方案。

关键词：供水工程；泵站；改造方案；

1 引言

随着社会的不断发展和学院规模的逐渐扩大，揭阳学院仙梅片区的供水系统日益显得力不从心，在设施老化、水压不足、日常运行维护等方面面临多重挑战，亟需一场有序而全面的改造。本文致力于探讨并提出一期供水工程改造方案，以应对现有系统的不足之处，提高供水系统的稳定性、可靠性和可持续性。

2 工程概况及建设目的

2.1 现状及问题

揭阳学院仙梅片区供水工程项目（供水加压泵站一期）地点位于揭阳市榕城区。工程内容主要是在望江南路设加压泵站一座，包括新建给水加压泵站一座、清水池一座、综合楼一座、建筑物室内及室外设备及管道、管道附属构筑物、室外道路、绿化等。学校位于城市供水系统的二级供水系统，东南角的市政道路下铺设了市政给水管，现已规划将原有的居民供水系统改造成消防供水。目前受各种因素的制约，存在设备老化，贮存量不足等问题，造成二次管理难度较大[1]。在使用过程中，我们注意到下列问题：

（1）现有的泵站选址在地形最低处，造成了增压装置需要的扬程增加，长时间运行的能源消耗很大。

（2）在城市管网和邻近的水泵站检修期间，学校的用水将会受到影响，现已建蓄水池已不能满足校园日常用水需求，在没有事先通知的情况下，学校停水会影响到教师和学生的正常生活用水。

（3）校园规划新建教学大楼、办公大楼、学生宿舍和教职工值勤室目前还没有铺设给水管网。

2.2 建设目的

（1）对泵站和清水池进行改造，对管网布置和配套设施进行优化，加强对供水设备的管理，提高供水质量。避免二次污染，保证供水质量；增加供水压力，以解决供水压力不够的难题。

（2）对供水设施进行改造，提高泵站的运行效率，减少原有管网的漏损率，进而减少泵站的运行成本，减少供水设施的维护和维护工作量，达到节水降耗、节能降耗的目的。

（3）通过项目的实施，达到规模集中，统一管理的目的，使管网的供水压力得到有效的保证，降低运行费用

3 设计方案

3.1 水池

鉴于此次项目的高校位于揭阳市榕城区仙桥镇紫峰山下，处于城市供水网络的终端，仅有一根管线承担着全校师生用水的需要，为保证供水安全，业主提出了增加水池容积的要求。所以我们在学校的上方建造了一个新的清池，其有效体积是6000立方米，占地面积是1600立方米，地面标高125米。

3.2 参数计算

（1）根据学校对给水管网现状的分析，我们拟将一条DN250管线从室外DN500给水管道中引出，与无负压加压泵站连接。假设管网速度为1.4米/秒，泵房进水管的流量是250m3/h，所以选用增压泵站的流量也是250m3/h。

（2）变频供水设备流量的计算公式为：

Q=q0N0/1000T*Kh

其中Q表示每小时用水量；以q0作为每日最高用水量的用水量，这里将其设为120公升/天；N0指用水量总量，短期内以15000人为单位，长期以32000人为单位；Kh是每小时变动系数，并且被设置成2.5；T表示以时为单位的用水量，在这里取24小时。在此基础上，得到了短期和长期的每小时用水量Q分别为190m3和400m3。

（3）系统扬程，加压泵站所需的压力：

Hb≥（Hy+Hc+∑h）-Ho

根据最不利配水点的高程差Hy、出水头Hc、市政最小水压力Ho和从泵站到最远建筑之间的管路水力损耗∑h，确定了水泵所要求的最小水压力Hb。其中，∑h包含沿程的水头损耗hf和部分的水头损耗hd；水泵房的表面高度是92m，清水池的表面高度是125m，城市供水系统的压力是0.15MPa左右。从无负压到清水水池的管路长度为1000m左右。供水管道的管径是DN250，流量每秒1.426m，阻力系数0.0131。池内的水位差Hy是125-92=33m，因此，管壁的摩阻损失hf就是管长与摩阻系数的乘积[2]，也就是0.0131×1000=13.1m。动水头hd是hf的20%，也就是0.2x13.1=2.62m.水塘的静态水头h约为3.8m，多余的静态水头h余量为2m。总水头Σh是hf、hd、hd和h余水量总和，即21.52m。城市管网的水压是15m。由扬程的计算公式Hb=Hy+Σh-Ho计算得为39.52m。最后的水头计算结果是四舍五入的整数，也就是40米。

（4）无负压给水泵站设计规模为Q=250m3/h。采用补偿式叠压供水设备，进水管道设计压力为15m，设计离心泵扬程为40m。泵房位于现西区泵站取水口旁的空地处。设备包括水泵4台及补偿罐一座，补偿罐容积为2.8m

3。供电方式为二级负荷，采用一用一备两路电源引入[3]。另一项设备为变频供水泵站，设计规模Q=190m3/h，扬程为20m。泵房位于西区丁香苑以东的现东南园附近围墙北侧。设备采用变频供水设备，配备隔膜气压罐一台，气压罐总容积为750L。

（5）设计给水方案

根据给水管网的实际情况和用水情况，我们提出了“泵站+储水池+变频调水”的整体设计方案[4]。具体的将仙梅片区泵站取水口旁边的开阔地，从城市供水管网引出一条DN250输水管线，设置增压泵站。由DN250供水管道加压后，将干净的水送入净化池，然后由增压供水泵组供给仙梅片区内的建筑[5]。工程内容包括：一座Q=250m3/h、扬程40米的给水泵站，在现有泵站取水口旁边的空地上，占地250平方米，建筑面积60平方米，地面标高92米左右；在围墙北面新建一个清水池，其有效体积为6000立方米，地坪标高大约125m；新建一座变频管网泵站，近期扬程为20米，远期规模为400m3/h。泵房由设备间、监控室和工具间组成，占地80平米左右，地面标高124米；新建一套给水管网，该管网由市政供水管网引出一根水管，经过分层压缩后送入清水池，然后通过增压供水泵群供应到仙梅区域的建筑[6]。

4 结语

在揭阳学院仙梅片区供水工程项目（供水加压泵站一期）中，我们采取的“定时上提、低谷泵送”的措施，有效地解决了学校用水高峰期与外部单位争水的矛盾，同时也避免了管网内出现的负压现象，减轻了城市供水的压力。该项目实施后，取得了明显的节能、节约效益，提高了校园供水的质量，保证了用水的安全性，对国内其它大学、小区的管网改建具有一定的借鉴意义。

参考文献

[1] 胡文斌.某供水工程改造项目取水水源论证分析[J].河南水利与南水北调,2023,52(08):39-40.

[2] 石存杰,程少南,郝强等.廊坊市某县农村供水改造工程设计探讨[J].城镇供水,2021,(06):97-99.DOI:10.14143/j.cnki.czgs.2021.06.022

[3] 汪勇,熊顺华,黄皓等.溧阳市区域供水改造提升工程设计[J].供水技术,2021,15(05):42-45+49.

[4] 孟繁伟.供水工程改造升级中输水管道关键技术要点分析[J].工程技术研究,2021,6(06):141-142.DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2021.06.064

[5] 李果林.对东水西调供水工程改造后运行管理的分析[J].北京水务,2019,(02):56-58.DOI:10.19671/j.1673-4637.2019.02.014

[6] 胡振才,杨敏仪,张仁杰等.推广东深供水改造工程经验[N].中国水利报,2002-01-31(001).