城市供水作為重要的基礎設施，是城市生產(chǎn)呵護人民生活不可或缺的基本物質條件，是城市經(jīng)濟發(fā)展的重要保障，被人們稱為“城市生命工程龍崗布吉片區(qū)一些高層小區(qū)面臨供水設備老舊、設施材質不達標、無智能化運維管理系統(tǒng)、泵房環(huán)境不達標等供水問題"，嚴重影響居民安定生活以及企業(yè)經(jīng)營發(fā)展。

本文以龍崗布吉片區(qū)供水工程為研究背景，評估給水系統(tǒng)現(xiàn)狀，針對給水管網(wǎng)系統(tǒng)存在的問題提出改造方案，建設標準化、智慧化泵房管理系統(tǒng)，加強智能化控制運行及遠程監(jiān)控管理，實現(xiàn)泵房內無人、在線、實時監(jiān)控，提升泵房環(huán)境，全面消除水質二次污染問題B

1 給水系統(tǒng)現(xiàn)狀及問題分析

1.1 市政給水系統(tǒng)現(xiàn)狀供水范圍主要分為坂田片區(qū)、布吉和南灣及吉華片區(qū)2 個部分。

坂田片區(qū)現(xiàn)狀供水主要由坂雪崗水廠和片區(qū)外供水通道組成。坂田片區(qū)本地水廠供水占坂田總供水量的14%，片區(qū)外供水的量占總供水量的86%，片區(qū)內供水能力自給保障率低，如圖1所示。

布吉以及南灣街道市政供水主要由沙灣一水廠及沙灣二水廠供水，仍存在部分區(qū)域由現(xiàn)狀村級水廠供水，村級水廠逐步整合取消后，現(xiàn)狀市政水壓較低，難以滿足片區(qū)內高區(qū)用戶的供水水壓要求，且市政供水規(guī)模不足以滿足區(qū)域內供水需求。

1.2 市政管網(wǎng)現(xiàn)狀

坂田片區(qū)配水管網(wǎng)主要包括2個部分，一部分為3座村級水廠的配水管，主要沿各村現(xiàn)狀村道敷設;另一部分為隨著各規(guī)劃路的實施而敷設的市政給水管網(wǎng)，隨著各規(guī)劃路的實施及市政給水管網(wǎng)的建設，坂田片區(qū)主要的供水管網(wǎng)系統(tǒng)已基本形成。

布吉和南灣片區(qū)在村級水廠整合完成后，主要水源由現(xiàn)狀村內的村級水廠轉變?yōu)槟媳眱蓚鹊氖姓┧?，形成南北兩側供水干管向中間供水的格局。

1.3 小區(qū)供水管網(wǎng)及泵房存在的問題

經(jīng)現(xiàn)場調研，現(xiàn)狀供水片區(qū) 143 個小區(qū)存在的供水問題主要有:大部分小區(qū)管網(wǎng)漏損率大于5%，影響水質又浪費水資源;給水管材不達標引起“黃水’“銹水’"漏水"現(xiàn)象;早期建設標準不高，設施老化銹蝕，設備陳舊損毀，能耗高噪音大:物業(yè)服務企業(yè)管理水平有限，日常維護管理不善，水池(箱)隱患大:私改管道泵直抽現(xiàn)象嚴重，使水質受到二次污染，難以重新清洗消毒投入使用;泵房環(huán)境臟、亂、差;缺乏現(xiàn)代化監(jiān)測安防系統(tǒng)，導致水質預警滯后。

2 智慧泵房綜合選型

2.1 供水方案確定依據(jù)

本次提標改造的根本任務是“解決水質二次污染問題，推動實現(xiàn)遠期城市自來水可直接飲用”供水設施提標改造要根據(jù)各區(qū)不同情況的給水系統(tǒng)對給水管網(wǎng)及泵房進行改造，供水方式的改造力求做到以下3點。

(1)優(yōu)先考慮智慧水泵。綠色和諧、高效節(jié)能，是本次提標改造設計的重要原則，工頻水泵運行工況單一，不能做到軟起動，不利于系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。變頻調速水泵可依據(jù)系統(tǒng)供水壓力信號的反饋，改變電源的頻率以調整水泵的轉速，節(jié)省能耗。

(2)合理利用供水現(xiàn)狀。為確保改造后的二次供水系統(tǒng)與小區(qū)室外管網(wǎng)系統(tǒng)的匹配和兼容，在次供水系統(tǒng)豎向分區(qū)上，供水方式確定要做到盡量尊重現(xiàn)狀，利用現(xiàn)狀，只要原供水方式安全穩(wěn)定，就維持原供水方式不變。

(3)保障消防系統(tǒng)。對于生活消防合用的供水系統(tǒng)，為避免影響消防系統(tǒng)的正常運行，應盡量避免改造中牽動消防系統(tǒng)。水池生活消防合用時，若泵房空間充足，優(yōu)先考慮單獨設置生活水箱，反之優(yōu)先考慮疊壓供水方式;水泵生活消防合用時，優(yōu)先考慮重新設置生活水泵，將原水泵留作消防用。2.2 地下水池( 箱)+ 變頻調速水泵供水由水泵從地下水池(箱)取水，通過變頻器改變供電頻率控制水泵電機轉速，使水泵轉速和流量可調節(jié)，由水泵、控制柜(含變頻器)、壓力檢測儀表、管路、閥門等組成，如圖2所示

該方式供水壓力恒定，滿足用水點水壓要求設備占地少，解決了傳統(tǒng)的高位水箱供水頂層用戶壓力不足及屋頂水箱水質二次水污染的問題，具有節(jié)能高效、便于維護、安全可靠、智能化程度高等顯著優(yōu)勢，但若水泵選配不當，將導致水泵變頻運行不在高效區(qū)，節(jié)能效果受限。進口價格昂貴，設備投資相對較高。

2.3 管道直聯(lián)疊壓供水

管道直聯(lián)疊壓供水技術繼水箱、工頻水泵、變頻調速水泵后發(fā)展的直接串接到市政給水管網(wǎng)的引入管或有壓管道上加壓的新型給水設備，可充分利用市政供水管網(wǎng)的壓力，減少水泵揚程，節(jié)省電耗;省去地下水池(箱)、吸水井等構筑物，節(jié)省投資，簡化系統(tǒng)“;可防止水在地下水池(箱)等構筑物中的二次污染和可能的溢流水損失，方便管理維護，便于水泵自動控制。其中罐式疊壓供水采用穩(wěn)流補償器(壓力罐)做調蓄設施的疊壓供水設備，主要由穩(wěn)流罐、變頻調速泵組、氣壓水罐、變頻控制柜、管道、閥門及儀表等組成，基本組成如圖3 所示。

2.4 智慧化集成泵站

智慧化集成泵站整體形式與箱式疊壓較為相似，市政來水進入一體式水箱，變頻泵抽取水箱內生活用水并加壓向用戶供給，控制柜中設有更新程序，定時循環(huán)低位水箱中的水，保障飲水安全。系統(tǒng)主要由低位水箱、主泵機組、變頻控制柜、增壓裝置、引水裝置、穩(wěn)流罐、流量控制器及壓力傳感器等組成。智慧化集成泵站供水系統(tǒng)的基本組成如圖4所示。

3、供水工程設計實踐.

3.1 小區(qū)泵房情況評估本次給水改造各個小區(qū)分散各自獨立，各小區(qū)設計范圍較小，采用居民生活用水定額預測方法進行計算網(wǎng)，本設計案例小區(qū)為龍崗區(qū)樟富南路鴻潤豪苑，小區(qū)基本情況見表1。

小區(qū)二次供水泵房位于地下負一層，現(xiàn)狀供水方式為低位水池+變頻泵。現(xiàn)狀生活消防用水分離，低位生活水池容積 101m ，泵房所在樓棟地面一層為架空層無住戶

3.2 供水系統(tǒng)改造

經(jīng)排查該小區(qū)二次供水系統(tǒng)存在設施材質不達標、設施老舊能耗高、泵房環(huán)境不達標、無智慧化運維管理系統(tǒng)、無消毒設施等問題。根據(jù)存在的問題確定本次提標改造內容主要有:①更換節(jié)能高效的水泵;②對供水管網(wǎng)及閥門等附屬設施材質進行提標;③地下水池及其配套的進、出水管、溢流管、放空管等設施，屋頂水池獨立為消防水池:④增設消毒設施;⑤控制與保護系統(tǒng);智慧化次供水系統(tǒng);⑦泵房裝飾裝修。3.3 供水工程設計及方案對比3.3.1 設計流量計算

小區(qū)內生活給水管道采用設計秒流量。根據(jù)計算管段上的衛(wèi)生器具給水當量總數(shù)，可按下式計算得出該管段的衛(wèi)生器具給水當量的同時出流概率。

供水工程改造效益評價

優(yōu)質飲用水的推廣和發(fā)展，不僅僅意味著清潔、方便、安全的城市供水，更在于其所要求的水資源利用、水污染治理、水源地保護等水生態(tài)文明的統(tǒng)籌踐行，對推進相關產(chǎn)業(yè)的改革、創(chuàng)新與發(fā)展，有著巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

4.1 社會效益評價

本項目實施后，將會極大改善城市中居民小區(qū)供水條件，保障廣大居民生活及企業(yè)用水、緩解城市供水中存在的諸多問題、提高供水安全可靠性，對進一步完善城市基礎設施建設、改善城市投資環(huán)境、促進寶安區(qū)經(jīng)濟發(fā)展、提高轄區(qū)城市化水平，對樹立良好的政府形象，維護社會穩(wěn)定，促進城區(qū)的可持續(xù)發(fā)展都具有十分重要的意義。

4.2 工程經(jīng)濟評價

4.2.1 經(jīng)濟評價指標計算

龍崗區(qū)優(yōu)質飲用水入戶工程系城市市政給水工程，是城市基礎設施的建設項目，屬于公共事業(yè)范疇，按相關“規(guī)范”對管道、管網(wǎng)、泵房等供水工程改造的正常運行期為40~60年。工程的正常運行期為40年，建設期為1年，因此工程的計算期為41年。按照工程建設的第一年為計算時間的開始，社會折現(xiàn)率為8.0%。經(jīng)濟內部收益率EIRR是國民經(jīng)濟評價的主要指標，經(jīng)濟凈現(xiàn)值為輔助參數(shù)，本工程項目中EIRR為11.2%，經(jīng)濟凈現(xiàn)值為1365.4萬元，經(jīng)濟費用效益比為1.25>1。說明本次工程改造在經(jīng)濟效益上是可行的。

4.2.2 經(jīng)濟敏感性分析

選取投資增長 10%和效益減少10%作為敏感性因素進行分析，對國民經(jīng)濟的可靠度進行進一步的評價，分析成果見表5。

由表5可知，當投資上浮10%及效益下浮10%時，經(jīng)濟費用效益比值都大于1，經(jīng)濟的凈現(xiàn)值均為正值，說明該工程項目投資收益情況較好。

4.3 環(huán)境影響評價

優(yōu)質飲用水入戶工程是一項惠民的民生工程，本項目對周邊土壤環(huán)境、水環(huán)境、大氣環(huán)境、噪聲環(huán)境以及居民的生活環(huán)境會造成一定不利影響，但通過針對上面分析的污染源從施工階段采取有效防治措施，確保污染物達標排放，則從環(huán)境工程角度分析項目是可行的。

5 結論

本文以龍崗布吉片區(qū)供水工程為研究背景，對該區(qū)給水系統(tǒng)現(xiàn)狀進行調查，分析供水工程存在的問題，針對問題提出科學合理的改造方案，將智慧供水理念較好地融入泵房的優(yōu)化中，利用信息化、智能化等手段，能夠更好地實現(xiàn)全市二次供水設備設施集中、高效、專業(yè)化管理。