关于城市供水系统节能问题的探讨

杨 敏

（广西绿城水务股份有限公司，广西 南宁 530031）

随着我国城市化进程和经济的发展，城市用水量不断增加，相应的排水量也大大增加，而用于城市供排水的费用甚至也增大到国民经济难以承受的程度。为实现水的良性循环，只有节水，显著减少城市用水量，同时降低供水能耗，才能降低供水费用，所以从战略角度，城市供水系统节能问题应成为供水行业所应共同关注的问题。

1 水系统节能的重要性

水是一种有限且不可替代的基础性资源，它直接影响到人们的日常生活，影响到生产力的发展和经济的发展，因此应该受到高度重视。节水具有重大战略意义，节水不仅可通过减少从天然水体的取水量来实现，这样不仅缓解了水资源危机，并且可以降低相关项目的经济费用。此外，节水还可同时减少排水量和污、废水处理费用。

随着我国国民经济发展、经济结构调整和人民生活水平的不断提高，供水系统在城市生活和经济建设中所起的作用越来越重要，供水行业有着良好的发展机遇。在我国城市供水系统中由于管理、技术等方面的原因，存在着巨大的能源浪费，造成巨大的能源流失和不必要的经济损失，所以，城市供水系统中的节能问题是非常重要的问题。我们所说的城市供水系统中的节能主要是指二级泵房和管网的节能。供水系统涉及很多方面，例如：供水系统的规划和设计、调度运行、设计改造、维护养护等诸多方面，在实际操作中只有处理好他们之间的关系才能取得良好的节能效果。

2 城市供水系统普遍存在的问题

城市供水事业不断发展，各种矛盾也相继凸现，遇到了许多共性的难题。

2.1 城市水源短缺，面临严重的水源危机

仅以1996年为例，全国就有330个建制市出现不同程度缺水，其中严重缺水108个；在32个百万人口以上的特大城市中，有30个长期受缺水的困扰。

2.2 地面水污染严重

据统计131条流经城市的河流中，属I、II类水体的有13条；属Ⅲ类水体的46条；属Ⅳ、V类水体的为72条，占到54.9%。

2.3 生产工艺落后，供水水质偏低

现有城市水厂的工艺可达到《生活饮用水卫生标准》的规定，但与欧美发达国家相比，水质偏低，不能满足人们的要求。

2.4 城市设施老化

供水设备长期超负荷运行，供水管道老化，管道锈蚀，供水保证率下降。

2.5 国内各大城市都已注意到给水工程出现的各种问题，根据自身实际，正在实际制定和采取各种措施解决给水危机

2.6 水利部预测

2030年中国人口将达到16亿，届时人均水资源量仅有1 750 m。在充分考虑节水情况下，预计用水总量为7 000亿3～8 000亿m3，要求供水能力比现在增长1 300亿～2 300亿m，全国实际可利用水资源量接近合理利用水量上限，水资源开发难度极大。

3 采取相关有效措施，实现城市供水系统节能

3.1 开展水资源教育，提高人们的节水意识，从源头上实现节能

对于城市生活用水的广大用户来说，一部分人认为水是一种取之不尽、用之不竭的资源，没有必要珍惜，节水意识极为淡薄。人们对黄河断流、城市用水告急这种水资源紧缺的严峻形势认识不足，对经济发展、人民生活水平提高而使水的需求急速增长的现状认识不够。因此，有必要向全社会广泛宣传节水的重要性、必要性和紧迫性。使群众认识到“水荒”已经到来，真正做到人人高度重视，各个动手节水。当前世界各国采用各种方式宣传节约用水的重要性、迫切性，以提高市民节约用水的自觉性。日本东京为了抓好节约用水工作，建立了一整套节水宣传体系，还将有关节约用水的内容编入教学课本；美国洛杉矶市曾动员100人做了188次节水报告，并让70 000名中学生先后观看了有关节水的电影；新加坡的中小学课本上都设置了节水的内容和相关的节水知识，还定期进行“水危机演习”，全国停水，让国民体会无水之苦。这些国家都通过实际措施的实施来向人们诠释水的重要性，让人们通过切身体会真正做到从自我做起，节约用水。

3.2 城市供水规划要科学合理，根据城市的实际设计最佳布局

二级泵站的出水压力，一部分转为所需要的服务压力，另一部分在供水管网中转化为管网所消耗的水头损失。而且，所消耗的损失与距水厂的距离成正比，所以，在管网的设计和规划中，降低投资和降低能量的消耗十分重要。

3.2.1 要尽量减少供水的距离

如果水源不受限制，水厂应力求以最短的距离将水输送到用户，这是水厂设计原则，这样无论从降低管网投资方面，还是从节约日常能量消耗方面都是非常经济且符合我国的国情。

3.2.2 要合理选择管径

管径选择直接关系到管网投资与经常动用费用。传统的做法是按平均经济流速选择管径，而较合理的是按技术经济核算的办法进行计算，也可随着管网流量逐段减少，采用该管段流量确定管径。

3.2.3 采用局部增压的方法

如果需供水的距离较长，要保证对远处用户的服务，就要提高出厂的压力，这里指的压力，要经过严格的计算：如果压力过大，超过实际需要，则造成不必要的能量浪费和消耗。例如，在不影响上游压力的适当地点合理建造中途加压泵站，采用局部加压的办法降低出厂的压力，使远近压力趋于均匀，既可明显节约能量，又可减少高压地区的漏失水量与管道爆管的可能。

3.2.4 建造调节水库

自来水供水量总量昼高夜低，在管网中适当地点设置调节水库，晚上调闸进水，白天借助地势或用水泵送出，往往能明显降低管网系统的投资并节约用电，及改善服务压力。城市用水日夜压力不同，特别是以居民生活用水为主要用水量的地区，因为用水日夜负荷有很大的差别，高峰时间越短，设施高程越适宜，则建造水库泵站的受益程度就越显著。虽然在平地上设置调节水库，晚上蓄水和白天打出要消耗的电能，但耗电总量要比不设调节水库全部由水厂供水节约。

3.2.5 机泵选择

选择水泵时要注意水泵效率，又应使高效率范围符合实际需要，并应考虑机泵大小搭配恰当，适应性能，其经济超过增加的设备费用。使用同步机电机提高效率应以实用时间长、效率高的水泵为目标，否则消耗高，造成不必要的浪费。

3.3 要进行合理的调度，选择最经济的运行方式

3.3.1 确定适宜的管网压力和标准

单纯地用耗电的多少作为是否节能的依据是片面的，必须在确保管网具备一定服务压力的前提下，节约才有意义。作为日常进行考核及参考用的测压点，以放在大、中型的交口点为宜，使调度力所能及。低压区或管网压力不足，往往只是说明局部管道要改造，不宜作为调度的依据。否则，高峰时耗能很大，收效甚微，日常运行只能根据目前可能达到的压力水平作为目标依据。要充分满足各地区的服务压力水平作为目标依据。要充分满足地区的服务压力，需要从改造管网或增加压泵站着手，仅多消耗电量是不经济的。

3.3.2 要稳定管网水压

在一定的管网条件下，确定了服务压力标准后，应经常保持在这个水平以下是合理的。在管网设计条件不完善的情况下，要保证管网压力稳定，不得不增加出厂压力的变化幅度，使很多时间偏高了水泵的高效率范围。在这种情况下，即使减少泵的使用效率，对节约能源也是有利用价值的。

3.3.3 合理使用加压泵站

当出厂水量上升到一定数值时，瞬时电耗递增很快，而管网压力提高不明显，不如使用加压泵站电耗省、效果好。随着季节用水量变化，泵站的运行时间也要有相应的变化，使加压泵站的有效容量集中在高峰期使用。

3.4 要注意设备的完善，加强维护修养

（1）提高机泵运行效率。在水厂配置不同扬程的水泵，或把最高效率点选在略低于最高扬程处，再复核其在最高扬程时是否仍处于高效段运行，这虽然增加了机泵设备，但是，节约电能是经济合理的；使用变频调速电机，以使水泵适应不同时段的压力要求，节约供水能耗。

（2）清除管垢，减少水头损失。水管内壁结构使粗糙的系数增加，不仅增加电能消耗，而且影响水质。如果能及时地进行管道清理，保证管道的供水环境，保证原有的水利条件，这样，可以节约能量，又可改善水质。

（3）加强管网检漏、修漏工作，开展节水和提高水的重复利用率，减少水的浪费，节约了能源。

（4）对于中、高层建筑，应自备储水加压系统，比直接采用市政管网供水更合理、经济。

城市供水系统的节能是一个严峻的问题，只有采取有效措施，不遗余力的实施好，并把它当作一项千秋大事来实施，那么城市供水系统的节能问题一定能得到很好的处理。

1 黄晓鸾.国外城市供水系统节能概况［J］.给水排水，1984（03）