澳洲的昆士蘭州,一個(gè)擁有大量居住人口和季節(jié)性游客的地區(qū),其城市用水隨季節(jié)變化需求量差異很大。該地區(qū)的供水大部分必須通過澳洲權(quán)威部門認(rèn)證(高水平的專家鑒定和管理)。每年,在澳洲平均有9.6%的水在流失,而大量的人口增加大大提高了用水需求,水資源成本相對(duì)提高,供水補(bǔ)給成了最大的難題。特別在干旱期,國家必須立法征稅來解決這一難題。通過WBW策略,即按地域差別調(diào)整供水體系結(jié)構(gòu),提高管網(wǎng)漏損監(jiān)測(cè)力度,及早修復(fù)漏損管網(wǎng),有效管理管網(wǎng)壓力等等可以有效解決這一難題。
我們?yōu)槭裁匆刂乒芫W(wǎng)壓力?這有很多原因。
其一、減少壓力等級(jí)通常是最快和最便捷的方法來減少漏損量。其主要前提是增加供求的差距。優(yōu)化壓力減少了流量體積,再加上一項(xiàng)有效的防滲漏監(jiān)測(cè)工程,例如像一個(gè)新的蓄水庫,我們可以增加水庫的凈空高度,在一定情況下推緩其他額外水資源的需求。在干旱時(shí)期,壓力的減小有助于我們維持并減少儲(chǔ)備水的消耗量。例如,當(dāng)人們洗手時(shí)只需要很小流量的水,降低了水的浪費(fèi)量。
其二、減小離管網(wǎng)頂部20米處壓力可以減少管網(wǎng)破裂次數(shù)。這樣可以在一個(gè)區(qū)域內(nèi)將主要的管網(wǎng)破裂數(shù)量減半。對(duì)于一些管網(wǎng)來說,這可以是一項(xiàng)巨大的成本節(jié)省,就象管道維修通常是一項(xiàng)重要的成本。在用水高峰或非高峰時(shí)期都維持相同的壓力,對(duì)用水者提供始終如一的供水服務(wù)。一般情況下,壓力減小常見于優(yōu)質(zhì)的工程練習(xí),維持有利條件和客戶服務(wù)。
下面先檢驗(yàn)一下WBW策略的可行性:
圖為試驗(yàn)該策略的Burleigh Waters地區(qū)
該地區(qū)管網(wǎng)有3877個(gè)不同屬性,管網(wǎng)壓力6.5kg,安裝了滲漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、可以降低壓力的PRV閥門和PRV壓力管理系統(tǒng),并修復(fù)了主要管網(wǎng)。
圖為減壓閥門
大家可能對(duì)減壓閥很熟悉。這種閥門適合在高壓區(qū)減壓,壓力等級(jí)卻是固定的。在極限需求時(shí)期,閥門被設(shè)置一定等級(jí)來保證臨界狀態(tài)下的壓力。
PRV壓力管理系統(tǒng)可以依照要求(流量)或時(shí)段通過網(wǎng)絡(luò)來調(diào)節(jié)管網(wǎng)壓力。這一系統(tǒng)需要在安全可靠的環(huán)境下運(yùn)行,因此需要一定的資金投入到安裝裝置上。PRV電子管理系統(tǒng)本身成本較低,易操作,可以隨時(shí)調(diào)節(jié)管網(wǎng)壓力,在壓力或流量過低的時(shí)候發(fā)出警示,其內(nèi)置電池有長達(dá)5年壽命。
讓我們來做一個(gè)比較:
圖為在沒有安裝PRV壓力管理系統(tǒng)下一周的供水流量變化圖,一周流量統(tǒng)計(jì)為13.6MI。
圖為在安裝PRV壓力管理系統(tǒng)下一周的供水流量變化圖,一周流量統(tǒng)計(jì)為12.8MI。
通過兩張圖的比較可以看出,在使用了PRV壓力管理系統(tǒng)之后,直接節(jié)約用水達(dá)6%。
未經(jīng)過壓力控制系統(tǒng)處理的流量圖
經(jīng)過壓力控制系統(tǒng)處理過的流量圖
2P控制器
通過機(jī)械化設(shè)置,調(diào)節(jié)限制壓力高低點(diǎn)等級(jí),設(shè)置在小范圍區(qū)域最佳(小于1500屬性)。可以通過簡單早晚壓力設(shè)置計(jì)算出節(jié)水量。
完整調(diào)制控制器
通過電子或水壓設(shè)置,可以不間斷的改變壓力大小,設(shè)置在大范圍區(qū)域最佳(大于1500屬性)。可以潛在的最大化節(jié)水。
減少壓力年表
日期
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實(shí)施進(jìn)程
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壓力(Kpa)
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8月
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前期壓力與滲漏工程試驗(yàn)
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在520――700范圍內(nèi)
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9月
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安裝PRV(設(shè)定出口壓力)
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最大650
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10月
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調(diào)整PRV(設(shè)定出口壓力)
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最大520
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11月
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根據(jù)需求調(diào)整壓力,安裝流量控制器
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最大550,最小340
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1月
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最終調(diào)整壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)流量
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最大550,最小280
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最小夜間流量圖
以前,在未安裝PRV壓力控制系統(tǒng)前,日均消耗水量為2789KL/Day,現(xiàn)在,在試用了該系統(tǒng)后日均消耗水量為2190KL/Day,平均節(jié)約消耗水量22%。這些節(jié)約下來的水可以覆蓋整個(gè)城市。通過控制壓力防滲漏系統(tǒng)工程可盡可能節(jié)水量接近26KL/Day。
在節(jié)約用水成本和日均用水量的基礎(chǔ)上,下面的表格說明了通過控制壓力減少漏損系統(tǒng)工程在成本與效率兩者之于水資源的選擇。試驗(yàn)結(jié)果表明,黃金海岸地區(qū)在實(shí)施了通過壓力控制防滲漏系統(tǒng)工程之后大約節(jié)省成本650萬美金。
水流
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總成本
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日均總用水量(ML/天)
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平均成本(ML/Day)
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管道
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$ 800M
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85
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$ 9M
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新水壩
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$ 1000M
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33
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$ 30M
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控制壓力和滲漏
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$ 65M
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26
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$ 2.5M
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氧化去垢
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N/A
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N/A
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$ 30M
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總減少配置
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$ 5.2122M
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0.4
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$ 14M
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外部流失($10/單位)
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$ 0.777M
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0.04
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$ 2M
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參考黃金海岸水未來開幕研討會(huì)起草報(bào)告,僅包括2004年4月資本費(fèi)用。
排除$200機(jī)械洗滌折舊費(fèi),精確至 2004年2月29日 ,假設(shè)節(jié)約水量18kl/unit/ann。
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綜上所述,使用壓力控制防滲漏系統(tǒng)工程可以深入155個(gè)需求監(jiān)督和管理區(qū)域,重新設(shè)計(jì)水管網(wǎng),提前監(jiān)測(cè)到漏損管網(wǎng),通過網(wǎng)絡(luò)提高有效管理。壓力控制管理在漏損控制領(lǐng)域正在逐步成長發(fā)揮作用,可靠的電子管理控制器可以長久有效的減少水流失。
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