某城市供水时变化系数分析

摘要：本文根据生产运行数据计算了2011年鞍山城市供水最高日时变化系数，并与2010年进行对比，然后分析了2011年时变化系数略有上升的原因；根据最高日小时供水量的变化，计算清水池所需调节容积，并对清水池调节容积的设计提出了建议。
　　关键词：鞍山 供水 时变化系数 调节容积
　　
　　时变化系数K时是城市给水系统工程设计的一个重要参数，是影响城市给水系统中的输水管网、水厂送水泵房及各种给水构筑物大小、配水管网的规模和造价。同时也是进行给水系统优化的重要依据。因此，实测鞍山城市供水的时变化系数并进行分析，对于供水系统的工程设计和运行调度有重要的参考意义。
　　
　　1.时变化系数的含义
　　
　　无论是生活用水还是工业用水，用水量都是经常变化的。生活用水随着生活习惯和气候而变化，夏季比冬季用水多；工业企业冷却用水量随气温和水温而变化，夏季也多于冬季。在设计规定的年限内，用水最多一日的用水量，叫做最高日用水量，一般用以确定给水系统中各类设施的规模。在最高日内，每小时的用水量也是变化的，变化幅度和居民数、房屋设备类型、职工上班时间和班次等有关。最高一小时用水量与平均时用水量的比值，叫做时变化系数K时。大中城市的用水比较均匀，K时值较小；小城市的用水变化较大，K时值较大。
　　
　　2.鞍山城市供水的时变化系数
　　
　　鞍山市市政供水系统有六个水源，其中一个地表水水源为汤河水源、五个地下水水源分别为：首山水源、太平水源、海城水源、铁西水源、西郊水源。鞍山市自来水总公司各水厂的出厂流量计和各分区流量计自2005年起都实现了远程在线读数，生产调度系统每10分钟自动记录一次流量计读数。利用生产调度系统的查询功能，可以得到每小时四个行政区域的总供水量，在此基础之上，可以计算出每年的最高日时变化系数K时。
　　2011年鞍山市的最高日供水量出现在2月2日除夕，2011年2月2日全市四区最高时供水量出现在9:00至10:00，小时供水量为17839m3。当天平均时供水量为13020m3，K时为1.37。2010年鞍山市的最高日供水量出现在2月13日除夕，2010年2月13日（除夕）全市四区最高时供水量出现在9:00至10:00，小时供水量为16907 m3。当天平均时供水量为12523 m3，K时为1.35。
　　
　　3.时变化系数分析
　　
　　3.1时变化系数的影响因素
　　1986版的《室外给水设计规范》（GBJ13-86）给出的最高日城市综合用水时变化系数宜采用的范围是1.3~1.6。2006版的《室外给水设计规范》（GB50013-2006）给出的最高日城市综合用水时变化系数宜采用的范围是1.2~1.6。城市规模越大，所取K时越小；城市规模越小，所采用的K时越大。鞍山城市规模属于大城市，所对应合理的K时应该靠近1.2。
　　2011年鞍山城市供水最高日时变化系数K时为1.37，与2010年的K时1.35相比略有提高，但仍处在较低水平，
　　2010年鞍山市市区内最高日供水量统计值为300552 m3，2011年统计值为312480 m3（最高日供水量统计值为进入市内行政区内管网的水量，本文计算时变化系数所采用的小时水量为市区内各行政区的总供水量之和。由于流量计误差和管道漏损等原因，小时水量之和与最高日供水量统计值不完全吻合）。2011年最高日供水量比2010年增长了11928m3。一般来说，供水量增加后用水的不均匀性应该减小，时变化系数应该相应减小，而2011年最高日时变化系数却提高了。这就要看时变化系数的另一个重要影响因素——用水性质的结构。
　　居民用水的不均匀性较强，主要集中在早晨起床后和晚饭前后。非居民用水包括工业用水、商业用水、机关团体用水和特种用水等，其中又以工业用水为主。非居民用水在时段上比较分散，均匀性比较强。非居民用水的比重越高，时变化系数越小，而居民用水的比重越高，时变化系数则越大。
　　由于鞍山市的大工业水厂已经投用，部分企业工业用水已经停用自来水而改用工业水厂水，同时全球金融危机也对鞍山市工业企业产生了不利影响，2011年非居民用水所占比重有所下降，而居民用水所占比重由有所上升。用水性质的结构变化，是鞍山城市供水最高日时变化系数略有提高的主要原因。
　　近五年来事鞍山城市飞速发展的五年，五年间对老城区的改造力度是空前的。同时，随着人民生活水平的不断提高，对供水企业的要求，对水质，水压的要求都不断提高，为了解决好市民对自来水公司的要求，自来水公司和鞍山市政府投入大笔资金对市区的老旧管网实施改造，对老城区的老旧泵站实施改造，目的就是为了切实解决好水质水压的问题。对老旧管网的改造很大程度上降低了管网的漏失一定程度上提高了时变化系数。
　　3.2时变化系数对清水池调节容积的影响
　　水厂原水的进厂流量在一天内通常保持不变，而水厂出水流量由于受到时变化系数的影响则变化很大，所以水厂每小时的原水进厂流量与水厂出水流量是不相等的。为了调节这两个流量的差额，必须在水厂内建造清水池。
　　
　　4.结论与建议
　　
　　从总体上看，鞍山城市供水的时变化系数K时目前仍维持在较低水平，这对供水节能与生产调度都是有利的。在供水性质结构中，居民用水量比重的提高，会增加供水的不均匀性，使时变化系数K时有所上升。在设计城市水厂清水池调节容积时，如果有实际的最高日供水量变化资料，应该按照产水曲线和送水曲线进行计算，而不能凭经验估算，从而避免清水池过大，造成建设资金的浪费。