二次供水系统远程集中管理应用

摘要：二次供水系统管理存在很多不足和隐患，迫切需要专业的二次供水远程集中管理系统，提高用水安全，提高服务质量。文章论述了二次供水系统远程集中管理应用。

关键词：二次供水；远程集中控制；控制模式；连接模式

中图分类号：TU991 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）06-0073-03

一、概述

水与人类的生存息息相关，饮水卫生是保障人体健康的必备条件，水同时还是传播疾病的媒介，生活饮用水水质的优劣直接关系到人类的健康问题。因此，饮用水安全问题对保证经济社会的稳定发展和人民生活水平的提高有着举足轻重的作用。

随着城市建设步伐加快与城市用地紧张之间的矛盾加剧，民用和公共建筑的层数也在不断加高，高层用户对自来水管网的服务压力需求超过了城市公共供水管网的服务压力，必须采用二次加压供水。即将城市市政供水管网供水经贮存、自行加压后，向用户供水的形式。

二次供水模式很好的解决了高层建筑的用水水压问题，但伴随而来的二次供水水质污染问题也成为影响生活饮用水安全的隐患。国家饮用水水质标准是指用户龙头水，因此二次供水系统也和水源、净水厂、配水管网一样，是保障饮用水安全的重要组成部分之一。如何防止二次供水水质污染，规范二次供水管理，已成为社会各界普遍关注的热点、难点问题，成为供水管理工作中一个重要课题。

二、二次供水系统现状分析

当前，我国只有少数城市有专门机构对二次供水进行统一的日常管理，大部分城市还都采用由物业公司等单位自行负责的分散管理模式。由于加压泵房位置相对偏僻及管理的非专业性等原因，造成了二次供水设备经常处于管理疏忽或无人管理的状况，出现了种种安全问题。例如，水箱浮球阀损坏而造成溢流不止，泵房被淹现象；水箱进水时间任意确定，在高峰期造成周边用户水压陡降现象；水箱人孔密封不严，污染隐患时时存在；任意调整叠压设备压力限值，对管网形成负压现象；自来水在水池等蓄水设施中贮存时间过长，水中的细菌、总大肠菌群指标明显增加，特别是在夏天，水温较高，水在蓄水设施中滞留24小时以上，水质就会急剧恶化。

以郑州市为例，2003年度饮用水检测结果显示，自来水厂出厂的各项水质指标总合格率为99.42%，其中浊度、细菌总数、总大肠菌群和游离余氯量4项指标全年合格率平均值为97.70%。而二次供水中浊度、细菌总数、总大肠菌群和游离余氯量4项指标全年合格率平均值为76.32%，较出厂水水质明显下降。据2005年统计资料，郑州市每年都要花费近1000万元用于水箱维护，但近10年来发生在的24起饮用水污染事故，因二次供水设施设计、管理等原因导致的就占了15起；在57件有关饮水卫生的投诉案件中，涉及二次供水的有38件，显示出二次供水是饮用水卫生保障中的一个难点。

二次供水设备管理中存在问题究其原因主要有以下几种：

（一）职责不清，管理措施无法落实

按照现行规定，二次供水设施隶属于各自的房屋产权单位，分化为公产、企业产、个人所有等多种形式，其管理职责也相应由房管部门、企事业单位和物业管理公司等单位承担，这些单位并没有专业化服务能力。由于物业等部门的管理水平所限，造成水电浪费严重、环境污染突出，居民用水水质无法保证等一系列严重问题，不能保证饮用水安全。在实践中，有的使用单位和管理单位将水池的通气管封死，或者部分封死，导致水池中水团通气不畅通致使水质恶化；有的将通气管的防虫网罩损坏，使外界杂物、飞虫等进入水池而使水质污染。另外，绝大多数二次供水设施未设二次消毒设施和安全保障装置。

（二）各自为政，运行管理处于失控状态

二次加压系统的水箱进水管一般都在DN100以上，阀门全开时会对周边用户水压造成明显的影响。根据供水管理部门的规定，高峰用水时间水箱应停止进水。但在实际执行中，由于用户自行控制设备运行，随意性较大，此条规定很难得到贯彻。同时近年来随着无负压技术的普及，用户大量使用无负压设备进行二次供水。无负压设备直接在市政管网上进行加压供水，如果使用过程中不能严格遵守管网水压下限值关泵的规定，极易对市政管网产生负压，给管网正常运行造成影响。

（三）技术落后，管理手段亟待更新

二次加压供水设备一般都位于地下室等比较偏远的地方，只有做到实时监控才能及时发现问题、解决问题，而目前的技术手段还不能对整个二次供水系统进行实时运程监控，更无法做到根据整个供水管网系统情况调度单个二次供水设备的运行。

随着经济社会的发展，对饮用水水质标准的要求也随之提高，作为城市供水的重要组成部分的二次供水，对于其管理也有了更严格的要求，解决好城市二次供水中存在的问题意义重大。加强对二次供水的管理，保证用户用到符合国家水质标准的水，是整个社会面临的共同问题。

三、远程集中管理的必要性

2010年10月1日颁布实施的国家《二次供水技术规程》中第7.0.12条中提到，二次供水泵房宜安装远程监控系统。条文解释对此进行了说明，其目的是在保证二次供水设备运行可靠的基础上，采用远程监控方式实现设备自动运行和泵房的无人值守，为二次供水设施实现统一管理创造条件。

二次供水远程监控也是国家规范的要求。GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》中3.7.7条第7款指出，水箱宜设置水位监视和溢流报警装置，信息应传至监控中心。

四、远传集中管理应用

对于二次供水设备的管理，主要针对两个技术方面进行研究：一是研究对现有二次加压供水设备实现远程集中化控制管理，避免由于二次供水设备管理失控的状况，带来的对整个管网运行不稳定的影响及用户水质安全隐患；同时充分利用水箱的调蓄能力，平衡用水的峰谷，达到节能减排的作用。二是研究对二次供水系统的改进，在二次供水系统中通过增加可远程调控的设施，确保用户用水安全。

（一）工作原理

利用无线网络通讯技术，把终端控制系统的各种数据传输给远程的中心调度，由中心调度对管网的运行情况和用户实际用水情况进行分析，根据分析结果设置终端控制系统的自动运行参数，或者根据需要进行手动控制管理。

根据中心调度的分析数据设置终端控制系统的运行参数：

水位：（低位）、（高位）；

压力：（低位）、（高位）；

时间段：、、；

由传感器采集二次供水水箱中的水位高度M，采集市政管网向二次供水设施进水口的压力P，当前的时间S，系统根据设定的参数按照下列表示调整进水阀门的开关状态，从而达到合理控制二次供水设施的需要。

（二）控制关系

开阀动作

：

关阀动作 开阀动作

关阀动作开阀

动作

或者：

开阀动作 关阀动作

关阀动作开阀动作

（三）控制分析

1．当现在时间S不包含于时间段时，一直保持阀门打开状态。

2．当现在时间S包含于时间段（）时：

（1）根据水位控制参数（M1 M2），调整阀门的状态。当实时水位高度M小于低位设置值M1时，就打开阀门进水，一直到蓄水设施内蓄水达到高位设置值M2时，即实时水位高度M大于M2时，就关闭阀门停止进水。如果水位控制参数（M1 M2）同时都设置为0时，就一直保持阀门关闭状态；都设置为4时，则一直保持阀门开启状态。

（2）根据压力控制参数（），调整阀门的状态。当实时压力值P小于低位设置值时，就关闭阀门防止压力降低，对管网产生负压影响，一直到压力上升至高位设置值时，即实时压力值P大于时，就打开阀门继续供水。如果压力控制参数（）同时都设置为0时，就一直保持阀门关闭状态；都设置为1时，则一直保持阀门开启状态。

（四）控制模式

每一个控制终端负责控制一部二次供水设备，控制终端为一个可以独立运行的子系统。中心调度通过网络连接所有的控制终端，可以随时监测需要的压力、水位等数据，并且下发相应的指令给控制终端，对各个二次供水设备进行集中管理。

（五）连接模式

根据二次供水设施分散设置的特点，考虑远程连接的方式，可利用互联网（INTERNET）连接（TCP/IP）和利用无线通讯（GPRS、CDMA）连接，这些连接方式都可以使用。经过比较分析，认为无线通讯安装方便，信号覆盖区域广，安装后可以直接接入无线网络，不需要重新布线；可扩充性能好，由于使用了公用网络信息平台，在网络覆盖区域内建立管网监控点几乎可以不用考虑网络的问题，在需要的地方都可以建立，而且通讯成本不会随着传送点的改变而改变；通讯质量可靠，经过国内两大运营商长时间运营的无线网络，技术已经相当成熟完善，可以提供质量可靠的无线通讯。

五、应用前景

近年我国城市化建设不断加快，城市供水区域内的多层、高层建筑越来越多，市政供水管网原有压力达不到的建筑顶层，要保证正常用水必须使用二次加压供水设备。相比从供水管网直接供水，二次加压供水设备由于存在中间蓄水加压环节，使水质更容易受污染。而随着二次加压供水设备使用的增多，由二次加压供水设备的管理维护不善、水质监测不到位、产权单位管理混乱等多种问题，带来的饮用水污染和水资源浪费的现象日益突出，造成了众多的社会矛盾。在生活水平不断提高的同时，居民对生活饮用水的水质也越来越重视，而饮用水在输送蓄贮加压过程中出现的水质污染，对人体健康与安全造成的危害是巨大的，特别是2003和2004年世界范围内爆发了两次流行病，而病菌又很容易依靠水系统传播，使部分人们对饮用水产生了心理恐慌和压力。保证居民安全用水、高品质用水，成为关系到社会健康和谐发展的重大

问题。

要解决这些问题，必然要对二次供水设备实施统一规划，通过科学技术手段提高系统各项能力、提高工作效率、减少设备故障解决时间等管理中可能出现的问题，并对市政供水管网合理调控管理提供可靠的数据依据，保障了居民用水安全，减少了资源浪费。同时，社会化、专业化服务也是解决这一问题的重要途径，随着专业化服务公司的技术进步，以及供水管理方面市场化、社会化程度的提高，相信这一问题最终会得到较好的解决。