供水管网管理模式的探讨 4页

'供水管网管理模式的探讨武汉市水务集团汉阳管线所冯国强、胡炯提要：本文就供水管网运行管理如何克服被动管理，力求主动、高效的供水管网运行管理模式，从管线部门机构组成和供水管网科学调度技术上提出了一些探讨，特别强调管网本身应该主动调控。关键词：供水管网管线部门机构组成管网管理科学调度技术供水管网是供水系统的重耍组成部分，且是隐蔽、分散的工程，管理的难度较大，而且目前我国大部分供水企业管网管理模式都比较传统、落后。为此，在强调改善传统的管理理念及管理内容的同时，应对管线部门机构作相应的调整，并应在使用管网管理科学调度技术的基础上，使用新型的管理模式。管网管理科学调度技术是为提高管网管理科学水平而采取的理论、方法和手段。管网管理科学调度技术主要内容包括三个方面：水压调度、水质调度和应急调度。1・为什么要使用新的管理模式1.1背景内部问题的存在：近几十年來城市供水系统的扩建重点，主要放在污水处理厂及新增管线上，而供水管网只是为了使新增加供水量输配至用户，对局部进行管线增改，虽然局部地区对管网进行了改造，但管网中带债太多，主要体现在以下几个方面：（1）管线爆破频率较高，管网漏水率居高不下；（2）局部地段水压不足；（3）用户端放出的水感观不好，浊度偏高，常有黄水干扰。外部用户的要求：随着人们生活水平的不断提高，用水客户对城市基础设施Z—供水系统运行的安全、可靠性有了更髙的要求，具体涉及在以下儿个方面：（1）水是不可替代的产品，停水将干扰了人们的正常生活秩序，强烈要求停水的补偿乃至赔偿的要求；（2）人们对自來水的可饮用性提出更高的要求，比如口感要好（无氯味）、观感要好（浊度W1.0NTU）、对身体力求还要有保健的愿望；（3）用水户对屋顶水箱的水质提出疑问，呼吁城市管网适当提高水压，尽量减少屋顶水箱装置；（4）用水户强烈要求直接向供水企业结算水费，避免用水户之间摊派水费的纠纷。1.2管理现状（1）管理模式我水务集团公司是采用管网、营业分专业及业务范围进行分离式条状管理这种适用于城市发展期的供水管网的粗放式管理管理模式。（2）管理目标目前我集团公司对管线管理部门的管理要求为：信息掌握清晰、服务对象明确和管理主动有序。（3）组织机构现在我集团管线所管理结构上分为五个部门：生产、调度、工程管理、巡线和管网技术，组织结构为分散式平级粗放式管理结构。1.3弊端近二十年来，我城市供水行业取得了长足的进展，供不应求的状况得到彻底的改观，我水务集团正在强化企业管理，重视管网的改造，狠抓职工素质，改善服务质量，为人们生活水平的提高做出新的贡献。但由于现存的管理模式落后，管理效率不是很理想，造成企业形象一直得不到改进，还是一种落后老企业的形象，无法适应现代化的管理理念。2.供水管网管线部门机构组成目前我国大部分城市供水行业的管线管理部门多采用分离式条状管理模式，即管线报装部门、管线生产调度部门和施工部门。其中管线生产调度部门又多分为调度室、生产队和巡线部门等单一功能股室。这种单纯从工作职 能上划分组成机构不是不行，但它已是一种落后的管理模式。那么现代化的管理模式所对应的机构组成模式乂是一种什么模式呢？本文提出下面i种模式以供探讨：：2.1新型机构组成模式管线管理部门分为技术参谋、生产调度和运行管理三大块，这一树装管理结构。1）技术参谋技术参谋部门是树装管理结构的基础，它负责收集、整理管线资料（即维护GIS系统），分析、拟定措施,为管线管理提供清晰、高效的管理措施。2）生产调度生产调度部门是树装管理结构的一个末梢，它负责管线管理部门日常的生产调度，将技术参谋部门提供的生产方面的管理措施具体实施。3）运行管理运行管理部门是树装管理结构的另一个末梢，它负责管线管理部门tl常的运行管理，包括巡线、查漏和管网工程管理等运行管理方面的职能。2.2新机构组成模式的作用使用此种管理结构，其基础是管网管理科学调度技术，好处是集中、全面和实时掌握供水管网运行状态，进行智能化和优化控制，从而实现供水管网现代化管理的目标。1）实吋全面高效过去由于缺乏必要的技术手段只有实施分离式条状管理，管理信息共享稈度不是很高，往往形成所需要的管理信息掌握在不需要此信息的部门手中。新的机构组成模式利用现有的GIS系统，可以很好的作到管理信息共享，真正作到管理部门全面、集中、实时地掌握供水管网运行状态，由专业技术参谋部门进行管理科学调度。从管理效率上说，此管理模式最为高效。2）智能化和优化控制过去由于缺乏必要的技术手段只有实施分离式条状管理，管理理念是简单的头疼治头，管理方法落后。新的机构组成模式市专业技术参谋部门进行管理科学调度，使用了新型管理科学调度技术，无论是从管理智能化和优化控制等方面，都要大大优于过去的机构组成模式，更适应供水管网的现代化管理这一H标。3•管网管理科学调度技术主要基础技术包括计算机技术（Computer）＞通讯技术（Communication）＞控制技术（Control）和传感技术（Sensor）,简称3C+S技术。在现有GIS系统上，实现供水管网运行状态集中、全面和实吋检测的基础上，充分利用现代信息技术手段，采取智能化和优化控制理论和方法，制定实时和高效的调度决策方案，下达正确的调度指令，实现供水管网现代化管理的目标。3・1科学调度的主要内容1）水压调度在保证用户水压要求的前提下，尽量降低管网水压，节约供水成本。其次给水系统和水处理系统同样存在水压调度和节能问题。2）水质调度为保证管网供水水质符合国家有关规范和标准，我们必须对管网中水质变化过程进行监控和分析，优化水处理的操作过程和合理地调度管网屮的流量分配，适时地对储水设施和管网进行冲洗、排放和消毒，以防止管网屮的水质污染和水质恶化。3）应急调度科学调度不仅仅适用于日常的生产调度中，还要对生产的紧急事件进行及时处理，具备快速响应和故障处理方案，降低事故损失。对供水系统的各种紧急事件快速分析，采取合理的措施，尽量保证供水，并能预防供水系统事故的发生，这才是科学调度的应急调度。上述各项调度的内容是相互关联的，所以应该实现全面和统一的调度，这加大了供水管网科学调度工作的复杂性和技术难度。 1.2科学调度的优化决策计算方法优化决策的计算方法就是首先要建立一个优化决策的数学模型，然后进行求解计算，求借优化调度决策方案。常用的数学模型有两种：微观数学模型法和宏观数学模型法。微观数学模型法是将管网系统中尽量与实际接近各管段和节点纳入决策计算，通过管网系统水力分析，求解满足管网水力条件和用水要求的最经济压力分布，优选最适合的管网运行调控方案的运行模式。目前我集团GTS系统就是采用的该数学模型。供水管网科学调度优化决策的数学方法一般由用水量预测和泵站优化组合运行方案决策两个阶段构成。1）用水量预测统计数据说明，供水管网用水量具有根据时间进行周期性变化的规律。根据历史用水量，运用数学统计方法可进行用水量的预测，常用的方法有线形回归分析、卡儿曼滤波、灰色系统模型等方法。其屮有线形回归分析法比较简单，具有很好的实用性能。下面是一个日预测用水量的线形回归模型：Qd=Q；（1+〃止丁+区W+用V）（m3/d）Qd——预测H用水量（m3/d）；Qa一一过去若干口（15~30天为宜）平均用水量（nf/d）；△T——预测日最高气温对于过去若干日最高气温平均值的增量（°C）；W——天气变化因数，晴天W=0,阴天W=-i,雨天W=-2；V一一假日因数，非假日V二0,假日V二-广-2；Bi,忆，B3一一线形回归系数，可采用最小二乘法求得，大多数在0.8以上。2）泵站优化组合运行方案决策供水管网运行成本主要分为两个方面：水厂制水成本和泵站运行电费。供水管网运行成本费用的科学调度模型可用下面这个公式表示：式屮：Cw表示供水管网运行成本费用；Cs表示水厂制水成本，是管网中全部水厂制水成本之和；Cp表示泵站运行电费，是管网中全部泵站运行电费之和。根据FI用水虽的预测，可调控水厂制水量和泵站运行，真正作到有目的性的主动调控供水管网运行，起到节省运行成本最大作用。4.主动管理rti公司管网运行现状而言，从水压均衡、节点服务水头基本符合需求方面评述尚好，这也是传统的供水系统运行调度的主要目标。但是从管网屮对老朽管段的特殊照料、对水滞留等等问题过去重视是不够的，给管网优化运行及管网水质的改善带来不少麻烦，造成暴管率太高，漏耗居高不下，因此主动对管网的运行状态进行分析、主动调控管理是必要的。4.1主动管理的策略1）信息掌握清晰（1）通过GIS系统的开发，建立好管网的运行模型，应做到图、属性、现状三相符；（2）有独立的管道敷设、拆除、添改的逐年台帐，与GIS管网系统的现状资料有机的结合，可以追查管网历年的变迁情况，有利于管网的维修管理； （3）掌握管段的漏失率及内阻率；掌握管段运行负荷、节点自由水头及管网的高、低压区；了解管网中水质变化情况；（4）了解用水户的相关资料；（5）掌握管道相近平行及立交的其它管线情况。2）服务对象明确紧紧配合好政府的统一部署，以最佳的方式为用水户服好务。3）管理主动有序对管道及附属设施进行主动、有序、分包的巡查管理、阀门管理、检漏管理、抢爆及维修管理、水表管理、抄表收费管理。1.2主动管理的实施建议想对供水管网管理实施主动管理，需要对我们先行的管理方式作出改进。具体表现在下面两个方面：一、管线部门机构改革的具体建议针对管网主动的管理，组织结构应改为三个部门，一是技术参谋部门；二是生产调度中心；三是运行管理部门。（1）分析、拟定措施一一通常屈管网运行模型的维护部门的职能，是企业技术参谋部门的日常工作。（2）布调控令一通常属企业生产调度中心的职能。（3）执行调控令一通常属管网运行管理部门的职能（将巡线、查漏和管网工程管理合并为一个执行部门）。二、使用管网管理科学调度技术建议针对管网主动的管理，管理技术应不断地提高和改进，正确使用最新的管理科学调度技术，实现供水管网现代化管理的目标。建议管理模式为：选择树状集屮式管理模式，即通过现有的GIS系统，由技术参谋部门在实现供水管网运行状态集中、全面和实吋检测的基础上，充分利用现代信息技术手段，采取科学调度的优化决策计算方法，制定实吋和高效的调度决策方案，选择正确地管理方法，最大程度地实现资源的合理应用。参考文献［1］田一梅，赵新华,黎荣。GIS技术在供水系统中的应用与发展［J］中国给水排水，2000,9［2］张宏伟，储诚山，吴光红。GIS支持下的给水管网闸门优化调度［J］中国给水排水，1999,2'