2019年第15期 Engineering Eqipment sndMaterils |工程设备与材料|97 减压水池在大高差供水系统中的应用分析 谢华明”，陈伟 （1.泛华建设集团有限公司，湖南长沙410000：2.湖南辉达规划勘测设计研究有限公司，湖南长沙410000） 摘要：在大高差供水系统中，减压是保证整个供水系统安全的重要播施，文章根据类似工程的减压方案，重点比较了 减压间和减压水池两种减法方案，论选了两种减压方式的优缺点，并根据项目实际需求及两种减压方式特点确定在本项目 设计中采用减压水池作为供水系统的减压方式：详述了减压水泡中手动闻门、泄压闻、电动阀门及流位闻的安装、运行方 式及控制原理，并结合实际运行中出现的问题优化了相关参数，希望对于类似项目的设计及调试运行有参考借鉴作用.
关键词：大高差供水系统：减压闽：减压水池：控制方式：工程设计 中图分类号：TU991 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2019) 150097-02 南方某县城新建城乡供水一体化供水水厂，水厂清 虑减压阀及减压水泡两种减压方式，并根据优缺点选择 水池出水标高约为660m，水厂规模近期为2×10m/d， 最终减压方式.
远期为8×10md.厂区水源为水库水、重力自流至厂区， 2.1减压间减压 水源水质好，主要采用混凝沉淀过滤消毒处理工艺， 减压阀又分比例式减压阀及可调式减压阀，由于可 供水范围为中心城区及周边乡镇，重力供水，近期实施 调式减压阀可保证末端压力为设置数值，但一般用于水 配水管网敷设，主要考虑现有道路并结合远期配水管网 平方向的安装，本项目允许阀后压力波动，设计为比例 规划进行布置，大致为城区根据现有道路将配水管布置 式减压阀.
其比例式减压阀的进口压力和出口压力始终 为大环管，后期根据规划道路逐渐补充联络管，周边乡 保持一定的比值，如2：1、3：1、3：2等.
压力比 镇供水从环管接出，布置为支管供水.
值是通过活塞式阔芯两端直径比值决定的.
加工装配好 县内地貌主要特征以山地为主，四面环山，丘网盆 后其进出口压力比值就已固定，无法更改.
当减压阀进 地相间.
部分乡镇与主城区地形高差大，在整个管网设 口压力上升或下降时，减压阀出口压力也会成比例上升 计过程中，为保证城乡一体化供水工程供水范围，进行 或者下降，始终保持固定的比例值.
其适用于对阀后压 了局部加压及减压处理，加压供水范围一般仅涵盖小高 力变化要求不严格的场合，常用于竖直方向上的减压.
差供水区域，而减压供水则涵盖的供水范围为地形高差 减压润已大量运用于各种减压场所，因其安装方便、 30～300m.在此类大高差区域中为保证供水系统安全 占地少、施工简单，费用较低，供水不与空气接触，可 平稳，减压措施成为解决此类问题的一个主要难点， 尽量保证水质安全等各种优点，受到设计师及建设单位 如笔者此次设计的其中一个乡镇供水，供水区域与主城 的青眯，尤其是在建筑物内空间狭小的场所.
区地形高差达200m以上，如何妥善运用减压措施成为 同时减压阀因阀后仍保留有压力，在需要减压的数 此城镇供水安全的重点.
减压措施得当，供水量及供水 值保持一定时，需要设置的级数较多，且大高差区域， 保证率均能大幅提高，措施不当，则供水保证率将大打 若减压阀失效，静压传导至阀后，则会导致阀后压力剧 折扣，可能存在经常停水维修的隐患.
增，进一步加重或者破坏后续减压阀.
在本项目这种大 高差供水系统中，若减压不彻底，损坏后对整个供水系 1工程设计参数 统的影响极大，且后期维护工作量也会较大.
这也是笔 供水目标乡镇镇区地形标高在400～420m，供水总 者在本项目中慎用减压阀的原因.
人口约3000人，参考《室外给水设计规范》（GB50013 减压阀一般采用并联安装，便于检修及维护，阀前 2006）、《村镇供水工程设计规范》（SL687-2014）及 后设置压力表及其他必要配件.
减压阀安装方式如图1 《湖南省用水定额》（DB43T388-2014）等相关规范及 所示.
常用资料，本项目人均用水量近期取为125L/d，远期取 为150L/d，供水量近期的为375m/d，远期约为450m²/d， 1. 2 3 45 配水主管管径按照远期供水规模一次性敷设完成，采用 DN200球墨铸铁管.
2不同减压方式的原理及优缺点 NOMKE 在大高差供水系统中，为消减沿线富裕水头，保证 系统平稳安全运行，常考虑在管道中设置调压井、减压 1.压力表：2.Y型过滤器：3.软接头； 阀，或者将管段分为若干段，在每段管道末端设置减压 4.比例式减压阀：5.检修阅阀.
水池将池前管道压力消除等措施.
本项目配水管管 图1减压阀安装方式示意图 径较小，供水流量较小，几何高差大，考虑调压井常用 22减压水池减压 于大流量以及输水方式过渡处的调压，本次设计重点考 减压水池为散开式水池，将一段完整配水管道以水 池为节点分为几段配水管，单个减压水池将上游管道来 作者简介：谢华明（1985一），男，项士，工程师，研究方向： 水水头完全泄压，下游段管道静压力以减压水池液位高 市政给排水.
度为准，以此往后推，最末端配水管最大静压力以最后
98-|工程设备与材料|Engineering Equipment and Materils 2019年第15期 一个水池最高液位为准.
慢，则能有效降低水锤产生的压力，在前后高差已定 减压水池的减压方式最为彻底，整套配水管网系统 的情况下，阀门的开启度也能有效匹配管道流量、流速 压力不会随前端用水、设备损坏等外在因素面产生大的 对应的管道水损，同时也可以降低水锤产生的压力 波动，可保证整个系统的安全性，后期维护较简单.
同 因此，本设计在进水管方向，依次安装手动闸阔、 时由于减压水泡为构筑物，整体占地面积大、施工成本 泄压阀、电动闸润、液位控制阀、液位计等设备，出水 高、工程量大，且减压水泡泄压后供水与空气接触，可 方向设计检修闸阀，并根据规范在减压水池设置溢流、 能存在二次污染.
减压水池大致平面布置如图2所示.
放空、消能等配套设施.
其主要控制方式为利用液位计 控制水泡液位高低，控制前段电动闸阀在30s内进行启 闭，可有效防止水锤的产生或降低水锤产生时的压力， 减压水施 若电动阀门或者液位计失效，导致水池水位过高，液位 电 控制阀在水位达到溢流水位时自动关闭进水管，液位阀 的突然关闭将引起水锤的产生，为降低水锤的危害，在 前端设置泄压阀，并将泄压阀泄压压力取最大静压力 0.2～0.3MPa，及时将管道中水锤压力泄压，保护管 道及设备.
同时调整最前端手动闸阀的开启度，降低水 锤压力的同时增加管道阻力，使减压水池的进出水量尽 1.手动网网：2.淮压阀：3.电动网阀：4.液位阀.
量平衡，可有效减少配套设备如电动阀门的频繁启闭.
图2减压水池大致平面布置 4 结束语 减压水池的设置 通过综合比较，本项目采用减压水池方式更符合本 具体涉及工程案例时，可根据项目实际情况综合考 项目特点，在实际运营中，减压水池因减压彻底，配套 虑采用减压润或者减压水池，亦或者两种方式组合减压， 设施设备配置得当，整套供水系统均能正常平稳运行， 均可有效降低管道多余水头，保证供水系统平稳运行.
供水范围内用户用水保证率高.
但因供水区域为乡镇， 本设计中重点考虑后期维护及整体系统的可靠性， 小时变化系数较大，水池前端设施的电动阀门启闭仍较 充分与建设方及运营方探讨，并结合相关工程案例，同时 为频繁，且电动阀门启闭时间较长，在关闭过程中存在 考虑本设计中此处供水管道较长，需要进行二次补氯等处 水池水位继续上升导致液位阀关闭现象，建议在运营过 理，决定采用减压水泡的减压方式消除管道中富余水头.
程中通过较长时间用水数据的分析，调整前端手动间阀 考虑管道承压、配套设备工作压力、水锤等因素影 的最优开启度，同时增大电动阀门关闭水位与液位阀关 响，具体设计为在标高600m、550m、500m（可根据现 闭水位高差，避免液位阀关闭，可有效降低电动阀门启 场情况据此标高上下调5m均可，以便于场地选择及施工） 闭频率及水锤产生，有利于配水系统安全、平稳运行， 3处设计减压水泡，并在450m标高处设置一调蓄水池 可减少后期运营过程中人工现场控制及相关设备使用次 （调蓄水池兼做调蓄、减压、补氯用），减压水池有效 数，降低运营成本.
水深2.5m，有效容积20m²，体积选择主要参考高日高时 30min用水量的池体容积.
调蓄水池有效水深2.3m，有 参考文献： 效容积90m”，体积参考高日用水量的20%，出水管采用 [1]韩建军，张天天，陈立志，等，大落差重力输水工程关阀控 DN200钢管接球墨管，保证高日高时的配水，同时在调 制对水锤防护效果[J].水利天地 2015(2)：4-6 蓄水池出水口进行补氯，并根据设置在末端的余氯监测 [2]唐迪，可美玲，王婷婷，超高落差长输供水工程减压消能方 仪及时调整补氯量.
由于管道中水损基本等于水池之间 案优选实例研究[J].累龙江水利 2015 11 (6) ：11-13 的几何高差，管道出水流量较大，综合考虑造价及设计 [3]徐大伟，彭怡，长距离大高差有压重力流原水输水管道改 需求，本次设计在水池之间采用DN150的期管进行连接， 扩建设计[J].给水排水 2012 10(38)：112-114 配套同口径的阀门配件等.
[4]孙万功.长距离输水管道减压措施研究[J].水利规划与设 水泡之间为重力输水，虽设置减压水池后，管道静 2003 (3) : 5758 压大为降低，但在运行期间，若管道中的阀门突然关闭， [5]季宇，何化.重力带压长距离输水系统设计实例分析[J]. 仍会产生水锤现象，当水锤压力超过管道、设备允许承 中国拾水排水 2015 6（11)：4346 受的压力时，管道及设备将会损坏.
由于水锤产生的本 [6]朱小双长距离大高差多级消能重力流输水系统水锤防护 质仍是水流动量变化引起的，面水流动量变化又由管中 研究[M].两安：长安大学，2013. 流速变化引起，若通过延长关阈时间改变流速变化的快