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1、器給水排水工程WaterSupply&DrainageEngineering某引水工程泵站加壓輸水段經(jīng)濟(jì)管徑的確定席莉(安徽建筑大學(xué)環(huán)境與能源學(xué)院，安徽合肥230601)摘要：長距離、大流量引水工程是解決城市供水不足問題的一種重要手段，而管網(wǎng)投資占整個(gè)工程總投資的比例很大，因此如何合理地選擇管道直徑變得尤為重要。以龍河El水庫一磨墩水庫引水工程為例，結(jié)合考慮資金的時(shí)間價(jià)值，以工程初期投資和泵站運(yùn)行費(fèi)用之和最小為目標(biāo)選擇出經(jīng)濟(jì)管徑．可為類似工程的設(shè)計(jì)提供參考。關(guān)鍵詞：引水工程；／Jn／玉．泵站；輸水管線；經(jīng)濟(jì)管徑；經(jīng)濟(jì)
2、流速；總投資中圖分類號：r11U991．36文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號：1009—7767(2015)01—0112—04DeterminationofOptimalDiameterforPressurizedWaterPipeSectionofaPumpStationXi“在長距離輸水管網(wǎng)系統(tǒng)中，管道投資占整個(gè)工程投資的60％～80％【¨，如果管徑選擇過大，盡管管道的水頭損失小，但會(huì)增加泵站和管道工程的初期造價(jià)；如果管徑選擇過小，雖然會(huì)減少工程的初期投資，但會(huì)大量增加泵站運(yùn)行費(fèi)用來克服水頭損失。在管道輸水系統(tǒng)中，尤其是
3、在管網(wǎng)布置、管材、流量、粗糙系數(shù)等確定的情況下，經(jīng)濟(jì)管徑的選擇直接影響到工程建成以后的運(yùn)行狀況和工程總費(fèi)用【2-31。因此，如何合理地確定管徑對長距離輸水工程意義重大。1工程概況該工程為龍河口水庫向合肥和舒城城市供水工程，供水起點(diǎn)為龍河口水庫，經(jīng)杭埠河、舒城縣及豐樂河。終止于肥西縣境內(nèi)磨墩水庫。輸水管線干管全長50．5km．總設(shè)計(jì)調(diào)水量60萬m3／d．全線主要采用預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)單管鋪設(shè)，穿越河道、公路及地質(zhì)較差等地段采用鋼管。輸水管線在利用重力流輸水的基礎(chǔ)上結(jié)合加壓泵站輸水，其中加壓段管路自豐樂河以北
4、約800m處的肥西縣界河至磨墩水庫，共計(jì)18．15km。輸水規(guī)模為45萬m3，d，具體路線走向見圖1。根據(jù)龍河口供水工程系統(tǒng)方案．對于重力流輸水段管徑的選擇涉及加壓泵站的相關(guān)投資與運(yùn)行費(fèi)用，須考慮沿線可利用地形高差．根據(jù)輸水管線的布置方案。確定滿足重力有壓輸水的最小管徑。對于泵站加壓管路肥西縣界河一磨墩水庫段，其管徑的確定直接影響112辛葒投求2015No．1(Jan．)V01．33泵站的投資。對工程建設(shè)造價(jià)、運(yùn)行費(fèi)用有很大影響。因此，筆者僅對加壓管段的經(jīng)濟(jì)管徑進(jìn)行分析計(jì)算。2經(jīng)濟(jì)管徑的影響因素2．1計(jì)算方法的選擇經(jīng)
5、濟(jì)管徑的選擇方法主要有經(jīng)濟(jì)流速法和動(dòng)態(tài)法。而動(dòng)態(tài)法一般以年值法和凈現(xiàn)值法最為常用。1)經(jīng)濟(jì)流速法。經(jīng)濟(jì)流速法一般適用于管道工程的初選階段．該方法根據(jù)輸水方式、管材等選擇經(jīng)濟(jì)流速范圍，然后通過水力計(jì)算得出比較經(jīng)濟(jì)的管徑，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)管徑進(jìn)行適當(dāng)修正加以確定。根據(jù)《水力計(jì)算手冊：》【4】，管道直徑計(jì)算采用公式(1)：廠丁萬一d=1000、／型芝。(1)Vqlrv式中：d為管道直徑，mill；13為經(jīng)濟(jì)流速，m／s，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮不淤流速與最大允許流速；Q為計(jì)算管段設(shè)計(jì)流量，m3／s。2)動(dòng)態(tài)法。通過年值法和凈現(xiàn)值法計(jì)算經(jīng)濟(jì)管徑
6、的原理是一樣的．都考慮了資金的時(shí)間價(jià)值．都是經(jīng)過擬定不同的管徑方案進(jìn)行定量的經(jīng)濟(jì)比較來確定管徑，只是計(jì)算的方式不同[5】。該工程采用凈現(xiàn)值法進(jìn)行計(jì)算，即總投資為年運(yùn)行電費(fèi)現(xiàn)值與投資現(xiàn)值之和，投資現(xiàn)值主要考慮了管道的建設(shè)費(fèi)用和泵站的投資之和。年運(yùn)行電費(fèi)現(xiàn)值計(jì)算采用公式(2)：給水排水工程器WaterSupply&DrainageEngineedng圖1工程管線走向示意圖蹦×pQ叩HT×案等。(2)啊=齋址叔叔R～×fo(3)式中：E為年運(yùn)行電費(fèi)現(xiàn)值，元；K為電費(fèi)綜合單價(jià)，該工程取0．88元／(kW·h)；p為水的質(zhì)量密
7、度，k咖3；Q為管網(wǎng)流量，m3／s；T為水泵年工作時(shí)間，h；H為水泵揚(yáng)程，m；田為水泵綜合效率；i為收益率，該工程取8．55％；rt為計(jì)算年限。該工程取30年。2．2水力計(jì)算相關(guān)公式選用1)管材粗糙系數(shù)的選定。根據(jù)GB50013--2006(室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》匯編的各種管道沿程水頭損失水力計(jì)算參數(shù)，綜合南水北調(diào)等【鋤】國內(nèi)類似工程設(shè)計(jì)中采用的粗糙系數(shù)取值的經(jīng)驗(yàn)。并結(jié)合具體的工程，預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)粗糙系數(shù)選取0．011,---，0．0125。2)水頭損失與水泵揚(yáng)程的計(jì)算。對于有壓輸水管網(wǎng)系統(tǒng)。水頭損失的大
8、小直接影響水泵的選型及建成以后的運(yùn)行耗電費(fèi)用。該工程根據(jù)估算可知，局部水頭損失占沿程水頭損失的3％，小于5％，所以局部水頭損失忽略不計(jì)。結(jié)合曼寧公式和謝才公式，沿程水頭損失計(jì)算采用公式(3)：式中：啊為沿程水頭損失，m；t)為管網(wǎng)流速，m／s；C為1縣謝才系數(shù)，C=上Ro，其中凡為曼寧粗糙系數(shù)；尺為水力n半徑，nl；Z為輸水管線長度，m。水泵揚(yáng)
