城乡供水系统自动化控制方案分析

城乡供水系统自动化控制方案分析

张正刚

广西玉林水利电力勘测设计研究院 广西玉林 537000

摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，人们生活水平不断提高。生活生产用水大多直接来自水厂，而水厂本身就是一个复杂的、综合的系统，为了提升生产效率，水厂要有一套较为完善的自动化控制系统。而从我国的目前情况来看，大部分水厂在自动化控制上仍然有许多的缺陷与不足，鉴于这种情况，文章将对此问题进行分析。

关键词：城乡；供水系统；自动化控制

引言

“水”相当于是城市中流动的血液，水行业作为本世纪非常重要的阳光产业之一，随着各种新型技术在我国的不断应用发展，比如说计算机技术以及信息技术等，较为传统的供水系统现在越来越满足不了当前城市的生产以及生活需求，所以供水企业一定要对管理系统进行更新换代，从而不断的增强管理技术水平，以使得企业能够获取更多的经济效益。由此自动化管理技术已经被逐渐的应用到供水系统之中，同时起到了很强的效果，大大保证了服务质量,但与此同时也有诸多的问题影响到自动化管理系统的落实，由此有必要对其进行详细的探究分析。

1水厂供水系统自动化控制的发展以及现状

20世纪80年代改革开放政策引导了国外先进的技术及资金进入我国兴建大型水厂，我国也因此用于了城市建设的大型水厂。但随着我国经济高速的发展和人民日益高需求的供水，供水量的增加是市民们最大的要求。所以相关部门也重视水厂供水系统的自动化控制，以应对人们生活所需。但目前针对水厂供水系统在城市发展的目标而适应的话，对发展速度越来越快的城市而言，必须要从供水系统的规模甚至是供水量上面考虑城市发展的要求，这样的需求对于我国的水厂而言都是非常大的挑战；再者就是在匮乏的水资源以及短缺的能源大背景之下，城市的合理用水才是给水系统要考虑的重要环节。在可持续发展的思路下，保证城市的安全供水系统之后，必须以节水为目标开展现代化的改造以及设计。水厂供水系统的自动化发展也得益于自动化控制系统以及计算机等学科的迅猛发展；以相关的数学方法和应用现代的控制理论来对管网和泵站相关的配置以及城市的水压和水量等信心建立数学模型；优化工作一般用先进的计算机来进行操作；给水系统最佳的工作状态必须要利用现代的控制工程来控制。这样能够保证供水系统在可靠经济的系统运行以及调度管理下，能够对人们对用水的水压、水质与水量的需求进行满足。可以理解，水资源的保护以及城市可持续发展得益于水厂供水系统的自动化控制。见图1。

图1水厂供水自动化控制系统

2城乡供水系统中存在的问题

2.1供水能力不足

供水能力不足有着自然原因及人为原因。就自然原因来看，随着全球变暖的不断加剧，近几年的降水量呈现不断减少的趋势，这就使得水厂在采水上出现困难。就人为原因而言，随着工业化、城市化速度加快，人们用水量随之大幅增加，用水地区的范围不断扩大，这就导致我国普遍的供水能力远远落后于用水需求。供水一旦不足，将会对人民的日常生活和经济的发展造成巨大的制约，所以我们说，供水能力不足已经成为水厂所面临的最大问题。

2.2供水安全性差

水源地的选址是制约水厂发展的重要因素，而我国大部分水厂在选址问题上有着多方面的考虑：不仅要适应城市的进一步发展，还要考虑生态因素与政治因素，这些因素使得水厂在选址上较为困难。同时，由于管理力度不足，许多工厂在废水的排放上十分随意，废水往往不经过任何的处理措施就直接排放到河流湖泊之中，对水资源造成各种各样的污染，而水厂一旦选址就难以变更，水源的污染会对水厂的供水安全造成严重威胁。

2.3供水成本高、利润过低

供水成本过高、经济利润低下，成为制约我国水厂发展的最大问题。造成水厂供水成本过高、利润低的原因有多种：首先，源于我国的特殊国情，水一直作为公共产品而无法进行市场化的定价，这就使得水价偏低。再者，水厂的供水过程包括从水源地取水到水厂设备净水再到终端供水，这其中许多环节都需要缴纳增值税，税款的支出无疑增加了水厂的供水成本。最后，水厂供水入户的成本过高，不仅要铺设大量的终端供应设备，也需要大量的人员进行维护，这无形中增加了水厂的支出，从而导致供水成本提高。

3城乡供水系统自动化控制措施

3.1优化水厂供水系统，提高供水能力

我国大部分的供水的模式都是利用恒定压力来进行供水的，该模式是利用工频定速泵，其中水泵的运行是采取并联的方式；这个问题就是水泵的供水效率很差，主要是分析工频定速泵的原理，预设值较高的工频定速泵无法能够达到人们对理想值的预期，水泵的运行都是低频率进行的，可想而知供水效率很低。所以想要对水泵的供水效率进行提高的话就要优化设计供水系统。研究表明，利用全变频泵来替换工频定速泵，水厂供水系统的工作模式就是全变频模式，这能够极大提高水泵的工作效率到理想的峰值。前期的投入成本不小，不过从长远角度来考虑城市的供水系统的话这就是最佳的办法，不仅能够节省电力还能够对工作效率进行提高。此种方案也会随着科技的进步和应用探索，慢慢地受到普遍的接受以及使用。

3.2提高供水可靠性、安全性

日常的供水情况利用计算机对供水的水质以及调度来监测，保证了水厂供水的质量、稳定性以及可靠性，能够对城市的节能减排贡献一份力量。此外，水厂供水系统中的供水质量以及可操控性可以利用先进的优化技术进行提高；环境的恶劣已经导致水质污染严重、水资源的匮乏等问题，水厂的供应系统要解决在城市化的进程中的顺利供水，不仅要考虑到城市的供水服务范围以满足居民对水量和水质等安全性要求，而且要不断增加城市的供水量以面对未来发生的不可预测情况，从而实现供水可靠性与安全性的提升。

3.3实现水厂供水的整合控制，降低供水成本

从成本过高的问题来分析，水厂可以从整合控制的系统来分析，这种办法不仅能够对水厂的产品成本有效降低，也可以提高水厂的利润，而且还能够对水厂的管理能力进行提升。控制系统的整合，必须能够实现共享的信息资源，全面整理水厂供水系统中的具体信息，如此才可调整水厂进行统一且协调的生产状态。人力对复杂的水厂供水系统的管理是有限的，质量以及安全等问题的可靠性就不太如意；所以随着自动化和计算机技术的发展，采取自动化方式进行水厂的供水系统改良是明智选择。

结语

综合而论，通过自动化管理手段来对城市供水系统进行控制管理，仍旧具有很多的问题，像是资金不到位、不注重自动化管理设备的维护工作等等，不利于城市规划建设的发展前进，同时还会造成人们的生产以及生活受到一定的不良影响，所以一定要科学的处理各个问题，同时需要科学运用城市自动化供水控制管理系统，并注重其升级换代，在水厂以及供水管网监测方面合理运用自动化管理设施等，使得来自动化管理工作的优势得以充分体现，从而使得城市供水系统得以顺利运行。

参考文献

[1]周雅珍,蔡云龙,刘茵,周宁娟.城市供水系统风险评估与安全管理研究[J].给水排水,2019,12:13-16+11-12.

[2]李永林,叶春明,蔡云龙.国内外城市供水系统风险管理现状[J].科技与管理,2020,06:8-12+22.

[3]綦涛.城市供水自动化调度系统研究[J].煤炭技术,2020,12:132-134.

[4]秦思昌.浅谈我国城市供水现代化[J].海军医学杂志,2019,03:279-281.

[5]赵阳,刘蔚蔚,王慧,刘谭.城市供水水环境问题及解决对策[J].水科学与工程技术,2019,06:48-50.