城乡统筹供水管网加氯优化及水质均匀度评价

蝈醯园管圆衄园镌踊国瞎田瞿玲芳蒋福春信昆仑。陶涛。颜合想。(1浙江省水利水电勘测设计院，杭州310002；2苏州市自来水有限公司，苏州215002；3同济大学环境科学与T程学院，上海200092)摘要针对城乡统筹供水模式下乡镇供水管网的特点，构建了以合格水百分比和加氯总量为优化目标的供水管网二次加氯优化模型，采用NSGA一1I算法实现该优化问题的求解，在此基础上，提出了均匀系数实现对管网中余氯均匀度的量化评价，并以苏州北部某城乡统筹供水管网为实例进行了应用。结果表明，与传统加氯相比，二次加氯能显著提高管网中合格水的百分比和水质均匀度，从整体上改善管网水质。关键词城乡一体化二次加氯水质均匀度均匀系数OptimizationofchlorinationandwaterqualityuniformityevaluationofintegratedurbanandruralwaterdistributionsystemQuLingfang，JiangFuchun，XinKunlun。，TaoTao。，YanHexiang。(j．ZiangProvincialInstituteoyWaterConservancyHydropower，Hangzhou310002，China；2．SuzhouCityWaterCompanyLimited，Suzhou215002，China；3．SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092，China)Abstract：Anoptimizationmodelfortheboosterchlorinationspecifictotheurbanandruralwaterdistributionsystemwasestablished．ThepercentageofqualifiedwaterandthetotaldosageofchlorinewereoptimizedwithNSGA-IIalgorithmmethod．ThenuniformcoefficientwasproposedtOevaluatetheuniformityoftheresidualchlorineinnetwork．Theresultsofapplicationtheoptimi—zationmodeltoanurbanandruralwaterdistributionsysteminnorthSuzhouindicatesthatCOIl7．一paredwiththetraditionalchlorination，boosterchlorinationcansignificantlyincreasethepercent—ageofqualifiedwaterandwaterqualityuniformitywhichimprovestheoverallwaterqualityinwa—terdistributionsystem．Keywords：Urbanandruralwaterdistributionsystem；Boosterchlorination；Waterqualityuni—formity；UniformcoefficientO引言近年来，随着城市的发展，城市供水管网的服务范围空前扩大，为了实现对水资源的高效配置，实现城乡一体化供水，达到城乡用水同网同质的目标，我国提出了城乡统筹供水模式，把城市与和乡镇作为整体，统筹规划，切实提高乡镇居民的饮用水水国家自然科学基金资助项目(51378374)。124给水排水Vo1．43No．72017质ll1]。乡镇居民的生产和生活活动等因素决定了乡镇供水管网具有以下特点_2]：①供水范围较大，用水点相对独立而且分散，相互之间往往相隔一定的距离；②供水管网较简单，基本上为树状分布，供水可靠性较差，末梢节点水龄较长，水质安全性得不到保障；③生活用水量总量相对较小，用水时间集中，有很强的规律性，在一天内，存在早晚两个用水高峰期，用水量变化大，相应的用水量时变化系数较大。由于上述特点，饮用水往往需要经过很长的距离才能运输到乡镇，水在管网中停留的时间较长，管网中余氯浓度衰减严重，乡镇管网尤其是管网末端用户饮用水的安全性得不到保障。因此，确保城乡统筹供水模式下乡镇用水水质安全性显得尤为必要。在传统的加氯模式下，供水企业往往通过增加出厂水的加氯量来保证管网末梢的余氯“，然而研究表明，随着出厂水中加氯量的增加，管网中消毒副产物(disinfectionby-products，DBPs)的生成量也随之增加，危害人体的健康。因此，供水企业常常采用二次加氯的方式解决保证供水管网水质和减少管网前端过