城市供水管网铁释放通量模型及其应用_谭浩强何文杰韩宏大等

城市供水管网铁释放通量模型及其应用_谭浩强何文杰韩宏大等书给水排水Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．９２０１４９９城市供水管网铁释放通量模型及其应用谭浩强１，２何文杰１，２韩宏大２赵洪宾１李荣光２刘红２（１哈尔滨工业大学市政环境工程学院，哈尔滨１５００９０；２天津市自来水集团有限公司，天津３０００４０）摘要采用一维移流扩散方程和物料平衡方法两种方式，分析建立了城市供水管网铁释放通量模型，该模型为零级动力学模型，型式简单，便于应用与校核，能与水力模型有机结合，从而可以在城市供水管网中推广应用。管道模拟系统的中试试验结果表明，该模型能准确预测城市供水管网的铁释放量。关键词供水管网铁释放通量模型随着经济的发展和生活水平的不断提高，用户对饮用水的要求不再局限于水压和水量，水质安全问题已经引起人们越来越多的关注。管网铁释放及其引起的水质恶化已逐渐引起供水行业的重视［１～４］。基于现场试验数据，秉承模型型式简单，便于应用与校核的原则，本文进行了城市供水管网铁释放通量模型的分析研究，力求该模型在实际供水管网中得到应用推广。１城市供水管网铁释放通量模型管网水力分析的准确性是实现水质模拟和预测的前提和基础，通过水力模型对管网水力工况的准确模拟，计算出各管段的流量、流速，才可能对水质模型进行研究［５］。目前，管网ＧＩＳ和ＳＣＡＤＡ系统已在国内许多大型水司得到应用，将两者进行优势集成，能够增强管网数据的表达能力，从而为准确分析管网水力工况提供保障［６］。１．１模型建立水质模型的建立基于３个原则：①质量守恒；②水质在节点断面上完全、瞬间混合；③管网水质指标的动态反应（衰减或增加）遵循一定的反应动力学规律。由于管网内水力状态变化十分复杂，通常把足够小的扩展时间段内的管网水力和水质当作稳定状态，在每一个时间段的末尾，水力和水质发生改变，最后实现水力和水质的动态模拟。管网水中物质传输过程通常采用一维移流扩散方国家水体污染控制与治理科技重大专项（２０１２ＺＸ０７４０４－００２，２０１４ＺＸ０７４０６－００３）。程表示，同时，时刻保持物料平衡，因此，采用两种方式分别对城市供水管网铁释放通量模型进行推导。１．１．１一维移流扩散方程推导管网水中物质的一维移流扩散方程如下：Ｃ（ｘ，ｔ）ｔ＋［ＵＣ（ｘ，ｔ）］ｘ＝Ｅ２Ｃ（ｘ，ｔ）ｘ２＋Ｒ（Ｃ）（１）式中Ｃ（ｘ，ｔ）———供水管网在ｘ处ｔ时刻的铁浓度，ｍｇ／Ｌ；Ｕ