Bentley軟件優(yōu)化巴西的給水系統(tǒng) 改善人口綠色用水

水處理網(wǎng)訊:Bentley 軟件公司的WaterGEMS 用于確定解決方案優(yōu)先級(jí)，在43 個(gè)計(jì)量分區(qū)中實(shí)施方案。

奧林達(dá)的用水安全

巴西伯南布哥州的可持續(xù)水資源項(xiàng)目幫助城市從供水不足狀態(tài)過渡到安全用水狀態(tài)。水務(wù)公司Companhia Pernambucana de Saneamento S.A. (Compesa) 負(fù)責(zé)向歷史名城奧林達(dá)供水，那里的泉源水庫和深井受到干旱的影響。由于供水管網(wǎng)的漏失率達(dá)到了56%，該公司需要減少漏失，加大對(duì)缺水地區(qū)的供水。Compesa 聘請(qǐng)Enorsul Saneamento 在總投資1.34 億巴西雷亞爾的項(xiàng)目中對(duì)給水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，以減少56% 的漏失。Enorsul 利用WaterGEMS 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模，以確定各個(gè)解決方案及其優(yōu)先級(jí)，在43 個(gè)計(jì)量分區(qū)中實(shí)施。水力建模將研究周期從18 個(gè)月縮短到10 個(gè)月，團(tuán)隊(duì)得以提前啟動(dòng)改進(jìn)工作。項(xiàng)目投入的1.3 億巴西雷亞爾預(yù)計(jì)將在6 年半內(nèi)收到回報(bào)，并在兩年內(nèi)取消用水配給制。

漏失造成缺水

奧林達(dá)的歷史城區(qū)是聯(lián)合國教科文組織世界遺產(chǎn)，大約三分之一的城區(qū)被劃為歷史名勝區(qū)。巴西稱這個(gè)城市為文化之都，其一年一度的狂歡節(jié)慶?；顒?dòng)可以與里約熱內(nèi)盧的狂歡節(jié)相媲美。奧林達(dá)的古老歷史在該市的水廠中可見一斑，該市一半以上的凈化水由于滲漏而流失，水壓變化不定，從5 米到70 米不等。

奧林達(dá)給水管網(wǎng)的水源來自水庫和管井，2012 年，巴西東北部遭遇旱災(zāi)，水庫和管井都受到了影響。這是該地區(qū)近40 年來遭遇的最嚴(yán)重的干旱。由于該市東北部地區(qū)缺水，必須實(shí)行間隔供水計(jì)劃，也就是每4 天向28 個(gè)供水區(qū)中的7 個(gè)供水區(qū)供水一次。在72 小時(shí)供水周期中，平均日供水時(shí)長為11 小時(shí)。至少有7 個(gè)街區(qū)通過管道直接分流獲得供水，切斷了這些地區(qū)與配水管網(wǎng)的連接。

如果所有城市的凈化水都能入戶，那么整個(gè)城市人口就能獲得全天不間斷的供水。Compesa 與技術(shù)型污水處理解決方案公司Enorsul 簽訂了一份為期5 年的合同，通過設(shè)計(jì)和實(shí)施方案來優(yōu)化供水管網(wǎng)的運(yùn)營，以發(fā)現(xiàn)和減少漏失，最終解除間斷供水。Enorsul 負(fù)責(zé)解決庫容、管道計(jì)量、供水壓力和分區(qū)優(yōu)化等問題。該工程的覆蓋范圍約為426 公里，涉及5,598 個(gè)供水點(diǎn)，影響人口約23 萬人，約占全市人口的70%。

水力模型反映現(xiàn)實(shí)情況

奧林達(dá)的供水系統(tǒng)由8,205 根管道、儲(chǔ)水罐、深管井、增壓泵、流速計(jì)和其他組件組成。Enorsul 使用WaterGEMS 創(chuàng)建了系統(tǒng)的水力模型，運(yùn)用“假設(shè)”方案來確定可行的解決方案，并分析所產(chǎn)生的供水效果。該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)編制了計(jì)量記錄，執(zhí)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，并收集了文件、計(jì)劃和工程圖紙，以更好地了解系統(tǒng)和管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。更新了可用的CAD 數(shù)據(jù)，并將系統(tǒng)的物理特性加載到給水模型中，包括管道長度、直徑、材料、粗糙系數(shù)、高程和局部水頭損失。團(tuán)隊(duì)還利用城市地理信息系統(tǒng)中的地理參考數(shù)據(jù)定義了管道拓?fù)洹⑿杷亢推渌麑傩?。通過將地理參考數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)相結(jié)合，對(duì)模型進(jìn)行了校正，確保了水力模型能夠準(zhǔn)確地反映實(shí)際給水系統(tǒng)的狀況。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)使用該模型測(cè)試了有關(guān)減少漏失和實(shí)現(xiàn)可接受的管網(wǎng)壓力的各種建議。利用 WaterGEMS 生成的水力模擬結(jié)果，比較了短期、中期和長期的各種分區(qū)優(yōu)化和合并方案。對(duì)各區(qū)域的模擬給水方案進(jìn)行了監(jiān)測(cè)和控制，并評(píng)估了其對(duì)庫容的影響。Enorsul 通過模擬運(yùn)營變化以及在關(guān)鍵點(diǎn)施加干預(yù)，確定了管網(wǎng)的最佳解決方案。這些模擬還根據(jù)人口增長和由此產(chǎn)生的水需求的假設(shè)，預(yù)測(cè)了管網(wǎng)性能隨時(shí)間的變化。分析認(rèn)為，到2021 年，奧林達(dá)的人口將增長5%，到2037 年將增長22%。該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的分析確定了哪些地方必須增加供水，哪些地方可以減少供水，以便為目標(biāo)人口提供全天不間斷的用水。

長期決策支持

水力模型為每種方案都生成了即時(shí)的結(jié)果，提供了規(guī)劃奧林達(dá)供水管網(wǎng)長期修繕?biāo)璧臄?shù)據(jù)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)分析了從當(dāng)前到2037 年的情況。Bentley 軟件為流程各個(gè)階段的數(shù)據(jù)管理、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、可視化和修改提供了各種資源。這些資源促進(jìn)了Enorsul 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)、奧林達(dá)管理團(tuán)隊(duì)和Compesa 運(yùn)營管理團(tuán)隊(duì)之間的溝通和決策。

Enorsul 與奧林達(dá)的運(yùn)營和維護(hù)團(tuán)隊(duì)召開了一系列會(huì)議，以討論可以采取用來減少漏失的措施。水力建模清楚地表明了在哪些方面可以進(jìn)行改進(jìn)，以便能以最少的投資獲得最大的效益。最理想的方案是解決管網(wǎng)缺陷，這樣，給水系統(tǒng)就有可能到2021 年將損失從56% 減少到36%，到2037 年進(jìn)一步從36% 減少到29%。

Enorsul 根據(jù)模擬結(jié)果建議新建48 公里的管道，以及替換60 公里的廢棄管道。改進(jìn)措施包括安裝130 個(gè)截止閥，25 個(gè)減壓閥，43 個(gè)測(cè)距儀，2 個(gè)增壓泵，以及建造5 個(gè)容積為2,000 立方米的儲(chǔ)水罐。這些干預(yù)措施將進(jìn)一步把28 個(gè)計(jì)量分區(qū)分成43 個(gè)計(jì)量分區(qū)。這一改進(jìn)項(xiàng)目預(yù)計(jì)將減少管網(wǎng)漏損，使Compesa 每秒可回收230 升水。這將使該水務(wù)公司能夠在兩年內(nèi)取消間隔供水。

投入將在6 年半后得到回報(bào)

水力建模省去了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的費(fèi)用，還展示了建模在管理短期和長期給水管網(wǎng)方面的價(jià)值，包括規(guī)劃和管網(wǎng)調(diào)度改造。在使用Bentley 的供水管網(wǎng)水力模型軟件后，Enorsul 在10 個(gè)月內(nèi)完成了研究并發(fā)布了報(bào)告，比指定工期提前了8 個(gè)月。這使得該項(xiàng)目可以提前實(shí)施，提早減少漏失。通過優(yōu)化管網(wǎng)，Compesa 能夠減少需要處理的水量，并且能提供全天不間斷的供水，同時(shí)還可以顯著降低公共設(shè)施的運(yùn)營成本。Compesa 預(yù)計(jì)，在這一投資達(dá)1.3 億巴西雷亞爾的供水優(yōu)化項(xiàng)目中，每年的投資回報(bào)將達(dá)到1,980 萬巴西雷亞爾。按照這一速度，項(xiàng)目成本將在6 年半內(nèi)收回。

作為世界銀行資助的伯南布哥州可持續(xù)給水項(xiàng)目的一部分，經(jīng)過優(yōu)化的奧林達(dá)給水系統(tǒng)將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)巴西的可持續(xù)供水和污水處理服務(wù)目標(biāo)。通過采用現(xiàn)代化的手段管理城市水資源，修繕給水管網(wǎng)，減少水資源浪費(fèi)，可以克服缺水問題，實(shí)現(xiàn)該地區(qū)的用水安全。充足的供水將減少健康風(fēng)險(xiǎn)和醫(yī)療費(fèi)用，降低消防和公共安全等應(yīng)急費(fèi)用，并提高生活質(zhì)量。