本發(fā)明涉及一種為山區(qū)用戶供水的方法及多級供水系統(tǒng)，屬于地形高差較大的城鎮(zhèn)、山區(qū)等地區(qū)，且有多個(gè)不同高程的供水水源的生活供水技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著人民生活水平的不斷提高及鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的日益發(fā)展,建設(shè)山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村自來水已成為急待解決的問題,它對減少人民群眾疾苦,改善生活生產(chǎn)條件,促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的繁榮和發(fā)展,將起到重要作用。近年來山區(qū)農(nóng)村利用現(xiàn)有的水資源已興建了一大批飲用供水工程,發(fā)揮了很大的效益,但有一些工程因?yàn)槭芩闯鏊坎蛔慊虻貏葺^低提升成本太大而受到限制，或者為了滿足供水水量要求而選擇了地勢低、水質(zhì)較差的河流水、水庫水作為生活供水水源，這樣雖然滿足了鄉(xiāng)鎮(zhèn)或農(nóng)村的生活供水，但同時(shí)也存在著運(yùn)行成本高、供水系統(tǒng)不安全、供水水源單一、受天氣氣候條件影響較大等諸多弊端。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種為山區(qū)用戶供水的方法及多級供水系統(tǒng)，以針對山區(qū)地形的城鎮(zhèn)、山區(qū)地區(qū)居民居住分散，高差分布較大，有小流量的多處水源點(diǎn)的普遍共有特征，提供一種可以有效利用小流量水源點(diǎn)水質(zhì)好、高程高的優(yōu)勢，同時(shí)又能提供一種安全可靠、投資節(jié)省同時(shí)運(yùn)行成本低的供水裝置，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的一種為山區(qū)用戶供水的方法為，該方法選擇多個(gè)不同高程的水源作為供水點(diǎn)，并在每個(gè)供水點(diǎn)建立供水站，每級供水站均設(shè)有蓄水池，每級供水站的蓄水池僅負(fù)責(zé)向低于本供水站且高于下一級供水站的水用戶供水；每級供水站與相鄰供水站之間經(jīng)上行和下行聯(lián)絡(luò)管路連接，構(gòu)成多級供水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各水源之間的水量互補(bǔ)。

前述方法中，所述各水源之間的水量互補(bǔ)包括最高級供水站以下的某級供水站水源流量不能滿足本供水站的水用戶需求時(shí)，優(yōu)先由上級供水站利用重力自流供水的方式逐級通過聯(lián)絡(luò)管路向其補(bǔ)充供水。

前述方法中，所述各水源之間的水量互補(bǔ)包括最低一級供水站以上的某級供水站水源流量不能滿足本供水站的水用戶需求，且利用重力自流供水的方式仍無法滿足本供水站的水用戶需求時(shí)，由下級供水站通過增壓供水方式逐級通過聯(lián)絡(luò)管路向其補(bǔ)充供水。

前述方法中，所述增壓供水方式采用增壓泵供水，增壓泵的揚(yáng)程大于本級供水站與上一級供水站的高程。

前述方法中，所述各供水站經(jīng)主供水管路和配水管路與本供水區(qū)域水用戶連接；主供水管路較低處設(shè)有減壓閥，通過減壓閥調(diào)節(jié)供水壓力，防止壓力過大造成管路破裂。

按上述方法構(gòu)成的本發(fā)明的一種為山區(qū)用戶供水的多級供水系統(tǒng)為，該系統(tǒng)包括最低級供水站、一組中間級供水站和最高級供水站；每級供水站均包括水源和蓄水池，水源經(jīng)輸水管與蓄水池頂部連接；蓄水池底部設(shè)有供水管，供水管經(jīng)供水閥與主供水管路連接，主供水管路經(jīng)一組配水管與本級的水用戶連接；除最高級供水站外其余各級供水站的蓄水池一側(cè)均設(shè)有增壓泵，增壓泵進(jìn)水口與本級的蓄水池底部連接，增壓泵出水口經(jīng)多功能水泵控制閥與上行聯(lián)絡(luò)管路連接；上行聯(lián)絡(luò)管路經(jīng)電控閥和液位控制閥與蓄水池頂部連接；除最低級供水站外其余各級供水站的蓄水池底部均設(shè)有出水管，出水管經(jīng)單向閥與下行聯(lián)絡(luò)管路連接；除最低級供水站外其余各級供水站的蓄水池頂部經(jīng)液位控制閥與下行聯(lián)絡(luò)管路連接。

前述多級供水系統(tǒng)中，所述最低級供水站、一組中間級供水站和最高級供水站中的一組中間級供水站包括至少一個(gè)中間級供水站；各級供水站之間經(jīng)上行聯(lián)絡(luò)管路通過管道和下行聯(lián)絡(luò)管路串聯(lián)連接；上行聯(lián)絡(luò)管路是本級供水站與上一級供水站的聯(lián)絡(luò)管路；下行聯(lián)絡(luò)管路是本級供水站與下一級供水站的聯(lián)絡(luò)管路；每一級供水站的上行聯(lián)絡(luò)管路通過管道與上一級供水站的下行聯(lián)絡(luò)管路連接；每一級供水站的下行聯(lián)絡(luò)管路通過管道與下一級供水站的上行聯(lián)絡(luò)管路連接；主供水管路與下行聯(lián)絡(luò)管路以及上行聯(lián)絡(luò)管路可合并為一根管道，蓄水池供水、出水及進(jìn)水管路布置不變，即主供水管路部分可作為向用戶配水的管路，同時(shí)也作為水源互相補(bǔ)充的輸水管路，從而節(jié)約管材、降低造價(jià)。

前述多級供水系統(tǒng)中，所述各級供水站的輸水管上均設(shè)有閘閥；每級供水站的蓄水池的上部均設(shè)有溢流管。

前述多級供水系統(tǒng)中，所述各級供水站的主供水管路較低處均設(shè)有減壓閥。

前述多級供水系統(tǒng)中，所述各級供水站的蓄水池的底部均設(shè)有排空管，每個(gè)排空管上均設(shè)有排空閥。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明主要應(yīng)用于山區(qū)地形的城鎮(zhèn)、山區(qū)水用戶相對自然高差較大、水源點(diǎn)流量不大又比較多且分散地區(qū)的生活供水，相比于傳統(tǒng)的提升至高位水池逐級減壓供水或者逐級提升供水能夠最大限度利用水源點(diǎn)自然地勢重力流供水，同時(shí)多個(gè)水源聯(lián)合供水更是大大提升了供水系統(tǒng)的安全可靠性。相比于逐級由低向高提升供水方式，本發(fā)明采用的由高向低的供水方式，在各水源點(diǎn)流量充足時(shí)供水系統(tǒng)不需要能源供給利用重力自流供水，只有在高處頂部水源點(diǎn)出流水量不足時(shí)才需要低處水泵向上提升補(bǔ)充，極大節(jié)約了能源及運(yùn)行成本。逐級提升供水方式的水源點(diǎn)只有一個(gè)，同時(shí)是自下而上加壓供水，如果水源點(diǎn)由于水質(zhì)或水量問題停止供水時(shí)將會(huì)造成整個(gè)供水系統(tǒng)無法運(yùn)行，即使提升線路中間某處水泵損壞檢修，在其上部的供水系統(tǒng)也將停止供水，容易造成大范圍內(nèi)停水現(xiàn)象。本發(fā)明每個(gè)水源點(diǎn)有其供水范圍同時(shí)又串聯(lián)能夠相互補(bǔ)充，在一個(gè)水源點(diǎn)由于出流量不足或者其它原因造成停水時(shí)其它水源點(diǎn)可以及時(shí)補(bǔ)充，將供水系統(tǒng)故障的影響降低到最小。相比于提升至高位水池再重力自流的供水方式，本發(fā)明在節(jié)約能源、運(yùn)行安全可靠方面有很大優(yōu)勢。但也可通過自動(dòng)化控制減少很大部分的管理維護(hù)工作。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是最高級供水站的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是中間級供水站的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是最低級供水站的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記為：1-水源，2-輸水管渠，3-蓄水池，4-閘閥，5-溢流管，6-供水管，7-供水閥，8-主供水管路，9-配水管路，10-水用戶，11-減壓閥，12-排空管，13-排空閥，14-增壓泵，15-多功能水泵控制閥，16-上行聯(lián)絡(luò)管路，17-液位控制閥，18-電控閥，19-出水管，20-單向閥，21-下行聯(lián)絡(luò)管路，22-最低級供水站，23-中間級供水站，24-最高級供水站， 26-由最低級供水站供水的區(qū)域，27-由中間級供水站供水的區(qū)域，28-由最高級供水站供水的區(qū)域。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不作為對本發(fā)明的任何限制。

本發(fā)明的一種為山區(qū)用戶供水的方法，如圖1所示，該方法選擇多個(gè)不同高程的水源作為供水點(diǎn)，并在每個(gè)供水點(diǎn)建立供水站，每級供水站均設(shè)有蓄水池，每級供水站的蓄水池僅負(fù)責(zé)向低于本供水站且高于下一級供水站的水用戶供水；每級供水站與相鄰供水站之間經(jīng)上行和下行聯(lián)絡(luò)管路連接，構(gòu)成多級供水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各水源之間的水量互補(bǔ)。各水源之間的水量互補(bǔ)包括最高級供水站24以下的某級供水站水源流量不能滿足本供水站的水用戶需求時(shí)，優(yōu)先由上級供水站利用重力自流供水的方式逐級通過聯(lián)絡(luò)管路向其補(bǔ)充供水。各水源之間的水量互補(bǔ)包括最低一級供水站以上的某級供水站水源流量不能滿足本供水站的水用戶需求，且利用重力自流供水的方式仍無法滿足本供水站的水用戶需求時(shí)，由下級供水站通過增壓供水方式逐級通過聯(lián)絡(luò)管路向其補(bǔ)充供水。增壓供水方式采用增壓泵供水，增壓泵的揚(yáng)程大于本級供水站與上一級供水站的高程。各供水站經(jīng)主供水管路和配水管路與本供水區(qū)域水用戶連接；主供水管路較低處設(shè)有減壓閥，通過減壓閥調(diào)節(jié)供水壓力，防止壓力過大造成管路破裂。

按上述方法構(gòu)成的本發(fā)明的一種為山區(qū)用戶供水的多級供水系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)包括最低級供水站22、一組中間級供水站23和最高級供水站24；每級供水站均包括水源1和蓄水池3，水源1經(jīng)輸水管2與蓄水池3頂部連接；蓄水池3底部設(shè)有供水管6，供水管6經(jīng)供水閥7與主供水管路8連接，主供水管路8經(jīng)一組配水管9與本級的水用戶10連接；如圖3和圖4所示，除最高級供水站24外其余各級供水站的蓄水池3一側(cè)均設(shè)有增壓泵14，增壓泵14進(jìn)水口與本級的蓄水池3底部連接，增壓泵14出水口經(jīng)多功能水泵控制閥15與上行聯(lián)絡(luò)管路16連接；上行聯(lián)絡(luò)管路16經(jīng)電控閥18和液位控制閥17與蓄水池3頂部連接；如圖2和圖3所示，除最低級供水站22外其余各級供水站的蓄水池3底部均設(shè)有出水管19，出水管19經(jīng)單向閥20與下行聯(lián)絡(luò)管路21連接；除最低級供水站22外其余各級供水站的蓄水池3頂部經(jīng)液位控制閥17與下行聯(lián)絡(luò)管路21連接。

如圖1所示，所述最低級供水站22、一組中間級供水站23和最高級供水站24中的一組中間級供水站23包括至少一個(gè)中間級供水站23；各級供水站之間經(jīng)上行聯(lián)絡(luò)管路16經(jīng)管道和下行聯(lián)絡(luò)管路21串聯(lián)連接；上行聯(lián)絡(luò)管路16是本級供水站與上一級供水站的聯(lián)絡(luò)管路；下行聯(lián)絡(luò)管路21是本級供水站與下一級供水站的聯(lián)絡(luò)管路；每一級供水站的上行聯(lián)絡(luò)管路16經(jīng)管道與上一級供水站的下行聯(lián)絡(luò)管路21連接；每一級供水站的下行聯(lián)絡(luò)管路21經(jīng)管道與下一級供水站的上行聯(lián)絡(luò)管路16連接。主供水管路8與下行聯(lián)絡(luò)管路21以及上行聯(lián)絡(luò)管路16可合并為一根管道，蓄水池供水、出水及進(jìn)水管路布置不變，即主供水管路部分可作為向用戶配水的管路，同時(shí)也作為水源互相補(bǔ)充的輸水管路，從而節(jié)約管材、降低造價(jià)。各級供水站的輸水管2上均設(shè)有閘閥4；每級供水站的蓄水池3的上部均設(shè)有溢流管5。各級供水站的主供水管路8較低處均設(shè)有減壓閥11。各級供水站的蓄水池3的底部均設(shè)有排空管12，每個(gè)排空管12上均設(shè)有排空閥13。

實(shí)施例

本例主要通過聯(lián)絡(luò)管路串聯(lián)起各水源點(diǎn)實(shí)現(xiàn)聯(lián)合向水用戶供水，同時(shí)利用蓄水池3、上行和下行聯(lián)絡(luò)管路和增壓泵14實(shí)現(xiàn)各水源之間的水量互補(bǔ)，水量充足時(shí)利用蓄水池3逐級向低處減壓供水，實(shí)現(xiàn)了供水系統(tǒng)的節(jié)能以及安全運(yùn)行。水源點(diǎn)可以是江河湖水、水庫水、泉水、溶洞水、地下水、雪山融化水等，水質(zhì)應(yīng)滿足生活用水要求，不滿足要求者需增加凈水處理裝置處理。水源點(diǎn)水通過輸水管渠2接入蓄水池3內(nèi)。蓄水池3可以采用磚砌或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，有效容積應(yīng)按照水源點(diǎn)出流量和用水量經(jīng)過計(jì)算確定，可為該水源點(diǎn)供水范圍最高日用水量的20%-30%，水源點(diǎn)出水量變化較大時(shí)，可適當(dāng)增大蓄水容積。蓄水池3設(shè)有溢流管，在保證水源點(diǎn)持續(xù)向蓄水池3補(bǔ)水的同時(shí)，通過溢流管5保證蓄水池3內(nèi)的貯水及時(shí)置換保鮮。蓄水池3底部設(shè)有排空管12，通過排空管12對蓄水池3長期沉淀的泥沙進(jìn)行沖洗排泥。蓄水池3進(jìn)水主要有三個(gè)來源：就近的水源1點(diǎn)處自然補(bǔ)給；來自上級供水站聯(lián)絡(luò)管路16的自流補(bǔ)充水；來自下級供水站聯(lián)絡(luò)管路21的增壓補(bǔ)充水。蓄水池3的供水共有兩個(gè)方向：經(jīng)過增壓泵14向上級供水站增壓供水；利用蓄水池3自然高程向下級供水站自流供水。增壓泵14采用立式或臥式增壓泵，供水流量按照用水量計(jì)算確定，同時(shí)以水源枯水期出流水量復(fù)核最大供水流量，增壓泵14揚(yáng)程以可供水至上一級蓄水池高程計(jì)算確定。增壓泵14啟停控制由上一級供水站根據(jù)該級的蓄水池水位控制，在蓄水池3水位達(dá)到啟泵水位時(shí)啟動(dòng)增壓泵14供水，達(dá)到停泵水位時(shí)即停止增壓泵14。增壓泵14與電控閥18聯(lián)動(dòng)，增壓泵14啟動(dòng)時(shí)電控閥18關(guān)閉，增壓泵14停止時(shí)電控閥18打開，防止部分增壓泵14出水回流至蓄水池3內(nèi)造成能量浪費(fèi)。在上行聯(lián)絡(luò)管路和下行聯(lián)絡(luò)管路與蓄水池3的連接管道上均設(shè)有液位控制閥17，液位控制閥17帶有液位探頭，當(dāng)液位探頭檢測到蓄水池3水位達(dá)到停泵水位時(shí)，液位控制閥17關(guān)閉，蓄水池3停止進(jìn)水。當(dāng)增壓泵14揚(yáng)程較大時(shí)，可在主供水管路8較低位置減壓閥11進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)。增壓泵14出水管應(yīng)根據(jù)其供水揚(yáng)程計(jì)算安裝防止水錘作用的多功能水泵控制閥15。具體實(shí)施時(shí)，就根據(jù)水用戶的居住高程和各供水站的高程合理劃分供水區(qū)域即劃分各供水站的供水高程范圍，合理分配流量及揚(yáng)程，實(shí)現(xiàn)各水源點(diǎn)之間的水量調(diào)動(dòng)，使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到最優(yōu)。整個(gè)供水系統(tǒng)的管路可以結(jié)合實(shí)際情況采用鋼管或塑料復(fù)合管等。各水源1通向蓄水池3的輸水管渠2上應(yīng)設(shè)置閘閥4，在蓄水池3需要檢修、清洗時(shí)，可關(guān)閉閘閥4停止輸水。

本發(fā)明的工作過程及原理

其工作過程如下：各水源1的出水進(jìn)入本供水站的蓄水池3內(nèi)貯存，當(dāng)各水源1點(diǎn)的出水流量能夠滿足其各自供水范圍內(nèi)的用水戶的需求時(shí)，由各供水站的蓄水池3通過主供水管路8重力自流供水至各用水戶區(qū)域。如遇某一水源的出水量不足時(shí)，可由上級供水站通過下行聯(lián)絡(luò)管路向采用重力自流供水方式逐級向水源出水量不足的供水站蓄水池3內(nèi)補(bǔ)水；當(dāng)該供水站的蓄水池3水位達(dá)到停泵水位時(shí)，液位控制閥17關(guān)閉停止進(jìn)水。

如遇某一水源的出水量不足時(shí)，且上一級供水站通過上行聯(lián)絡(luò)管路向采用重力自流供水方式向水源出水量不足的供水站蓄水池3內(nèi)補(bǔ)水，仍滿足不了水用戶需求時(shí)，低級供水站通過增壓方式逐級向其補(bǔ)水?？捎勺畹图壒┧?2的增壓泵14將蓄水池3內(nèi)水抽至上行聯(lián)絡(luò)管路向中間級供水站23的蓄水池3內(nèi)補(bǔ)水；再由中間級供水站23的增壓泵14將蓄水池3內(nèi)水抽至更上一級中間級供水站23的蓄水池3內(nèi)補(bǔ)水；采用上述接力方式直至將下級供水站的水補(bǔ)充給出水量不足的供水站；構(gòu)成聯(lián)合向用水戶供水狀態(tài)。

供水系統(tǒng)中各水源點(diǎn)的出水優(yōu)先補(bǔ)充自身的蓄水池3，不足部分在優(yōu)先由上級供水站用重力自流方式補(bǔ)水，在上級供水站出水量也不足時(shí)，才由下級供水站通過增壓方式補(bǔ)水。盡量利用重力自流供水的方式，以節(jié)約能源。