[发明专利]一种二次供水水箱理论流入水量的计算方法

说明书

本发明公开了一种二次供水水箱理论流入水量的计算方法，包括：一、根据水箱在工作日或休息日的用水情况将工作日或休息日的一天划分成若干时间段；二、计算水箱在工作日或休息日一天内不同时间段的平均流出水量和最大流出水量；三、计算水箱在工作日或休息日一天内不同时间段开始时刻的理论存留水量；四、在工作日或休息日一天各个时间段的开始时刻根据理论存留水量、实时存留水量和水箱最大储水量计算出水箱在工作日或休息日一天不同时间段的理论流入水量。本发明能在满足用水要求的前提下准确地控制自来水在水箱中的停留时间，有效地降低因自来水在水箱中停留时间过长而导致的微生物指标超标的风险。

技术领域

本发明涉及城市供水管网系统二次供水领域，尤其涉及一种二次供水水箱理论流入水量的计算方法。

背景技术

二次供水是指将城市公共供水经储存、加压，通过管道再供用户使用的供水形式。二次供水储水设备(以下简称水箱)中的生活饮用水(以下简称自来水)是通过水泵抽取的或从城市供水管网系统自动流入的。水箱进口流量指某一时刻水箱进口处自来水的流量；水箱出口流量指某一时刻水箱出口处自来水的流量；水箱流入水量指在一段时间内流入水箱的自来水的体积；水箱流出水量指在一段时间内流出水箱的自来水的体积；水箱存留水量指某一时刻水箱中自来水的总体积；水箱液位指某一时刻水箱中自来水水面到水箱底面的垂直距离。

我国城市自来水的消毒绝大多数都是采用氯消毒法。氯消毒法的突出优点是余氯具有持续的消毒作用，余氯系指用氯消毒时，加氯接触一定时间后，水中所剩余的氯量。余氯浓度在城市供水管网系统中随时间的推移会逐步衰减。二次供水最常见的问题是自来水在水箱中停留时间过长，导致水箱自来水中的余氯浓度衰减到很低的水平，起不到有效杀灭水中微生物的作用，造成水箱中自来水的微生物快速生长而出现微生物指标超标。因此减少自来水在水箱中的停留时间对于保护水箱中自来水的水质安全有着重要的意义。

为了解决上述技术问题，中国专利公告号为CN110264067A的现有技术在2019年9月20日公开了一种二次供水储水设备进口流量的计算方法，该方法包括以下步骤：步骤一、根据最近若干天出口流量的历史数据计算在一天不同时间段的理论出口流量；步骤二、根据步骤一的结果，计算在给定停留时间情况下水箱在一天不同时间段开始时刻的理论存留水量；步骤三、根据步骤一和步骤二的结果，结合实时检测得到的存留水量，计算水箱在一天不同时间段的进口流量。该方法根据大数据统计得到水箱的用水特征，再以此为依据控制给水箱供水，从而实现按需供水，有效地减少了自来水在水箱中的停留时间。但是在实际使用中，该技术仍然存在如下技术问题：

1)该技术在统计分析用水特征时没有区分工作日和休息日，而实际中工作日和休息日的用水特征是完全不一样的，对于一些场所，如学校、办公楼等，在工作日的用水量远高于在休息日的用水量，特别是在6:00-20:00时间段，工作日平均用水量是休息日平均用水量的数倍(3-5倍)，如果不区分休息日和工作日进行统计分析，将由此得到的平均用水量用于休息日的供水控制则明显偏大，会导致储水过多，完全失去控制供水的作用，将由此得到的平均用水量用于工作日的供水控制则又偏小，容易导致储水不足。

2)该技术最终的计算结果为进口流量，意图通过控制进口流量来实现对自来水在水箱中停留时间的控制，但是在实际中准确控制进口流量很难实现，这导致该技术的实际应用受到限制。

3)该技术没有考虑水箱存在无效体积的问题，由于水箱底部会逐渐存留一些存积物，为了防止这些存积物随水箱出水管流出到用户处，在安装水箱出水管时都刻意将出水管抬高至距离水箱底面一定高度安装，通常出水管的下缘距离水箱底面的垂直距离有10-20cm，由此水箱出水管下缘以下部分的存水将无法随出水管流出使用，这部分不能使用的水箱体积称为无效体积。另外对于使用水泵控制出水的水箱，出水管如果空管将导致水泵出现干抽而被损坏，为了防止出水管空管，不能让液位低于出水管的上缘，这种情况下无效体积更大，而该技术在计算理论存留水量时并未考虑水箱的无效体积，按此控制供水将出现储水不足以致不能满足实际用水需要的技术问题。