配水管網破管與供水穩定性關係之研究

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袁覺仁(Shae-Zan Yuan) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系在職專班

論文名稱

配水管網破管與供水穩定性關係之研究

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摘要(中)

目前既有供水區中有關自來水供配線管網在操作維護管理的問題很多，包括水壓、水量、水質等，當供配水管網發生供水量不足、破管或其他因素導致供水失衡時，會顯現出制水閥設置及操作上的重要性，設置太多將徒增工程費與管理人力，太少則破管搶修時必需關閉很多制水閥，裝設位置不當則破管時會發生供水失常情形。
供配水管線系統發生破管漏水時，供水區內水壓降低、供水量減少、水質受污染。在破管關閉鄰近制水閥等待搶修通水的復水期間，各管段的流量、流向及各節點的剩餘水頭會發生重新平衡現象，可能使節點水壓下降，無法滿足用戶最適宜的供水壓力(1.5~4.0kg/cm2)，本研究採用哈弟-克勞斯水力分析法分析法(Hardy Cross Method)分析每一管段破管時，以制水閥之設置、增減供水區、增減供水量與分區分時供水等各種不同的角度來分析，探討改善供水失衡情形。
本研究係以幼獅供水區為案例，經由分析與整理後，提出改善方案，提供未來設置制水閥與供水維護管理及改善之參考，並建議透過流量計及水壓計、監控中心等之設置，以利於發生破管時經由監控系統指示即刻關閉閥門，縮短搶修通水時間並維持供水之穩定。

摘要(英)

At present in water-supply areas, as for the supply nets of piped water, there are still plenty of problems on operation, maintenance, and administration, including water pressure, water quantity, and water quality. While the supply nets of water lack of water to provide, or the broken pipes and other causes lead water supply unbalanced, which will show the importance of the water-control devices —like water bolts and water-supply operation. In case there are too many such bolts, the cost of the construction and the manpower of administration will surely increase uselessly. In other respects, should the water-control bolts are deployed deficiently, many water bolts must be switched off as the pipes are broken and need to be repaired in time. If the bolt is installed in the wrong place, the broken pipe will cause the water supply unbalance.
When the system of the supply-water pipes leaking, the water pressure will be low in the water-supply area, the quantity of water supply will reduce, and the quality of water will be also polluted. In the period of switching off the broken pipes, the neighboring water bolts are waiting to be repaired in order to supply water. During the recondition of water supply, the flow and the direction of each pipe section, and surplus water ends of each joint will face unbalanced condition. Probably it will make the water pressure of the joints lower. Then the proper water pressure could not be satisfied (1.5~4.0kg/ cm2) when providing the customers running water. The study uses Hardy Cross method to analyze each section when pipes are broken. Through installing the water-control bolts, increasing or decreasing the volume of water supply, increasing or decreasing the areas of water supply, dividing the districts and times of water supply, and probing various angles to analyze the matter, an engineer can improve the balance of water supply more precisely.
This study bases on the water supply of Yu-shih district, through analyses and synthetic arrangements; we propose the improvement plans which provide the references for how to install water-control bolts and how to maintain and administrate water supply for the future is proposed. In addition, by applying flow meters , piezo-meters, and the center of monitor, which will facilitate to switch off bolts in case of any broken pipes, so it may shorten the repairing time for water supply and maintain water supply steadily during the period of fixing.

關鍵字(中)

★ 配水管網
★ 供水穩定性

關鍵字(英)

論文目次

中文摘要……………………………….…………………………………….Ⅰ
英文摘要………………………………….………………………………….Ⅱ
目錄……………………………………….………………………………….Ⅲ
圖目錄………………………………….…………………………………….Ⅴ
表目錄………………………………………………………………………..Ⅶ
第一章緒論
1-1 研究動機…………………………………….…………………….…1
1-2 研究目的…………………………………….……………………….1
1-3 研究方法與步驟…………………………………….……………….1
第二章相關文獻回顧
2-1 管網水力分析模式及相關研究與發展…………………………….5
2-2 小區管網系統與管網區塊化之推廣……………………………..10
第三章研究方法
3-1 管網水力分析法之應用…………………………………………..12
3-2 配水管之水壓……………………………………………………..15
3-3 配水管制水閥設置原則…………………………………………..16
3-4 配水管資訊管理…………………………………………………..17
3-5 監控方式…………………………………………………………..18
第四章案例分析探討
4-1 幼獅工業區供水概況……………………………………………..20
4-2 假設條件…………………………………………………………..26
4-3 破管分析…………………………………………………………..28
4-4 改善情況分析……………………………………………………..59
4-5 分區供水…………………………………………………………..75
4-6 結果與討論………………………………………………………..79
4-7 配水管網破管與供水穩定性關係之檢核與對策………………..84
第五章管理與監控系統
5-1 裝設流量計及水壓計……………………………………………..88
5-2 監控中心…………………………………………………………..93
5-3 管線閥栓操作維護與供水調配…………………………………..96
第六章結論與建議
6-1 結論……………………………………………………………….102
6-2 建議……………………………………………………………….103
參考文獻…………………………………………………………………….105
附錄一 test 1之輸入檔…………………………………………………附一
附錄二輸出檔…………………………………………………………….附四
附錄三幼獅供水區~配水管網破管與供水穩定性關係檢討檢核表…附二五
圖目錄
圖1-1 研究流程示意圖………………………………………………………4
圖4-1 供水區域平面圖(比例尺1:10000)…………………………………24
圖4-2 原有制水閥示意圖……………………………………………………25
圖4-3 未破管之水力分析示意圖(test 0)…………………………………29
圖4-4 破管位置在(1)之水力分析示意圖(test 1)……………………….31
圖4-5 破管位置在(2)(3)之水力分析示意圖(test 2)……………………33
圖4-6 破管位置在(4)(5)(6)之水力分析示意圖(test 3,3-1)………….35
圖4-7 破管位置在(7) 之水力分析示意圖(test 4,4-1)…………………37
圖4-8 破管位置在(8)(9)(10)之水力分析示意圖(test 5)………………39
圖4-9 破管位置在(11)之水力分析示意圖(test 6)………………………41
圖4-10 破管位置在(12)之水力分析示意圖(test 7,7-1)………………..43
圖4-11 破管位置在(13)之水力分析示意圖(test 8,8-1)…………………45
圖4-12 破管位置在(14)(18)之水力分析示意圖(test 9)…………………47
圖4-13 破管位置在(15)(16)之水力分析示意圖(test 10)……………….49
圖4-14 破管位置在(17)之水力分析示意圖(test 11)…………………….51
圖4-15 破管位置在(19)(21)之水力分析示意圖(test 12)……………….53
圖4-16 破管位置在(20)之水力分析示意圖(test 13)…………………...55
圖4-17 破管位置在(22)之水力分析示意圖(test 14,14-1)……………..57
圖4-18 檢視配水管網破管與供水穩定性之分析流程示意圖…………....60
圖4-19 破管位置在(5)(6)改善措施之水力分析示意圖(test B1)……...62
圖4-20 破管位置在(4)改善措施之水力分析示意圖(test B2)…………..64
圖4-21 破管位置在(4)改善措施之水力分析示意圖(test B3)…………..66
圖4-22 破管位置在(7)改善措施之水力分析示意圖(test A1)…………..68
圖4-23 破管位置在(7)改善措施之水力分析示意圖(test A2)…………..70
圖4-24 破管位置在(7)改善措施之水力分析示意圖(test A3)…………..72
圖4-25 破管位置在(20)改善措施之水力分析示意圖(test C1)………...74
圖4-26 分區供水改善措施之水力分析示意圖(低地-test D1)…………..76
圖4-27 分區供水改善措施之水力分析示意圖(高地-test D2)…………..78
圖4-28 建議改善後制水閥示意圖…………………………………………..83
圖5-1 適合裝設流量計、壓力錶施設位置示意圖………………………..90
圖5-2 建議流量計、壓力錶施設位置示意圖……………………………..92
圖5-3 單一監控區域監控流程示意圖………………………………………94
圖5-4 中央監控系統示意圖…………………………………………………95
表目錄
表3-1 黑森─威廉氏流速係數值……………………………………………13
表4-1 幼獅供水區各管段管種及長度……………………………………..21
表4-2 幼獅供水區各節點地面高程………………………………………..23
表4-3 未破管時的各節點剩餘水頭………………………………………..28
表4-4 破管位置在(1)時的各節點剩餘水頭……………………………...30
表4-5 破管位置在(2)(3)時的各節點剩餘水頭…………………………..32
表4-6 破管位置在(4)(5)(6)時的各節點剩餘水頭……………………...34
表4-7 破管位置在(7)時的各節點剩餘水頭……………………………...36
表4-8 破管位置在(8)(9)(10)時的各節點剩餘水頭……………………..38
表4-9 破管位置在(11)時的各節點剩餘水頭……………………………..40
表4-10 破管位置在(12)時的各節點剩餘水頭……………………………..42
表4-11 破管位置在(13)時的各節點剩餘水頭……………………………..44
表4-12 破管位置在(14)(18)時的各節點剩餘水頭………………………..46
表4-13管位置在(15)(16)時的各節點剩餘水頭…………………………..48
表4-14破管位置在(17)時的各節點剩餘水頭……………………………..50
表4-15破管位置在(19)(21)時的各節點剩餘水頭………………………..52
表4-16破管位置在(20)時的各節點剩餘水頭……………………………..54
表4-17破管位置在(22)時的各節點剩餘水頭……………………………..56
表4-18 各管段破管時各個節點的剩餘水頭………………………………..58
表4-19 破管位置在(5)(6)改善措施後之各節點剩餘水頭………………..61
表4-20 破管位置在(4)改善措施後之各節點剩餘水頭…………………….63
表4-21 破管位置在(4)改善措施後之各節點剩餘水頭…………………….65
表4-22 破管位置在(7)改善措施後之各節點剩餘水頭…………………….67
表4-23 破管位置在(7)改善措施後之各節點剩餘水頭…………………….69
表4-24 破管位置在(7)改善措施後之各節點剩餘水頭…………………….71
表4-25 破管位置在(20) 改善措施後之各節點剩餘水頭…………………73
表4-26 分區供水改善措施後之各節點剩餘水頭(低地部份)…………….75
表4-27 分區供水改善措施後之各節點剩餘水頭(高地部份)…………….77
表4-28 配水管網破管與供水穩定性之檢討檢核表……………………….84

參考文獻

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指導教授

吳瑞賢(Ray-Shyan Wu)

審核日期

2002-7-17

推文