面對給水管網工程的挑戰(zhàn)，MidCoast Water 利用其數據庫中的資產信息，使用WaterGEMSModelBuilder功能，開發(fā)出了水力模型，實現持續(xù)運營及維護 (O&M) 成本的降低。

MidCoastWater為澳大利亞新南威爾士州格洛斯特周邊的4萬戶居民提供生活用水及污水處理服務。另外還需要向其他地區(qū)提供80億公升的清潔飲用水。

2011年，MidCoastWater開始接手該地區(qū)的供水及污水處理業(yè)務。在這個地區(qū)，給水管網的歷史可追溯到1914年，包含三個水庫和七個升壓泵。由于整個給水系統(tǒng)依賴升壓泵，而升壓泵會隨著下游壓力的變化打開或關閉，造成居民用水的水壓不穩(wěn)，常常出現波動。

水泵和管道故障也常常引發(fā)斷水。有一次，格洛斯特曾在24小時內出現了十一處管道破裂和一處泄露，讓居民們陷入連續(xù)多日缺水的窘境。

MidCoastWater希望能夠有一個解決方案，不但可以提高供水服務的水平，同時還能減少給水系統(tǒng)對升壓泵依賴，并達到減少運行系統(tǒng)所需能耗的需求。借助WaterGEMS，MidCoastWater得以對一百多個可能出現的場景進行評估，進而選出在提高網絡性能的同時，最大限度減少能源利用的最佳解決方案。

給水管網工程挑戰(zhàn)

格洛斯特的給水管網南北延伸15公里，沿途多丘陵，海拔超過60米。給水系統(tǒng)的最高點位于北部和南部，還有幾處中間高點�，F有的三個水庫所在高度均不足以在整個管網內提供足夠均一的水壓。目前，七個升壓泵是提供足夠水壓所必須的。如果沒有水泵，大多居民家中的水壓將降低，一些居民甚至無水可用。

升壓泵提供的水壓并沒有高海拔水庫那么可靠。

根據澳大利亞給水協會(WSAA)供水規(guī)范，升壓泵應僅用于提高水壓，而不應作為供水至所需服務級別的唯一途徑。

現有的給水系統(tǒng)也包含近30公里的石棉水泥管，這些水泥管于20世紀30年代至80年代鋪設。目前工作人員正在替換這些管道，但項目的完成還需要很多年。由于大部分管道狀況較差，系統(tǒng)內水壓必須維持在相對較低水平（相對于通常的最大所需壓力），因而對解決方案設計添加了又一制約因素。

輕松實現水力模型構建

MidCoastWater利用其數據庫中的資產信息，使用WaterGEMSModelBuilder功能，開發(fā)出了水力模型。將格洛斯特給水系統(tǒng)移交給MidCoastWater時獲取的給水管網資產信息比較零散，有一些數據缺失和數據錯誤，包括海拔、管道材料和直徑。使用WaterGEMS針對提取地形海拔的TRex功能，以及使用高空激光測量獲取的半米等高，使海拔數據缺失的問題得到解決。

MidCoastWater的規(guī)劃工程師TraceyHamer解釋：“這為開發(fā)可行的水力模型提供了可靠基礎。WaterGEMS及其強大的數據庫被用于建立、分析和比較各種方案，包括未來需求和消防水耗方案�！�

使用工程優(yōu)化選取實現最佳決策

為確定最佳方案，MidCoastWater使用WaterGEMS制定了一百多個可能出現的場景，評估不同水庫高度、減壓閥位置和用水需求的組合。借助WaterGEMS，MidCoastWater可以對比各種方案的能源利用，包括不采取任何措施的方案（盡管這并不是可行方案）。WaterGEMS也分析了不同海拔的大型水庫和系統(tǒng)內安裝不同數目減壓閥(PRV)的各種方案。位置較高的水庫因其系統(tǒng)內壓力區(qū)的數量而需要更多的減壓閥，由于抽水至水庫需要更多的能源，因此這種方案在持續(xù)能源成本和碳排放量方面要求較高。WaterGEMS的方案比較功能，幫助MidCoastWater發(fā)現了能源利用和水庫數量之間的良好平衡。

使用水力模型提供的信息，MidCoastWater得以根據模擬客戶經歷的壓力、管道速度、資金費用以及持續(xù)的運營及維護成本（包括能源成本）因素，選擇一種可持續(xù)發(fā)展的解決方案。

最佳解決方案的選擇過程

接受評估的方案要求700到1,000萬澳元的初始費用，還不包括對現有系統(tǒng)的小額支出，用以對現有水庫進行維護。MidCoastWater選擇的解決方案包括，建造兩座新水庫代替原有三個供水不足的水庫，以及建造兩個總管道將新水庫連接到污水處理廠和現有的給水系統(tǒng)。該方案還包括將七個中間泵站中的六個進行報廢，安裝一個減壓閥，并升級一些管道。

Hamer解釋：“WaterGEMS提供的方案分析幫助我們確定并測試能夠滿足項目目標的多個方案。之后，我們進行了凈現值(NPV)分析以比較所有可行方案。分析在WaterGEMS之外執(zhí)行，但利用了水力模型提供的諸多信息，如能源利用、管道直徑和長度等進行成本估算。使用WaterGEMS進行方案分析和比較，使我們找到了未來50年凈現值最低(4%)的方案�！�

Hamer總結說：“這個過程使我們相信，我們選擇的方案能帶來最大的投資效益，同時為客戶提供相應的服務�！�

提高投資回報

系統(tǒng)改進完成后，由于能耗需求降低，MidCoastWater將實現持續(xù)運營及維護(O&M)成本的降低。預計，每年運營及維護成本降幅將超過75%。未來50年，系統(tǒng)的改進將使運營及維護成本的凈現值降低超過80%（主要是由于能源成本降低，同時也在于水泵維修和管道破裂減少）。系統(tǒng)中的蓄水量也將上升，從而補充供水系統(tǒng)確保供水量。

項目交付時間和成本降低

使用WaterGEMS分析和比較一百多個方案，將項目用于勘察、方案選擇和概念設計的時間從數月縮短至數周，時間成本大大降低。此外，使用WaterGEMS使MidCoastWater顯著減少了完成概念設計的時間，從而降低了項目交付的成本。概念設計成本是15,700澳元，如果手動進行方案分析，則可能高達95,000澳元。

“WaterGEMS模型提供的信息，讓我們可以為格洛斯特給水管網選擇可持續(xù)發(fā)展的最優(yōu)策略，并將這種策略轉變成客戶體驗，無論是在未來，還是現在，都能確保我們的服務水平�！�

–MidCoastWater的規(guī)劃工程師TraceyHamer

圖例：針對格洛斯特水系統(tǒng)開發(fā)了各種方案。此處顯示選擇的最優(yōu)方案

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