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《城市绿脉：现代水务系统运行与维护指南》 内容简介 本书深入探讨了现代城市水务系统的复杂运作机制、维护策略以及未来发展趋势。全书共分七个部分，涵盖了从水源采集到最终用户端的全链条环节，旨在为水务管理人员、工程师以及相关专业人士提供一套全面、实用的技术参考和操作指南。 第一部分：水资源管理与可持续发展 本部分首先聚焦于当前全球面临的水资源短缺与水质安全挑战。详细分析了地表水、地下水资源的勘探、评估与合理分配原则。书中引入了先进的水资源模型，用以预测不同气候情景下的可用水量变化，并强调了生态基流的维护对于河流健康的重要性。特别辟出一章，专门探讨了非常规水资源利用，如雨水收集、中水回用（TWR）在城市供水安全中的战略地位和技术路径。同时，本书强调了跨区域水资源协调管理的重要性，分析了不同利益相关方在水资源分配中的博弈与合作机制，旨在推动区域水资源的可持续利用框架的建立。 第二部分：供水系统设计与管网优化 本部分是关于城市供水基础设施建设的核心技术手册。首先，对水泵站、蓄水池（塔）的设计规范进行了细致的阐述，包括水头损失计算、能耗优化以及设备选型标准。重点分析了高层建筑供水系统的增压技术，包括变频调速（VFD）的应用及其对电能消耗的显著影响。 随后，本书将大量的篇幅投入到管网的优化与管理。详细介绍了管网水力学模拟软件（如EPANET的高级应用）的操作技巧，用以分析压力波动、水流方向及管网冗余度。内容涵盖了管材的选择标准（如HDPE、球墨铸铁管的适用性分析）、防腐蚀技术（阴极保护、环氧树脂涂层）的实际案例研究。书中提出了一套基于多目标遗传算法的管网优化模型，用于在保证服务水平的前提下，最小化新管建设和运行维护的综合成本。 第三部分：水质监测、处理与深度净化技术 本部分全面梳理了从原水进入水厂到成品水出厂的全部工艺流程。涵盖了混凝、沉淀、过滤（快速砂滤、深床滤池）等传统净化步骤的控制参数优化。 针对现代水质标准日益严苛的要求，本书深入解析了膜分离技术在水处理中的应用，包括微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）和反渗透（RO）的性能比较、膜污染控制策略（如化学清洗、反冲洗周期优化）和膜元件的寿命延长技术。在消毒环节，书中对比了氯消毒、氯胺消毒、紫外线（UV）和臭氧消毒的优缺点，并详细介绍了安全余氯控制的实时在线监测技术，以确保输配水环节的水质安全。此外，书中还收录了针对新兴污染物（如微量内分泌干扰物、药物残留）的吸附技术和高级氧化工艺（AOPs）的最新研究成果。 第四部分：水务资产管理（WAMS）与数字化转型 随着工业4.0的推进，水务系统的数字化转型已成为必然趋势。本部分专注于现代水务资产管理体系的构建。详细介绍了地理信息系统（GIS）在水务管网资产台账中的集成应用，包括管线定位、权属划分及历史维护记录的数字化归档。 书中重点介绍了 SCADA（数据采集与监视控制系统）的架构设计、传感器选型（压力、流量、水质在线监测仪表的精度校准）以及数据可视化平台。为实现预测性维护，本书阐述了如何利用机器学习算法分析历史运行数据，预测关键设备的故障概率，从而将传统的“事后维修”转变为“预测性维护”。还探讨了数字孪生技术在水务管网运行模拟与应急演练中的实践应用，提高了系统的响应速度和韧性。 第五部分：漏损控制与压力管理 漏损控制是衡量水务运营效率的核心指标。本部分是针对降低非收益水（NRW）的实战指南。内容包括：漏损的分类（物理漏损与计量误差）、漏损量化评估方法（如最低夜间流量法、压力行走法）。 本书详述了区域计量系统（DMA）的划分原则、构建步骤及运行效果评估。针对物理漏损的定位，书中对比了听漏仪、地面相关仪、关联声波探测等技术，并结合实际案例，演示了如何利用压力监测数据辅助识别潜在漏损点。压力管理作为控制漏损的关键手段，书中提供了分层分区压力调控策略，包括瞬时降压技术在应对突发爆管时的应用，旨在平衡用户供水压力需求与节能降耗目标。 第六部分：污水分离、收集与输送 虽然本书主要关注供水系统，但为确保城市水循环的完整性，本部分对雨污分流系统的收集与输送进行了必要的介绍。阐述了污水提升泵站的设计要点、防回流措施及除臭技术。特别关注了低洼地区和老旧城区的合流制改造策略，以及黑臭水体治理中的关键技术——生态修复与提升。 第七部分：应急管理、安全保障与法规遵从 本部分着眼于水务系统的韧性建设。详细分析了恐怖袭击、自然灾害（地震、洪水）对供水安全构成的威胁，并提供了详细的水源地保护措施和备用水源调配预案。书中重点阐述了网络安全在 SCADA 系统中的重要性，防止对关键基础设施的恶意攻击。 最后，本书梳理了国际与国内主要的水务运营标准、服务水平协议（SLA）的制定原则，以及水务企业在环境保护、职业健康与安全（OHS）方面的法律义务，确保运营活动在合规的前提下高效进行。 本书特点： 理论与实践紧密结合： 案例分析多源于国内外知名城市的实际工程数据。 技术深度适中： 兼顾了资深工程师对前沿技术的探究需求，也为初级技术人员提供了清晰的入门框架。 强调可持续性： 将节水、节能和风险管理贯穿于水务系统的各个环节。 本书是水务领域专业人士提升业务水平、优化管理决策的必备参考书。
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