城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損控制及分區(qū)計(jì)量管理

楊成軍

摘要：隨著我國(guó)城市人口數(shù)量的快速增長(zhǎng)，對(duì)水資源的需求越來越高，城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)的重要性凸顯出來。介紹了城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損評(píng)定及原因，探討了漏損控制的主要技術(shù)手段，著重介紹了分區(qū)計(jì)量管理，并對(duì)城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損控制提出了相應(yīng)的措施。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn);供水管網(wǎng);漏損控制;分區(qū)計(jì)量管理

1 城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損評(píng)定及原因

1.1 城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損評(píng)定

城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損評(píng)定的指標(biāo)有漏損率、產(chǎn)銷差率、單位管長(zhǎng)漏水量和供水系統(tǒng)漏損指數(shù)。漏損率是指漏失量和總供水量的比值，其中漏失量為總供水量減去實(shí)際使用水量。漏損率高表明水在運(yùn)輸過程中損失多，供水效率低;反之漏水率低說明城鎮(zhèn)供水效率高。我國(guó)是一個(gè)水資源分布不均、人均水資源短缺的發(fā)展中國(guó)家，降低漏損率很有必要。國(guó)家在2016年頒發(fā)了《城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損控制及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ92-2016），對(duì)今后的城鎮(zhèn)供水漏水提出了要求和目標(biāo)，即在2017年供水管網(wǎng)漏水率達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)12%，2020年達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)10%。而根據(jù)《2014年城鎮(zhèn)供水年鑒》調(diào)查，大部分省份的漏損率都超過了12%，一些省份漏損率甚至高達(dá)33%，可見我國(guó)的城鎮(zhèn)供水效率還有待提高，供水公司壓力巨大。

產(chǎn)銷差率是指銷售水量和供給水量的比值。有研究表明，全球產(chǎn)銷差率平均在27%左右，歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的產(chǎn)銷差率比較低，在10%以下。而非洲、拉丁美洲等發(fā)展中國(guó)家產(chǎn)銷差率高，達(dá)到了40%以上。單位管長(zhǎng)漏水量指的是單位長(zhǎng)度管道平均每小時(shí)的漏水量。因綠化、消防等用水量是依據(jù)估算而來，單位管長(zhǎng)漏水量存在一定的偏差。

供水系統(tǒng)漏損指數(shù)是指實(shí)際漏失水量和不可避免漏失水量的比值。不可避免漏失水量依據(jù)干管長(zhǎng)度、壓力、進(jìn)戶數(shù)等進(jìn)行估算，也存在一定偏差。

1.2 城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損原因

城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損的原因主要有2個(gè)方面：一方面是與管材相關(guān)的影響;另一方面是外部因素的影響，如溫度、壓力等。

與管材相關(guān)的影響因素包括管材與接口的影響、管材腐蝕和老化等的影響。管網(wǎng)漏水很多都發(fā)生在接口處，接口處往往是應(yīng)力的集中點(diǎn)，因此容易發(fā)生接口松動(dòng)、脫落甚至破裂等。造成管材與接口影響的因素有很多，如接口材質(zhì)老化、管道腐蝕、外部工程破壞和地面沉降等。管道在地下受各種酸堿成分、細(xì)菌的影響，管材的特性也慢慢發(fā)生變化，如果不及時(shí)淘汰很容易造成漏水，同時(shí)對(duì)城市居民的安全用水也造成威脅。一些外部工程在施工中沒有弄清楚供水管網(wǎng)的布局，在打樁震動(dòng)、勘探鉆孔中極易造成供水管網(wǎng)的損壞。同時(shí)，隨時(shí)間的推移，供水管道和路面一起在局部會(huì)發(fā)生沉降現(xiàn)象，這種受力不均也極易造成水管破裂、漏水。

一些諸如溫度、壓力等的外部因素也是造成供水管漏損的主要原因。由于水管管道材質(zhì)和接頭材質(zhì)不一樣，當(dāng)溫度變化時(shí)，在水管接頭部位產(chǎn)生的軸向應(yīng)力極易造成水管漏水。當(dāng)水管中發(fā)生水錘現(xiàn)象時(shí)，瞬時(shí)高壓和負(fù)壓也極易導(dǎo)致水管爆裂，發(fā)生漏水現(xiàn)象。另外，即使在水管正常運(yùn)行的過程中，壓力越大，其漏水量也越大。

2 城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損檢測(cè)技術(shù)及分區(qū)計(jì)量管理

2.1 分區(qū)計(jì)量區(qū)域邊界現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研

當(dāng)供水管網(wǎng)分區(qū)計(jì)量劃分原則確定后，首先依托于管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（GIS），對(duì)于區(qū)域沿線的排管口徑、管材性質(zhì)、工程編號(hào)、埋設(shè)年限、修漏情況等信息進(jìn)行初步匯總收集。其次，安排巡線員、抄表員、閥門工對(duì)需要安裝在線流量?jī)x的施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地查勘，一方面，實(shí)地確認(rèn)流量?jī)x安裝條件是否滿足，周邊環(huán)境是否便于后期日常維護(hù)。若安裝條件不容許，可以適當(dāng)調(diào)整DMA規(guī)劃方案，確保實(shí)現(xiàn)分區(qū)計(jì)量規(guī)劃目的。另一方面，實(shí)地調(diào)查用戶類型、甄別用戶所在區(qū)域便于分區(qū)計(jì)量管理。

2.2 管網(wǎng)水力模型模擬運(yùn)算及壓力測(cè)試

通過水力模型對(duì)不同在線流量?jī)x安裝方案進(jìn)行科學(xué)模擬運(yùn)算，選擇合適的在線流量?jī)x安裝方案，在確保供水安全的前提下，使安裝方案更具有可操作性，并對(duì)用戶水質(zhì)、水壓的影響降到最低。同時(shí)，基于水力模型系統(tǒng)的科學(xué)運(yùn)算，通過關(guān)閉沿線過弄閥門，調(diào)整整個(gè)供水區(qū)域的壓力、流速及流向等，進(jìn)行前后對(duì)比性測(cè)試，確保模擬運(yùn)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致，保障管網(wǎng)正常運(yùn)行。

2.3 地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)法

地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)法是在地面發(fā)射高頻電磁波，根據(jù)地下介質(zhì)電性差異不同，反射回的波能力不同，通過對(duì)信號(hào)的處理形成地下斷面的掃描圖像，據(jù)此來確定漏水點(diǎn)位置。如當(dāng)供水管道發(fā)生漏水后，水流的浸潤(rùn)使得漏水點(diǎn)周圍土壤和附近性質(zhì)不一樣，水的高介電常數(shù)特性會(huì)使得電磁波波速變化，這些信號(hào)將被記錄下來，從而可以確定漏水點(diǎn)位置。

2.4 地面聽音檢測(cè)

地面聽音檢測(cè)是通過在地面設(shè)置聽漏桿或聽漏儀獲取管道漏水產(chǎn)生的微弱聲音信號(hào)，從而確定漏水點(diǎn)的位置。該方法是通過獲取聲音信號(hào)來判斷漏水點(diǎn)，附近的噪聲會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響，因此，一般在夜間安靜時(shí)段進(jìn)行數(shù)據(jù)采集檢測(cè)。同時(shí)，管道材質(zhì)、管道壓力和管道周圍介質(zhì)條件等都會(huì)影響到結(jié)果，一般管道埋深小于2m、供水壓力高于0.15MPa的情況下測(cè)試結(jié)果比較準(zhǔn)確。

2.5 紅外線成像探測(cè)法

紅外線成像探測(cè)法是指運(yùn)用光電技術(shù)檢測(cè)物體熱輻射的紅外線特定波段信號(hào)，將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成可供人類視覺分辨的圖像和圖形，在管網(wǎng)區(qū)域作紅外掃描測(cè)量，當(dāng)?shù)叵掳l(fā)生漏水時(shí)，漏水點(diǎn)與周圍區(qū)域會(huì)存在溫度差，紅外輻射情況將不同，紅外線成像探測(cè)法正是利用溫度差異形成的圖形圖像差異來判斷地下水管漏水點(diǎn)的。同時(shí)應(yīng)該注意到地下積水等其他情況也可能導(dǎo)致圖像成像差異，需要注意區(qū)分。

2.6 推廣應(yīng)用新型電磁水表

鑒于安裝管道式流量計(jì)存在停水困難、不具備接市電等諸多不利條件，插入式流量計(jì)誤差相對(duì)較大，可能會(huì)對(duì)DMA管理數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生影響。而電磁水表不需要外接電源，且計(jì)量精度較高，同時(shí)克服了管道式流量計(jì)和插入式流量計(jì)的缺陷，下一步將出臺(tái)電磁水表使用條件，在分區(qū)計(jì)量中推廣應(yīng)用電磁水表。

結(jié)語

我國(guó)存在人均水資源短缺、水資源分配不均的問題，在我國(guó)開展節(jié)水、提高水資源利用效率是非常有意義的。城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏水控制就能節(jié)約水資源，提升水資源利用效率。近年來，供水管網(wǎng)漏水控制技術(shù)飛速發(fā)展，其中的DMA建設(shè)更是有很好的應(yīng)用效果。今后，我國(guó)應(yīng)加大DMA在不同區(qū)域的精確性方面研究，同時(shí)將DMA建設(shè)與信息技術(shù)融合，為供水管網(wǎng)維護(hù)、管理提供更便捷的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]舒詩湖.上海市供水管網(wǎng)漏損控制技術(shù)策略[J].凈水技術(shù)，2015，34（s1）：118-121，138.