城鎮(zhèn)集中供水漏損的原因分析

陜西省水務(wù)供水集團(tuán)有限公司 王生茂

對(duì)于城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)來說，在公共服務(wù)和企業(yè)生產(chǎn)等方面發(fā)揮著重要的作用，在城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施中占據(jù)著舉足輕重的地位，對(duì)于城市生存發(fā)展產(chǎn)生極其深遠(yuǎn)的影響，其規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)不容忽視。因此，對(duì)于供水企業(yè)來說，要想滿足優(yōu)質(zhì)供水需求，更好地服務(wù)社會(huì)，必須要對(duì)供水管網(wǎng)優(yōu)化和維護(hù)工作高度重視，確保水質(zhì)安全運(yùn)行水平穩(wěn)步提升。通常來說，供水管網(wǎng)的復(fù)雜性和綜合性比較突出，所以加強(qiáng)優(yōu)化和維護(hù)非常重要。

一、城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)概述

從歷史發(fā)展的角度來看，城市供水系統(tǒng)的發(fā)展歷史很可能可以追溯到古代埃及。中國(guó)主要是在新中國(guó)成立后，開始在城市實(shí)行大規(guī)模、系統(tǒng)的水管理。經(jīng)過幾十年的政策執(zhí)行和有序管理，我國(guó)現(xiàn)階段建立了城市水管理系統(tǒng)，主要滿足城市發(fā)展的水需求，確保水安全。目前，城市供水系統(tǒng)的主要受益者是生活和生產(chǎn)，以滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)水的需求。我們城市供水系統(tǒng)使用的水資源主要是地表水和地下水。地表水主要指水道和湖泊的水；地下水是指井水等。目前，我國(guó)水資源的豐富性和分布非常不均衡，主要是在南部、東部和西北部。在現(xiàn)階段，隨著城市化的加快，城市建設(shè)中對(duì)工業(yè)和生活用水的需求增加，導(dǎo)致水資源日益短缺，工業(yè)和生活用水效率低下，導(dǎo)致資源浪費(fèi)。

二、管網(wǎng)漏損中存在的問題

（一）管道老化嚴(yán)重

在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中，給水管的質(zhì)量有了很大提高。在初期建設(shè)階段，灰鐵管和PVC等管道的使用更加頻繁。其中灰鐵管尤為常見，管子耐震性很強(qiáng)。由于其重量很大，界面經(jīng)常漏水，導(dǎo)致水管經(jīng)常斷裂，對(duì)正常生產(chǎn)生活影響很大。與此同時(shí)，管道老化現(xiàn)象越來越普遍，舊管網(wǎng)越來越老，有些管道的使用時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過預(yù)期壽命。

（二）管理范圍和復(fù)蓋面不足

此外，目前在促進(jìn)城市水管理方面遇到的另一個(gè)挑戰(zhàn)是管理范圍和復(fù)蓋面不足。

首先，必須澄清供水安全系統(tǒng)與其他安全生產(chǎn)系統(tǒng)之間的相似之處，即人與機(jī)器和環(huán)境相互作用的復(fù)雜系統(tǒng)。然而，許多城市供水系統(tǒng)沒有明確認(rèn)識(shí)到供水安全系統(tǒng)的性質(zhì)，以積極和開放的供水安全管理為基礎(chǔ)，因此，必須提高城市供水安全管理的效率，重點(diǎn)是研究和利用實(shí)施系統(tǒng)，不斷改進(jìn)水管理原則和方法，積極排除相關(guān)因素，并對(duì)管網(wǎng)所有過程采取有效措施。

（三）管道接口問題導(dǎo)致的管網(wǎng)漏損

管道接口連接質(zhì)量不合格，是導(dǎo)致城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損發(fā)生的主要原因之一，也是城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損管理的薄弱環(huán)節(jié)。城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)建設(shè)中，對(duì)早期的鑄鐵管道接口多設(shè)計(jì)為硬性接口，其接口形式以鉛麻接口/水泥和麻接口等為主，隨著時(shí)間推移，沉降及擾動(dòng)，容易出現(xiàn)松動(dòng)，從而發(fā)生漏水等；后隨著城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)材料技術(shù)與施工水平的不斷發(fā)展，對(duì)管道接口形式逐漸發(fā)展變化為石棉水泥/膨脹水泥等形式，這類接口材料的剛性與握固力雖然表現(xiàn)較好，但是在管道出現(xiàn)不均勻沉降變化或者是發(fā)生溫差收縮等情況時(shí)，容易出現(xiàn)管道橫向斷裂等，從而引起城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)的漏損情況發(fā)生。

（四）管道內(nèi)部問題

管道內(nèi)水壓波動(dòng)也是管道漏損不可忽視的原因之一。一方面，在漏損點(diǎn)點(diǎn)數(shù)定量的情況下，管網(wǎng)水壓愈高，漏損的速度就會(huì)越快，漏損量就越大；另一方面，管網(wǎng)水壓對(duì)新漏點(diǎn)的出現(xiàn)也有很大的影響。管道的供水壓力波動(dòng)上升,會(huì)產(chǎn)生壓力差,狀態(tài)差的管道便會(huì)出現(xiàn)漏水點(diǎn)，但即使管道狀態(tài)優(yōu)良時(shí),如果壓力一定時(shí)段有略微大幅度的上升,依然會(huì)讓管道承壓不足而產(chǎn)生新的漏點(diǎn)甚至爆管。如此往復(fù)，管網(wǎng)的漏損量可想而知。這其中也有管道設(shè)計(jì)不合理的原因，不合理的設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致“卡脖子”等現(xiàn)象頻頻出現(xiàn)，隨著城鎮(zhèn)發(fā)展，城區(qū)框架在被不斷拉大，老舊的供水管道沒有新添或改擴(kuò)，就會(huì)致管道粗細(xì)不均勻，管道狀態(tài)趨于承壓的極限，這樣主管道與支管道就有落差。加上原供水管多為鑄鐵管和水泥管，塑形和彈性形變量不是很高，不善于對(duì)抗擠壓，就會(huì)發(fā)生變形。隨著使用年限的增加，質(zhì)量參差不齊的水泥管鐵管，內(nèi)部結(jié)垢使管徑減小，造成管道阻力更大，水壓就會(huì)忽而升高忽而降低。

三、對(duì)城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損處理措施的思考

（一）嚴(yán)格控制施工質(zhì)量

（1）選擇合適的支管線路，當(dāng)街巷較為窄小時(shí)，盡可能采取暗管法施工。（2）管線選址時(shí)，應(yīng)盡可能躲避溝渠。（3）安裝前嚴(yán)格檢查管材的質(zhì)量。比如，采用球墨鑄鐵管時(shí)，應(yīng)觀察、敲擊和聽聲音，判斷是否合格。（4）施工必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行操作。以球墨鑄鐵管施工為例，在連接各管節(jié)的過程中，需要對(duì)橡膠圈進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否完好；膠圈安裝必須到密封槽中，接口承插應(yīng)準(zhǔn)確到位，且借轉(zhuǎn)角度合適，堵板和彎頭等關(guān)鍵部位都要采用混凝土做好加固處理。

（二）完善供水系統(tǒng)質(zhì)量控制和監(jiān)督制度

改善供水系統(tǒng)的質(zhì)量控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)首先要改進(jìn)水處理過程。我國(guó)改善供水系統(tǒng)的努力主要是在新中國(guó)成立后進(jìn)行的，經(jīng)過幾十年的努力，建立了一個(gè)設(shè)計(jì)完善、適應(yīng)實(shí)際需要的供水系統(tǒng)，但我國(guó)與其他發(fā)達(dá)國(guó)家在以下方面仍然存在差距，這要求供水公司不斷改進(jìn)其水處理方法，在發(fā)達(dá)國(guó)家取得的成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上再接再厲，根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r加以改進(jìn)和優(yōu)化，以改善供水的質(zhì)量和安全。

（三）完善供水管網(wǎng)信息化平臺(tái)

借助供水管網(wǎng)信息化平臺(tái)，旨在實(shí)時(shí)更新和管理供水管網(wǎng)的圖紙，在信息化平臺(tái)中，輸入管網(wǎng)相關(guān)的信息。而對(duì)于管理人員來說，在管網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編輯好以后，再加上相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)順利構(gòu)建，可以對(duì)供水網(wǎng)絡(luò)等予以全面了解。同時(shí)，借助信息化平臺(tái)，可以合理分析管網(wǎng)的數(shù)據(jù)，將不同層次的管理力度予以明確。面對(duì)供水管網(wǎng)故障問題的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)施工人員要對(duì)管理系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確保搶修方案的可執(zhí)行性，并且結(jié)合管網(wǎng)結(jié)構(gòu)相關(guān)信息，將故障的地點(diǎn)迅速找出來。此外，在信息化平臺(tái)中，管網(wǎng)維修、日常維護(hù)工作等是供水管網(wǎng)管理的重要方面，將管網(wǎng)的維修信息傳輸?shù)劫Y料信息管理系統(tǒng)中，從而為維修人員的檢索提供便利。

（四）加強(qiáng)檢漏

（1）采用聽漏棒檢漏。該方法具有操作簡(jiǎn)單、投入低、靈活方便、效果顯著、基本不受環(huán)境條件影響和限制等特點(diǎn)，適用于對(duì)道路下方管道進(jìn)行檢漏。（2）采用HG-10AII型探測(cè)器檢漏。該探測(cè)器采用新型探頭，在采集聲波時(shí)有很強(qiáng)的方向性，能有效避免噪音干擾，而且還能在夜間使用。靈敏度與放大倍數(shù)均比較高，根據(jù)漏點(diǎn)音量的高度，以表頭指標(biāo)為主，輔以耳機(jī)聽取，為人員找出漏點(diǎn)提供方便。（3）采用區(qū)域檢漏法檢漏。該方法主要通過對(duì)區(qū)域內(nèi)管道瞬時(shí)最低進(jìn)水量的測(cè)定來判斷是否滲漏，可以在地形條件較為復(fù)雜的情況下使用，在檢測(cè)開始前要將檢測(cè)范圍內(nèi)的管段閥門關(guān)閉。通過對(duì)關(guān)閉之前和之后的流量的對(duì)比，即可確定是否滲漏。如果關(guān)閉閥門之后旁通流量減小，則說明存在滲流的情況。（4）采用區(qū)域裝表法檢漏。在某區(qū)域內(nèi)的進(jìn)水管道安裝總表，然后安排抄表人員定期抄錄這一區(qū)域內(nèi)的分表與總表數(shù)據(jù)，通過對(duì)比即可實(shí)現(xiàn)檢漏，確定是否滲漏。

（五）采用分區(qū)管控、定期檢測(cè)和維護(hù)

壓力分區(qū)，在年終統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)，總用水量、總輸出量及總損失量總是可以相對(duì)方便地接收并整合，較為直觀，但化整為零后，地塊分布區(qū)域具體的水況信息很難收集和記錄，每個(gè)地塊有每個(gè)地塊的壓力。所以了解城市地形，并給所有地區(qū)進(jìn)行分壓供水，可以有效緩解整個(gè)管網(wǎng)的水壓壓力。最后則為管理分區(qū)。管理分區(qū)，最好的方式就是借助一些自然地理?xiàng)l件或鐵道公路等分界性標(biāo)志進(jìn)行地塊劃分，化繁為簡(jiǎn)進(jìn)行小地塊的分區(qū)管理。要監(jiān)測(cè)，不停歇地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。比較古老的方法即通過地面聽音來判斷管網(wǎng)是否漏水，沿用至今，可其弊端也十分明顯，噪音的影響對(duì)其非常大，通常在夜深人靜的時(shí)候，負(fù)責(zé)人員才能去監(jiān)測(cè)，反饋的信息也很有限，效率很差。儀器的精確、技術(shù)人員的工作能力素養(yǎng)對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果有著不可忽視的影響。隨著新智能化技術(shù)的發(fā)展，古老的聽音檢測(cè)在慢慢被摒棄。自動(dòng)化管網(wǎng)在管道中憑借金屬的傳導(dǎo)性，發(fā)出電磁波或流動(dòng)水分子進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，甚至有新的發(fā)明，如投入水流動(dòng)微型機(jī)器人，只不過目前成本較高難以普及。不過隨著高技術(shù)的更新?lián)Q代，管網(wǎng)漏損的智能化檢控技術(shù)會(huì)越來越成熟。智能化檢測(cè)管網(wǎng)漏損的遠(yuǎn)期收益是非?？捎^的，也很大程度上減少了漏失量。借助智能化的管網(wǎng)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)進(jìn)行漏損預(yù)測(cè)，包含各種算法公式，如遺傳算法、螞蟻算法、代入貝葉斯公式、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論等，不停地分析數(shù)據(jù)并給出發(fā)生漏損的概率預(yù)測(cè)報(bào)告。在大的漏失發(fā)生之前就及時(shí)進(jìn)行維護(hù)與修復(fù)。通過更智能化的管理減少人工技術(shù)上的失誤，透過大數(shù)據(jù)摸索規(guī)律。

四、結(jié)束語

隨著城市化速度加快，對(duì)水資源的需求日益增加，有必要繼續(xù)促進(jìn)城市供水的管理和安全，以促進(jìn)健康城市的建設(shè)和發(fā)展。本文主要分析了現(xiàn)階段城市供水管理中存在的問題，并在此基礎(chǔ)上提出了通過改進(jìn)和優(yōu)化對(duì)供水過程的合理控制來提高城市供水安全的適當(dāng)優(yōu)化戰(zhàn)略。