農(nóng)村供水管網(wǎng)漏損控制對策研究

夏志博

(阜新市彰武縣前福興地鎮(zhèn)水利站，遼寧 彰武 123224)

0 引 言

歷經(jīng)十余載的建設(shè)發(fā)展，我國已累計解決農(nóng)村4700多萬師生和5.2億居民的飲水安全問題，基本解決了農(nóng)村飲水安全問題。截至2020年，我國累計建成77萬余處集中供水工程，供水管網(wǎng)超過70萬km，總供水能力達(dá)到1億m3/d[1-2]。目前，農(nóng)村供水還處于初級發(fā)展階段，工程運行和行業(yè)管理仍存在許多不足之處，其中較為普遍的管網(wǎng)漏損現(xiàn)象，不僅導(dǎo)致供水保證率的明顯下降，而且?guī)砭薮蟮乃Y源浪費和經(jīng)濟損失，工程的長效運行面臨著嚴(yán)峻形勢[3]。

1 農(nóng)村供水管網(wǎng)漏損現(xiàn)狀

1.1 管網(wǎng)漏損的定義

管網(wǎng)漏損是指因管道破損而導(dǎo)致的供水工程輸配水時的流失現(xiàn)象，也稱為管網(wǎng)水損失。漏損時長和流量直接決定了管網(wǎng)漏水量，在數(shù)值上等于有效供水與總供水量之差，總供水量中管網(wǎng)漏水量所占百分比稱為漏損率。一般地，可以將管網(wǎng)漏損分為背景漏、暗漏、明漏3種類型[4]。背景漏是指管壁針孔滴水和管道連接處漏水，漏水難以避免但比明漏、暗漏量少；管道下側(cè)破損水滲入地下或上側(cè)破損水溢出地表的現(xiàn)象稱為暗漏和明漏。

1.2 管網(wǎng)漏損現(xiàn)狀

調(diào)查顯示，截至2020年我國集中供水工程(設(shè)計供水規(guī)模達(dá)到20m3/s)共有30多萬處，但管網(wǎng)平均漏損率接近25%。受限于工程運行管理水平以及計量設(shè)施不完善等因素，部分地區(qū)的管網(wǎng)漏損率為“估計值”，這大大降低了匯總數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，實際值較填報值可能會更高。

耗費大量人力、財力、物力等成本并經(jīng)消毒凈化的自來水，由于管網(wǎng)漏損而被浪費，對供水工程的管理維護和長效運行影響極大。例如，遼寧省某地區(qū)的一處農(nóng)村供水工程，管網(wǎng)漏損率監(jiān)測值達(dá)到30%，設(shè)計和實際供水規(guī)模為5.0萬m3/d、3.8萬m3/d，管網(wǎng)漏水量估算值為1.18萬m3/d，運行成本水價按1.5元/m3計則日均經(jīng)濟損失達(dá)到1.77萬元，全年將近645.1萬元。

1.3 控制管網(wǎng)漏損的必要性

《水法》明確提出，地方政府要積極推廣節(jié)水器具，結(jié)合實際情況采取有效的措施減少管網(wǎng)漏損率，進(jìn)一步提升用水效率[5]。2015年，頒布的《水污染防治行動》提出要更新改造材質(zhì)落后、使用超過50年的供水管網(wǎng)，到2020年控制公共供水管網(wǎng)漏損率不超過10%[6]。對于公共供水系統(tǒng)運行縣級以上地方政府要加強監(jiān)督管理，最大程度的降低管網(wǎng)漏損，自建和公共供水企業(yè)要加強管理，減少供水系統(tǒng)輸水滲漏。

對于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型集中供水工程《城鎮(zhèn)供水工程運行管理規(guī)程》，規(guī)定了其漏損率不得超過12%、13%、14%、15%[7]。按照現(xiàn)狀供水管網(wǎng)漏損率為25%而Ⅳ型工程上限為15%考慮，其上升空間至少還有10個百分點。全國集中供水工程按6850萬m3/d的實際供水量計算，則每年就有近25.0億m3的水被浪費，若能夠有效控制漏損則可少建供水規(guī)模達(dá)到685萬m3/d的供水工程，運行成本水價按1.95元m3/s估算則可節(jié)約成本1335萬元/d，每年則可節(jié)約成本48.8億元。

2 農(nóng)村供水管網(wǎng)漏損的原因與控制對策

2.1 主要原因分析

2.1.1 供水管網(wǎng)老化破損

部分農(nóng)村供水工程建設(shè)年代相對較早，受當(dāng)時建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不高、管材多樣、規(guī)劃不盡合理、發(fā)展理念落后、技術(shù)和資金等條件限制，經(jīng)長期運行管網(wǎng)嚴(yán)重老化破損，漏損率普遍偏高。由于未做好技術(shù)交接和竣工驗收資料整理，導(dǎo)致有的管網(wǎng)埋深不明、管線不清。近年來，有的工程雖已完成主管網(wǎng)改造，但因資金有限分支管網(wǎng)改造進(jìn)程滯后，管網(wǎng)漏損、帶病運行的現(xiàn)象普遍存在。

2.1.2 工程質(zhì)量存在隱患

我國“十一五”、“十二五”期間的工程建設(shè)任務(wù)重，農(nóng)村供水工程廣泛應(yīng)用PVC管和PE管，加之廠商低價劣質(zhì)產(chǎn)品惡性競爭、過于追求低價中標(biāo)、管材市場監(jiān)管不嚴(yán)等因素，導(dǎo)致供水工程抗壓等級存在明顯差異，所用管材質(zhì)量不高。有的地方在施工安裝時沒有貫徹執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，普遍存在未按要求建設(shè)支墩或鎮(zhèn)墩、未用細(xì)沙回填壓制、穿越橋梁管網(wǎng)保護不夠、管道溝槽未嚴(yán)格平整、埋深不足等問題，這為供水工程長效運行埋下了隱患。

2.1.3 供水水壓管控不嚴(yán)

調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，管網(wǎng)運行壓力的平方根與管網(wǎng)輸水量成正比，管道漏水量和漏水面積隨管網(wǎng)水壓的升高而明顯增大。例如，某村村內(nèi)管道水壓為0.5MPa時末端水壓逼近管材承壓上限，雖然符合《村鎮(zhèn)供水單位資質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中“條件較差或邊緣地區(qū)用戶水壓不低于0.05MPa、供水干線末端水壓不低于0.12MPa”的要求[8]，但管道長期處于接近壓力上限工況下運行增加了水泵能耗及爆管發(fā)生幾率，也使得管道漏水量明顯增大。

2.1.4 管網(wǎng)檢漏重視不足。

目前，對于農(nóng)村供水管網(wǎng)檢漏大多數(shù)地區(qū)仍處于空白狀態(tài)，有專業(yè)管網(wǎng)檢漏機構(gòu)的地區(qū)僅占很少部分，這與供水管網(wǎng)漏損率偏高及超過70萬km供水管網(wǎng)規(guī)模非常不協(xié)調(diào)[9-10]。有的供水單位對產(chǎn)銷計量管理重視不夠，普遍存在專業(yè)技術(shù)力量薄弱、漏損情況不明、應(yīng)對措施不力、管網(wǎng)撿漏未落實等現(xiàn)象。

2.2 主要控制對策

2.2.1 統(tǒng)籌管網(wǎng)更新改造

農(nóng)村供水工程的更新改造和管網(wǎng)建設(shè)應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃、精心施工、系統(tǒng)設(shè)計，結(jié)合系統(tǒng)安全、供水水壓、節(jié)能降耗、水質(zhì)穩(wěn)定、管網(wǎng)漏損、供水保障等各方面需求。根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況、工程運行狀況、管網(wǎng)漏損特點等，通過全面系統(tǒng)的管網(wǎng)檢漏，合理制定管網(wǎng)更新改造標(biāo)準(zhǔn)和計劃。條件允許時可以利用漏損計量檢測、水力模型、管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)等方法評估管網(wǎng)漏損程度，為制定科學(xué)合理的管網(wǎng)更新改造計劃提供數(shù)據(jù)支持。管網(wǎng)更新改造時要講求經(jīng)濟效益，即科學(xué)測算經(jīng)濟收益與新增投資之間的關(guān)系[11]。

2.2.2 完善水量計量裝置

加強村鎮(zhèn)供水工程標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和規(guī)范化設(shè)計，對用水戶、出水廠、受益村、原水、回用水等按照規(guī)范要求配備多級水量計量裝置[12-13]。同時，對于水表管理應(yīng)加強技術(shù)指導(dǎo)，全面考慮水表使用壽命與購置成本間的關(guān)系科學(xué)選用水表類型，進(jìn)一步優(yōu)化水表更換周期。

2.2.3 科學(xué)管控管網(wǎng)水壓

合理的管網(wǎng)供水壓力既要滿足消防栓、管網(wǎng)末端的水壓要求更要保證管網(wǎng)薄弱點的穩(wěn)定運行，維持系統(tǒng)水壓處于相對較低的運行狀態(tài)。管控管網(wǎng)水壓不僅有利于降低漏水量、減少管道漏水范圍，而且可以降低新漏點的發(fā)生概率，在減少加壓水泵電耗的同時還能使部分承壓薄弱點“轉(zhuǎn)危為安”。調(diào)查資料顯示，在保障正常供水情況下若能夠降低10%的供水水壓，間減少5個百分點的管網(wǎng)漏損率。以此推算前文所述工程案例，其供水管網(wǎng)漏損水量每日可減少1900m3，減少運行成本0.285萬元，全年減少成本約104萬元。

實際工程中，水壓管理主要有閥門控壓、調(diào)蓄池水位控壓、水泵控壓和分區(qū)控壓等幾種途徑。其中，閥門控壓主要是采取人工操作或遠(yuǎn)程遙控的方式，控制閥門開度形成一定水頭損失，由此達(dá)到控制閥門下游管網(wǎng)水壓的目的，該過程要有效防止水錘的產(chǎn)生，嚴(yán)禁水泵或者閥門的快速啟閉，以防損壞或破裂管道薄弱處；重力自流供水工程比較使用水塔、清水池、高位水池等調(diào)蓄池水位控壓，可以在夜間用水需求較小的時段適當(dāng)降低管網(wǎng)水壓或調(diào)蓄池水位；水泵控壓是合理搭配不同功率的水泵，在滿足供水效率和運行工況的條件下實現(xiàn)管網(wǎng)水壓的科學(xué)調(diào)控，水泵變頻調(diào)速可以更加高效、精準(zhǔn)地實現(xiàn)水壓管控；分區(qū)控壓通常適用于較大規(guī)模的供水工程，在綜合考慮管網(wǎng)程度、系統(tǒng)規(guī)模、管材質(zhì)量、管道類型、運行年限、用水情況和地理高程等因素的基礎(chǔ)上，實行分區(qū)管控。將統(tǒng)一壓力調(diào)度整個管網(wǎng)水壓逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉旨壦畨赫{(diào)節(jié)，另建二次加壓泵房，以保證高程偏遠(yuǎn)或配水距離較遠(yuǎn)受水區(qū)管道壓力處于適宜的運行區(qū)間。

2.2.4 定期實施管網(wǎng)檢漏

實踐表明，管網(wǎng)破損較大的漏點漏損水量約占總量的80%，大的漏點相對于小的漏點而言更容易被發(fā)現(xiàn)處理。因此，相關(guān)管理單位要定期組織農(nóng)村供水管網(wǎng)巡查，檢漏人員要全面掌握管道維修、使用年限、管道位置、周邊土壤類型、管徑、每扇、水壓以及地下水位等情況，檢查沿途管線埋設(shè)地表是否有濕痕或者積水，檢查井、排水閥、排氣閥和閥門等有無埋壓損壞，查看用戶用水量以及管網(wǎng)末端水壓等情況，對發(fā)現(xiàn)的隱患及漏損點要及時處置。同時，供水工程管理單位要加強主動檢漏力度。獨立分區(qū)計量主要是將管網(wǎng)劃分成若干片區(qū)，通過安裝多級閥門和水表實施層層控制與計量，結(jié)合水量平衡原理統(tǒng)計分析夜間最小和日常供水流量的水量差，對管網(wǎng)漏損狀況進(jìn)行科學(xué)評估，從而框定漏點區(qū)域、縮小漏點的定位范圍，這是主動檢漏的重要環(huán)節(jié)，可為供水管網(wǎng)更新改在優(yōu)化設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)。另外，對于漏點的查找也可選用聽音檢漏等方法。

2.2.5 加快自動化信息化建設(shè)

自動化、信息化是降低供水管網(wǎng)漏損率及提高工程運行管理效率的有效手段，通過自動監(jiān)控水廠配水、凈水、輸水、取水等全套生產(chǎn)環(huán)節(jié)全面掌握管網(wǎng)運行狀態(tài)，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程管理控制水壓、大流量突發(fā)漏損事故及時處置和遠(yuǎn)程漏損計量。另外，在建模的基礎(chǔ)上可設(shè)定情景開展模擬研究，進(jìn)一步優(yōu)化供水系統(tǒng)運行操作規(guī)程和管網(wǎng)運行水壓調(diào)度，切實提升農(nóng)村供水工程智能管理水平。條件允許時逐步升級已具備自動化、信息化的水廠，加強工程運行節(jié)能節(jié)水降耗、供水安全保障等相關(guān)研究，加快智慧水廠建設(shè)。

2.3 幾點建議

1)在農(nóng)村飲水安全保障責(zé)任考核中納入減少管網(wǎng)漏損相關(guān)內(nèi)容。優(yōu)化現(xiàn)階段以自來水普及率、農(nóng)村集中供水率、工程建設(shè)進(jìn)度等指標(biāo)為主的考核體系，應(yīng)納入計量設(shè)施配套率、水費回收率和漏損率等指標(biāo)，嚴(yán)格考核任務(wù)與目標(biāo)完成情況，督促各地高度重視，強化責(zé)任約束和責(zé)任壓力傳導(dǎo)，倒逼供水單位有所作為，積極行動。

2)農(nóng)村飲水安全鞏固提升應(yīng)將減少管網(wǎng)漏損工程措施作為重點。通過適時組織全面調(diào)查及時掌握供水管網(wǎng)漏損的成因及其構(gòu)成，明確漏損管控目標(biāo)、實現(xiàn)路徑和各項工程措施。設(shè)立試點，積極探索，總結(jié)管網(wǎng)漏算管控工作經(jīng)驗。

3)積極探索社會化管網(wǎng)漏損管控服務(wù)體系。積極引導(dǎo)企業(yè)拓展供水管網(wǎng)漏損咨詢業(yè)務(wù)，鼓勵企業(yè)參與供水工程運行管理，可以采取購買服務(wù)的方式加強合作。有條件的地區(qū)可以建立專業(yè)技術(shù)服務(wù)隊伍，更好地服務(wù)于供水管網(wǎng)檢漏和運行管理工作。

4)建立健全管網(wǎng)漏損管控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。雖然現(xiàn)有農(nóng)村供水規(guī)范規(guī)程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對管網(wǎng)漏損管控有所涉及，但無法滿足工程實際要求，對此必須優(yōu)化完善管材質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)，加強科研技術(shù)攻關(guān)，重點解決提升管網(wǎng)漏損管控效率、開發(fā)信息化管網(wǎng)監(jiān)測、提高漏點定位精度、降低檢漏成本等技術(shù)難題。

5)充實完善管網(wǎng)漏損管控激勵機制。將管控水廠用水量和減少管網(wǎng)漏損等指標(biāo)納入績效考核，將節(jié)能降耗取得的經(jīng)濟收益與員工績效工資掛鉤，以經(jīng)濟獎懲的方式調(diào)動員工的主觀能動性。通過大力宣傳節(jié)能節(jié)水降耗理念，定期開展專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)等，促使各崗位人員對漏損管控外化于行、內(nèi)化于心。

6)對于管網(wǎng)漏損管控，可充分發(fā)揮市場調(diào)節(jié)功能鼓勵企業(yè)參與。結(jié)合初期收益豐厚、效益明顯的特點，可遵循市場規(guī)律合理利用經(jīng)濟效益杠桿調(diào)動社會資本參與管網(wǎng)漏損管控的積極性，在農(nóng)村供水領(lǐng)域促進(jìn)合同節(jié)水管理的應(yīng)用[17,18]。建立健全社會資本參與激勵機制，節(jié)水服務(wù)機構(gòu)等專業(yè)企業(yè)可提供節(jié)能降耗的改造、融資、技術(shù)診斷等管網(wǎng)漏損管控服務(wù)，與農(nóng)村供水單位簽訂管理合同并以分享經(jīng)濟效益(節(jié)能降耗效益)的形式獲取合理收益。

3 結(jié) 語

目前，農(nóng)村供水工程大多處于入不敷出、運營產(chǎn)多收少的狀態(tài)，工程長效運行受到影響。對此，文章從兩個方面提出解決問題的思路，其一，控制好水費回收率、建立健全科學(xué)水價機制，切實提升工程管理效益；其二，內(nèi)部控漏，打好“增收節(jié)支”的組合拳合理降低運行成本，綜合采取有效的控制措施，其中減少管網(wǎng)漏損應(yīng)給予高度重視，這是“節(jié)支”的重要環(huán)節(jié)，必須采取行之有效的對策。