富平縣管網(wǎng)漏損治理項(xiàng)目淺析

田 可，安慧琳

（陜西水環(huán)境工程勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,陜西 西安 710016）

富平縣是關(guān)中平原和陜北高原的過(guò)渡地帶,區(qū)位優(yōu)勢(shì)突出,輻射范圍廣,現(xiàn)狀管網(wǎng)建設(shè)年代久,漏損率高,通過(guò)一系列示范工程的實(shí)施,塑造富平縣供水管網(wǎng)漏損控制典范,對(duì)陜西省及周邊省份城市的管網(wǎng)漏損治理達(dá)到良好的示范引領(lǐng)效應(yīng)顯著。

1 概況

富平古稱頻陽(yáng),位于陜西省關(guān)中平原中北部,地處關(guān)天經(jīng)濟(jì)區(qū)東翼,屬大西安經(jīng)濟(jì)圈規(guī)劃范圍,是陜西東大門(mén)建設(shè)的五個(gè)副中心城市之一。近年來(lái),按照“園區(qū)化承載、集群化發(fā)展、大項(xiàng)目支撐、大集團(tuán)引領(lǐng)”的發(fā)展思路,規(guī)劃建設(shè)了富平縣高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)、陜西省鎮(zhèn)級(jí)小城市綜合改革試驗(yàn)區(qū)、富平現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范基地等三大發(fā)展平臺(tái),初步形成了裝備制造、能源化工、新型建材、農(nóng)副產(chǎn)品加工、特色輕工等五大產(chǎn)業(yè)集群。

富平縣城區(qū)現(xiàn)狀居民用水由富平縣北塬水廠及南塬水廠供給。北塬水廠設(shè)計(jì)供水能力為6.0 m3/d,采用重力輸水輸送至城區(qū)管網(wǎng)。南塬水廠主要供給縣城南部區(qū)域,供給縣城水壓偏低。

目前,縣城供水管網(wǎng)現(xiàn)狀南起南二環(huán)、北至北環(huán)路、西起西環(huán)路、東至東環(huán)路,城區(qū)內(nèi)形成環(huán)網(wǎng)供水管網(wǎng)。供水主管網(wǎng)老舊破損。接入小區(qū)支管網(wǎng)、配水管網(wǎng)大多建于20世紀(jì)80年代,管材為鋼管、PVC 管、個(gè)別為白塑料管,急需進(jìn)行改造,且縣城供水無(wú)分區(qū)計(jì)量、用水無(wú)計(jì)量設(shè)備、供水管網(wǎng)信息化程度低、管控機(jī)制落后。

本次富平縣縣城公共供水管網(wǎng)漏損治理工程項(xiàng)目是根據(jù)富平縣供水管網(wǎng)現(xiàn)狀,以現(xiàn)行法規(guī)、行業(yè)政策為原則,通過(guò)管網(wǎng)改造工程、分區(qū)計(jì)量工程、壓力調(diào)控工程、智能化建設(shè)等工程降低公共供水管網(wǎng)漏損率,提高水資源利用率,實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)網(wǎng)格化、精細(xì)化管理,建立較為完善的公共供水管網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)管理制度。

根據(jù)發(fā)改辦環(huán)資〔2022〕141 號(hào)《國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)于組織開(kāi)展公共供水管網(wǎng)漏損治理試點(diǎn)建設(shè)的通知》（后面簡(jiǎn)稱《通知》）,結(jié)合富平縣區(qū)城市實(shí)際現(xiàn)狀,確定工程治理年限和范圍如下：

治理年限：2022年～2025年。治理范圍：北起北環(huán)線,南到石川河,西起環(huán)城西路,東至環(huán)城東路。

2 建設(shè)目標(biāo)

2.1 管網(wǎng)改造

通過(guò)實(shí)施供水管網(wǎng)改造工程,基本解決管網(wǎng)漏損率高、二次供水水壓等主要問(wèn)題,提高水資源利用率。建設(shè)目標(biāo)為項(xiàng)目區(qū)內(nèi)老舊管網(wǎng)改造率≥90%；公共主干管道漏損率≤3%,小區(qū)公共管網(wǎng)漏損率≤4%；老舊二次供水設(shè)施改造率達(dá)到100%。

2.2 分區(qū)計(jì)量工程

通過(guò)供水管網(wǎng)分區(qū)計(jì)量工程,完善居民、市政、綠化、消防、環(huán)衛(wèi)等用水計(jì)量體系,實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)網(wǎng)格化,精細(xì)化管理。建設(shè)目標(biāo)為戶表改造率≥90%（2000年以前未改造的小區(qū)）；分區(qū)計(jì)量覆蓋率達(dá)100%；公共事業(yè)用水（市政、綠化、消防等）計(jì)量設(shè)施覆蓋率100%。

2.3 壓力調(diào)控

通過(guò)公共管網(wǎng)壓力調(diào)控工程,解決區(qū)域集中調(diào)蓄加壓?jiǎn)栴},提高調(diào)控水平。建設(shè)目標(biāo)為公共管網(wǎng)壓力檢測(cè)設(shè)施覆蓋率100%；壓力調(diào)控覆蓋率100%。

2.4 智能化

借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),建立水廠～管網(wǎng)水量、水質(zhì)全覆蓋的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；運(yùn)用4G/5G、LoRa、Nb-LOT、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字鏈路,建立覆蓋管理中心～供水廠～管網(wǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)全覆蓋的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)；建立標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源庫(kù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源集中存儲(chǔ)管理；建立滿足富平縣生產(chǎn)及運(yùn)營(yíng)管理需求的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng),提升公共供水現(xiàn)代化生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理水平。

具體工程措施及主要建設(shè)內(nèi)容見(jiàn)表1。

表1 工程措施及主要建設(shè)內(nèi)容

3 工程措施

3.1 供水管網(wǎng)改造工程

為達(dá)到縣城建成區(qū)供水管網(wǎng)基本健全的建設(shè)目標(biāo),通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)摸查和統(tǒng)計(jì),供水管網(wǎng)需改造建設(shè)共14 段,本次結(jié)合《陜西省富平縣“十四·五”縣城供水工程規(guī)劃（2021-2025年）》,對(duì)富平縣供水進(jìn)行總體分析論證,環(huán)狀管網(wǎng)平差計(jì)算,對(duì)漏損管網(wǎng)進(jìn)行水量復(fù)核,管徑計(jì)算,分析漏損段水量、水壓,確定管道直徑和壓力,對(duì)漏損管段進(jìn)行改造建設(shè),保證居民用水安全。

根據(jù)工程投資、施工管理等比較分析,管徑≤300 mm的采用pe 管,管徑≥300 mm 的采用球墨鑄鐵管。

3.2 管網(wǎng)分區(qū)計(jì)量工程

依據(jù)地形、水源、城市發(fā)展方向及現(xiàn)狀水廠、管網(wǎng)情況,將富平縣縣城區(qū)域給水系統(tǒng)劃分為兩個(gè)分區(qū),兩個(gè)分區(qū)系統(tǒng)干管在適當(dāng)位置進(jìn)行交聯(lián),保障供水安全性。

富平縣管網(wǎng)供水主要為北區(qū)、南區(qū)兩個(gè)區(qū)域,分別安裝流量計(jì)進(jìn)行水量計(jì)算,北區(qū)流量計(jì)均位于北塬水廠出水口及懷德大街,南區(qū)流量計(jì)位于南塬水廠出水口及懷德大街。結(jié)合富平縣管網(wǎng)分布情況,分為兩個(gè)一級(jí)區(qū),再將兩個(gè)一級(jí)區(qū)按照分區(qū)管理原則分為6 個(gè)中間級(jí)分區(qū),其余為DMA 獨(dú)立計(jì)量分區(qū),具體分區(qū)圖見(jiàn)圖1、圖2。

表2 管網(wǎng)分區(qū)統(tǒng)計(jì)表

圖1 富平縣城區(qū)供水管網(wǎng)一級(jí)分區(qū)圖

圖2 富平縣城區(qū)供水管網(wǎng)中間級(jí)分區(qū)及DMA 分區(qū)圖

3.3 分區(qū)計(jì)量設(shè)備

在一級(jí)分區(qū)邊界、中間級(jí)分區(qū)邊界改造管道閥井,安裝電磁流量計(jì)、井下遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端,用于漏損分區(qū)校核；在DMA 獨(dú)立計(jì)量分區(qū),改造現(xiàn)狀閘閥井,安裝無(wú)線遠(yuǎn)傳水表/電磁流量計(jì),復(fù)核用水戶用水量。

3.4 一戶一表改造

對(duì)于建設(shè)年代久遠(yuǎn),存在輸配水管道建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低,跑冒滴漏等現(xiàn)象嚴(yán)重,計(jì)量水表自動(dòng)化程度低,居民飲水存在嚴(yán)重安全隱患的老舊小區(qū)實(shí)施一戶一表改造工程。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)摸查和統(tǒng)計(jì),富平縣城區(qū)2000年之前建成的老舊小區(qū)尚未進(jìn)行供水改造的涉及25 個(gè)小區(qū),用水戶9524 戶。

3.5 市政設(shè)施用水計(jì)量

現(xiàn)階段富平縣市政及綠化用水仍然從地上式消火栓取水,且消火栓上無(wú)計(jì)量設(shè)備,本次在富平縣城區(qū)地上式消火栓安裝大口徑無(wú)線遠(yuǎn)傳水表（與DMA 分區(qū)計(jì)量水表相同）,對(duì)綠化、澆灑等非消防用水進(jìn)行計(jì)量。根據(jù)富平供水公司統(tǒng)計(jì),富平縣城區(qū)地上式消火栓分布于各街道,總計(jì)325 座,此次共計(jì)改造地上式消火栓閥門(mén)井325 座,安裝大口徑無(wú)線元傳表325 臺(tái),配套蝶閥及伸縮節(jié)。

3.6 供水管網(wǎng)壓力調(diào)控工程

3.6.1 調(diào)蓄加壓

富平縣現(xiàn)有兩座水廠,分別為北塬水廠和南塬水廠,北塬水廠主要供給城區(qū),南塬水廠主要共計(jì)周邊可供給城區(qū)。

（1）根據(jù)縣城供水現(xiàn)狀,北塬水廠處高程為491 m,水源從北塬水廠供出,懷德大街以北,即縣城北區(qū)均為加壓區(qū),計(jì)劃新建北塬水廠加壓站一座對(duì)北區(qū)管網(wǎng)壓力進(jìn)行調(diào)控。

（2）南塬水廠高程為476.6 m,若利用南塬水廠轉(zhuǎn)輸2 萬(wàn)m3/d 作為水源,重力供水至南二環(huán),城區(qū)相對(duì)于南塬水廠屬于加壓區(qū),作為城區(qū)備用供水工程,計(jì)劃新建南塬水廠加壓站對(duì)管網(wǎng)壓力進(jìn)行調(diào)控。

故本工程根據(jù)縣城供水實(shí)際需要,增加加壓設(shè)施2 處,分別為北塬加壓站及南塬水廠加壓站。

3.6.2 壓力監(jiān)測(cè)設(shè)施

由于管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模大,管網(wǎng)聯(lián)系關(guān)系復(fù)雜,管網(wǎng)運(yùn)行的真實(shí)情況無(wú)從了解。通過(guò)對(duì)管網(wǎng)壓力的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè),可直接有效的了解管網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)狀況,減少預(yù)防管網(wǎng)漏損爆管等突發(fā)事件。

物聯(lián)壓力表集成了壓力信號(hào)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和無(wú)線數(shù)據(jù)通信于一體的高性能監(jiān)測(cè)設(shè)備,采用超低功耗技術(shù),使用一次性鋰電池供電,現(xiàn)場(chǎng)不需要電源就可以直接實(shí)時(shí)采集標(biāo)準(zhǔn)壓力變送器信號(hào)或儀表輸出的數(shù)字信號(hào),電平信號(hào)、干觸點(diǎn)、脈沖信號(hào)等,具備上下限自動(dòng)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的功能。

根據(jù)富平縣供水區(qū)域、供水管網(wǎng)長(zhǎng)度和管網(wǎng)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)原則,本次共布設(shè)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)19 處。其中水廠（南塬、北塬）出口管道壓力2 處,管網(wǎng)分區(qū)水壓監(jiān)測(cè)17 處。

3.7 供水智能化建設(shè)工程

富平縣供水智能化管理平臺(tái)基于地理信息服務(wù),通過(guò)對(duì)前端采集的水質(zhì)、水量、壓力、視頻等數(shù)據(jù)集中展示,運(yùn)用大數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)等技術(shù),構(gòu)建具有管網(wǎng)地理信息、分區(qū)計(jì)量、壓力調(diào)控、二次供水管理、營(yíng)運(yùn)管理功能的綜合性平臺(tái)。

3.7.1 管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)

管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)是以水源地、凈水廠、供水管網(wǎng)、用水DMA 在線監(jiān)控站為對(duì)象,基于WebGIS 實(shí)時(shí)展示監(jiān)測(cè)儀器、RTU、供電等監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),實(shí)現(xiàn)水量監(jiān)測(cè)計(jì)量分析、水質(zhì)超標(biāo)實(shí)時(shí)報(bào)警、化驗(yàn)室水質(zhì)檢測(cè)管理、供水管網(wǎng)事故報(bào)警、管網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能。

3.7.2 管網(wǎng)分區(qū)計(jì)量系統(tǒng)

基于水量平衡分析法,自動(dòng)計(jì)算漏損率和產(chǎn)銷差率,實(shí)現(xiàn)DMA 區(qū)管理、夜間流量分析、漏損分析預(yù)警、企業(yè)效益分析評(píng)價(jià)等功能,為制定檢漏計(jì)劃、提高檢漏效率、降低產(chǎn)銷差、保障企業(yè)效益提供科學(xué)依據(jù)。

3.7.3 壓力調(diào)控與調(diào)度系統(tǒng)

壓力調(diào)控是對(duì)調(diào)蓄加壓設(shè)施、壓力在下監(jiān)測(cè)、壓力調(diào)控設(shè)備等運(yùn)行狀態(tài)及壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線分析預(yù)警,通過(guò)對(duì)調(diào)壓設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,確保管網(wǎng)供水安全。同時(shí)結(jié)合水量壓力監(jiān)測(cè),以年、季、月、旬、日用水需求分析、可供水量預(yù)測(cè)為基礎(chǔ),通過(guò)建立典型的日用水負(fù)荷調(diào)度圖,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控調(diào)度功能。

3.7.4 二次供水管理系統(tǒng)

二次供水管理主要實(shí)現(xiàn)對(duì)二次加壓泵房中補(bǔ)水系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、排污系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等所有設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)調(diào)控,實(shí)時(shí)查看二次加壓泵房的水質(zhì)、水壓、流量、水箱液位等供水信息,能夠?qū)\(yùn)行過(guò)程出現(xiàn)的故障進(jìn)行預(yù)警,同時(shí)依托強(qiáng)大的水務(wù)大數(shù)據(jù),智能分析小區(qū)用水量曲線,從而以高效合理的方式智能補(bǔ)水,減輕市政管網(wǎng)補(bǔ)水壓力,也大大降低了能耗,給用戶帶來(lái)更加優(yōu)質(zhì)的用水服務(wù)。主要包括以下功能：

3.7.5 營(yíng)運(yùn)管理系統(tǒng)

主要包括：（1）報(bào)裝管理；（2）表務(wù)管理；（3）抄表管理；（4）收費(fèi)管理；（5）發(fā)票管理；（6）賬務(wù)管理；（7）業(yè)務(wù)管理；（8）水價(jià)管理；（9）打印管理；（10）報(bào)表統(tǒng)計(jì)；（11）多網(wǎng)點(diǎn)收費(fèi)；（12）自助機(jī)。

4 工程建設(shè)的主要任務(wù)及目標(biāo)

（1）管網(wǎng)改造：通過(guò)實(shí)施供水管網(wǎng)改造工程,基本解決管網(wǎng)漏損率高、二次供水水壓等主要問(wèn)題,提高水資源利用率；

（2）分區(qū)計(jì)量工程：通過(guò)供水管網(wǎng)分區(qū)計(jì)量工程,完善居民、市政、綠化、消防、環(huán)衛(wèi)等用水計(jì)量體系,實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)網(wǎng)格化,精細(xì)化管理；

（3）壓力調(diào)控：通過(guò)公共管網(wǎng)壓力調(diào)控工程,解決區(qū)域集中調(diào)蓄加壓?jiǎn)栴},提高調(diào)控水平；

（4）智能化：借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),建立水廠～管網(wǎng)水量、水質(zhì)全覆蓋的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；建立滿足富平縣生產(chǎn)及運(yùn)營(yíng)管理需求的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng),提升公共供水現(xiàn)代化生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理水平。

本工程共改造供水管線31.03 km；結(jié)合富平縣管網(wǎng)分布情況,分為兩個(gè)一級(jí)區(qū),6 個(gè)中間級(jí)分區(qū),139 個(gè)DMA 獨(dú)立計(jì)量分區(qū)；一戶一表涉及25 個(gè)小區(qū),用水戶9524 戶?？h城供水增加加壓設(shè)施2 處,分別為北塬加壓站及南塬水廠加壓站；供水管網(wǎng)共布設(shè)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)19 處。通過(guò)對(duì)前端采集的水質(zhì)、水量、壓力、視頻等數(shù)據(jù)集中展示,運(yùn)用大數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)等技術(shù),構(gòu)建具有管網(wǎng)地理信息、分區(qū)計(jì)量、壓力調(diào)控、二次供水管理、營(yíng)運(yùn)管理功能的綜合性平臺(tái)。

5 結(jié)語(yǔ)

富平縣縣城公共供水管網(wǎng)漏損治理工程項(xiàng)目是根據(jù)富平縣供水管網(wǎng)現(xiàn)狀,以現(xiàn)行法規(guī)、行業(yè)政策為原則,通過(guò)管網(wǎng)改造工程、分區(qū)計(jì)量工程、壓力調(diào)控工程、智能化建設(shè)等工程降低公共供水管網(wǎng)漏損率,提高水資源利用率,實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)網(wǎng)格化、精細(xì)化管理,建立較為完善的公共供水管網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)管理制度。富平縣是關(guān)中平原和陜北高原的過(guò)渡地帶,區(qū)位優(yōu)勢(shì)突出,輻射范圍廣,現(xiàn)狀管網(wǎng)建設(shè)年代久,漏損率高,通過(guò)一系列示范工程的實(shí)施,塑造富平縣供水管網(wǎng)漏損控制典范,對(duì)陜西省及周邊省份城市的管網(wǎng)漏損治理達(dá)到良好的示范引領(lǐng)效應(yīng)顯著。