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行業新聞

淺談城市供水管網漏損的有效控製

文章來源:智能水表  |  發布時間:2017-07-01 14:19:36  |  點擊率:

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管網漏損是供水企業的一個重要考核指標,隨著城市供水規模的擴大,管網漏損問題也日益突出。城市供水管網漏損控製要使規劃設計和運行管理由經驗型管理向科學型管理進行轉變,結合現代計算機信息技術,提出有效控製管網漏損的措施。 

1、供水管網漏損的現狀 

城市供水係統是重要的基礎設施,對保證城市經濟的穩定發展和人民生活水平的提高有著舉足輕重的作用。供水管網漏損率是反映供水企業管理水平的重要標誌之一,降低供水管網漏損率蘊藏著巨大的經濟效益,環境效益和社會效益。作為一項強製性標準,《城市供水管網漏損控製及評定標準》(CJJ92-2002)中提出城市供水管網的基本漏損率不應大於12%。但從有關的統計數據來看,我國城鎮供水管網係統中的漏損率通常為15%-20%,其中,有相當一部分城市供水係統的實際漏損率在20%以上。目前,國內供水企業普遍存在著管網漏損過大、產銷差率過高、維護費用過重的問題,管網漏損問題能否得到有效控製,已經逐漸成為製約供水企業發展的一個“瓶頸”。 

2、管網漏損的形式及控製分析 

管網漏損一般分為明漏及暗漏兩大類。根據上海某自來水公司2015年-2016年的管網委托檢漏漏損數據統計,其中老城區的管網漏損總數,明顯大於新建管網較多區域的管網漏水總數。 

2.1 明漏現狀及控製 

明漏一般表現在管網附近地麵冒出清水或者路麵有下陷、下凹並出現積水等,水量損耗與報漏的及時率有直接的關係。一般通過專業人員定期巡視檢查,居民群眾、單位企業或交通路政部門發現上報,企業維修人員及時到場維修。據統計明漏多集中在口徑≤DN150的小口徑管道和表閥箱內,尤其以套室表開關、格林、水表接口漏水居多。 

2.2 暗漏現狀及控製 

暗漏是指管網漏水而在地麵沒有任何顯示,漏出的水滲入地下或直接流人附近下水道,暗漏嚴重時會發生局部地區的水壓降低或造成市政設施的損壞。暗漏的隱蔽性較強,要確定漏水點比較困難,更難精確統計漏失水量,通常委托檢漏公司采用聽漏棒、電子聽漏儀等設備定期進行區域檢測。根據上海某自來水公司2015年暗漏普查情況,全年暗漏檢出數4393個,其中街坊漏點3429個,道路漏點964個,DN≤50的漏點總計3235個,占總量的73.6%。 

2.3 當前存在的主要問題 

一是由於缺乏係統控製漏損的理論基礎,多依賴被動報修、巡檢、儀器聽漏,檢測周期長,效率較低,未能形成及時、高效、針對性強的管網檢漏計劃。 

二是由於管道、設施不斷老化,水壓、供水量、水溫也在隨季節不停地變化,漏水現象不斷重複發生,被稱為二次漏失或漏水複原現象。 

三是因強調供水安全,環狀管存在過多,使管網連接複雜,管網實際漏失水量難以計量和分割,不易分析其形成原因,且管網內流速偏低,形成管網水質二次汙染,並加快了管網腐蝕速度。 

四是隨著二次供水改造工作的大力推進,小區泵房、水箱、水池、樓宇管道等供水設備也納入了上水公司的管理,進一步提高了漏損控製的難度和要求。 

3 供水管網漏損的有效控製措施 

供水管網漏損控製是一項係統工程,規劃設計是前提,製度管理是基礎,主動發現是重心,及時修複是關鍵,管網改造是長期性根本措施。城市供水管網漏損控製要結合企業未來發展方向,引入科學的管理理念和技術手段,結合現代化的計算機信息技術,優化供水管網規劃設計、實行分區計量管理、製定管網巡檢及檢漏方案、確定管網更新改造計劃,是降低漏損率、提高供水效益,優化管網運行的有效措施。 

3.1 優化供水管網規劃設計 

供水管網的規劃設計,是管網係統的第一道關卡,設計人員應深入實際,調查資料,保證管道工程設計工作係統化、標準化、科學化。對於區域供水規劃,首先要通過GIS地理信息係統,查詢已建道路管網的相關信息,以確定規劃管網布置方案。根據管網模型的水力計算結果,了解用水量的分布,壓力、及流速等情況,綜合考量:(1)針對管徑及流量較大的管道,應在相應水源流入及流出位置安裝流量儀,計量區域用水量。(2)根據水流方向和現場地理情況,適當分割環狀管網、加裝閥門,以方便用水量的計量和漏損區域的發現、分割。(3)對於流速過低的管道,在符合消防需求的基礎上考慮縮小管徑。 

城市供水管網是複雜多變的大規模網絡係統。為了方便規劃設計,運行管理,將供水管網中的管段和節點簡化和抽象為圖形和數據的表達,在此基礎上建立了供水管網微觀模型。Infoworks WS等模型軟件,通過將節點和管段賦予各類屬性,進行水力計算、圖論、數學分析等操作,為供水企業搭建了虛擬運行平台,能幫助設計人員熟悉管網整體運行情況,輔助製定並驗證管網更新和維護操作管理方法,為區域性的給水管網規劃設計和更新的優先性評估提供科學依據。 

3.2 實行分區計量管理 

分區計量管理就是通過在管網節點上加裝流量儀、水表等計量設備,將整體的供水管網係統人為劃分成若幹較小的封閉供水區塊,邊界的計量設備可以實時的將瞬時流量、流速、壓力等數據上傳管理平台,以這些數據為基礎,供水企業通過統計和分析,能夠直觀地了解該供水區塊的供水量、管網運行狀況、用戶用水習慣,並采取針對性的管網管理措施,從而更有效的降低管網漏損率;並更好地管理整個係統的壓力,為管網係統提供全天候不間斷的供水服務。 

一般來說,DMA的設計有以下幾點考量:(1)DMA的大小;(2)為隔離DMA而必須關閉的閥門數量;(3)用來計量DMA流入和流出水量的流量儀(水表數量);(4)DMA內地麵高程及壓力變化情況;(5)利用清楚可見的地形特征作為DMA的邊界,以降低安裝和管理成本,如河流,排水渠、鐵路、公路等。建立DMA之後,必須建立對管網反饋數據統計分析、發現問題的長效機製,並視具體情況實施措施,如對產銷差高的DMA小區加強巡檢和檢漏、對邊界管網進行物探驗證DMA的封閉性、甚至在原DMA區域內再建立二級DMA子係統,縮小檢測範圍等。 

從理論上來說,最理想的DMA分區就是在整個供水管網內建立起多層次、覆蓋率100%的若幹DMA子係統,但是受運營成本的限製,在大中型城市中這幾乎是不可能實現的,因此在實際操作時,一般都是在管網結構相對直觀、管齡長、管材差、進水管在兩路以下的小區內建立DMA,通過對進水管夜間(淩晨0點至5點)流量的監控,分析小區用水和管網健康狀況,一般來說,一個人口穩定的小區,24小時內的供水曲線也是比較穩定的,夜間流量也應該在2立方米/小時以內,一旦監控發現流量曲線突變應立即分析原因,采取應對措施。

3.3 製定管網巡檢及檢漏方案 

定期進行管網巡檢和檢漏是供水企業尋找管網漏損的最終措施,DMA和PMA等管理手段可以將管網漏點確定在一個很小的範圍,但最終對漏點的定位仍然需要管網巡檢和檢漏。通過定期、持續的管網巡檢,可以及時發現道路、小區內的明漏;通過對市政工程周邊區域、動拆遷基地等管線易損區域進行重點、高密度的巡檢,可以有效保證漏損管線及時修複;通過對DMA和PMA的數據分析,可以確定某片疑似有漏損的管網,縮小檢漏範圍。 

檢漏技術也在不斷更新換代,目前在傳統人工聽音棒的基礎上,已大量運用回聲測量儀、噪聲放大儀、聲波探測球等現代化儀器,通過對反饋數據定性定量的分析,將人為不確定因素的影響降低到最小,從而更為精確的確定漏點。 

3.4 確定管網更新改造計劃 

供水管網的漏損率受到管材、管齡的直接影響,應持之以恒的對城市舊管網進行改造翻新,科學設計、嚴格選材,精心施工,並優先改造白鐵、灰口鑄鐵管、PVC管、球態鑄鐵管等壽命短、易腐蝕、易斷裂的管網,從源頭上控製供水管網漏損。從上海市某供水公司2015年的漏點中提取1000個樣本進行漏水點材質分布的統計分析後可以發現,白鐵、灰口鑄鐵管漏點的百分比分別為60%、16%。 

因此,近期改造計劃可結合檢漏及夜間流量儀監測情況,著重對老城區中管網材質差、漏損情況嚴重的管網進行改造。遠期可根據GIS係統運算分析,篩選出管齡較長,管材質量差,曆年漏水情況較多的管道,結合市政道路改造或二次供水改造製定3-5年的管網滾動改造計劃。