跨流域长距离输水工程暗漏问题分析

2011-04-25李东艳

中国水利 2011年14期

李东艳

（河北省秦皇岛市引青管理局，066000，秦皇岛）

一、概述

管网漏水是供水行业普遍存在的问题。城市供水管网漏损主要有暗漏、明漏、阀门漏水及其他漏损等形式。其中暗漏形式占到了管道漏水的大部分，是目前城市无效供水量中水量最大、最难控制和最不易发现的，具有排查难、危害大、存续时间长等特点。暗漏不仅发生在城市市政供水管网中，也发生在城市长距离输水的过程中，每年都会给城市供水企业、输水部门带来很大损失。以秦皇岛市为例，秦皇岛市年城市供水量约为11000万m3，如果原水暗漏损失为10%，每年的原水损失量为1100万m3，以目前城市供水原水价格0.79元计算，每年暗漏损失为869万元，这还不算抢修和漏水补偿等费用。暗漏损失也会影响供水能力，2010年引青供水能力最大值为27.97万t，只达到设计能力（34.13万t）的82%，这其中也与管道的漏损有关。

秦皇岛市城市供水水源地为桃林口水库和石河水库。每年石河水库向城市供水约5000万m3，桃林口水库供水约6000万m3。桃林口水库至市区有100 km，水源是通过引青济秦跨流域调水工程输送到市区的。本次研究以引青济秦工程输水数据为依据。

二、引青济秦工程简介

引青济秦工程最早修建于1989年，后经过不断的扩建、改建而逐步完善形成了供水工程的完整结构。工程长100 km，包括暗渠和明渠5.56 km、无压隧洞5.47 km、有压隧洞和暗涵8.75 km、输水管道80 km、加压泵站1座、水库1座、取水小坝1座、天然河道8.5 km等多种工程形式。供水设计能力3.95 m3/s，设计日供水最大为34.13万t；沿线有7个农业放水口、2个干渠接口、7个企业的直供水接口和4个自来水公司入水口。

三、数据的采集

以2010年全年的数据为样本，对全年每天的出库量、实际供水量、季节和天气情况及是否有农业供水和爆管明漏情况的记录，总结出表 1。

表1中水量暗漏的损失计算是用取水口的水量和能够计量的用水户的总用水量来考虑，即

暗漏损失率%=（取水口水量-总用水量）/总用水量%

四、影响暗漏有关因素分析

通过多年的供水数据监测，长距离输水的暗漏问题很复杂，与很多因素有关。

1.与供水量的关系

暗漏损失率与每天的供水量看不出有线性关系，即没有单纯的递增和递减的关系，不因为日供水量的增加而增加或减少；但是当每天的供水量在10万t以下时，暗漏损失率有突破性的变化。例如10月份平均供水量是9.15万t，漏损率为39.83%，观察全年365天统计数据，水量在10万t以下的漏损率最小的一天为2010年10月23日，日供水量9.15万t，漏损率为28.15%，最大的一天为2010年11月18日，日供水量8.49万 t，漏损率为 45.25%；并且不是个别现象。原因尚不清楚，分析猜测一是供水量小，压力大而引起原来渗漏点漏水，二是可能存在计量问题，即供水量小影响到水量的计量精度。这个问题还需要进一步的观察研究。

表1 出库量与实际供水量损失比较表（2010年）

2.与季节气候的关系

每年7—9月漏损率明显高于其他月份，阴雨天的漏损率低于正常天气的漏损率；分析为7—9月气温高，地下水蒸发快，地下水水位下降，而引起沿线渗漏补水；阴雨天地面蒸发量小，降雨可以回补隧洞、渠道的水量，故漏损率低于正常天气值。

3.与工程形式的关系

①无压隧洞：引青济秦上游是5.47 km的无压隧洞，隧洞设计为3.5 m×2.9 m的城门洞形，Ⅳ、Ⅴ类围岩全断面钢筋混凝土衬砌，Ⅱ、Ⅲ类围岩光面爆破、锚喷支护。因为洞内水位低于地下水水位，所以无压隧洞是长年补水状态，即没有漏损损失。

②渠道：无论是暗渠还是明渠，都有漏损损失。这和渠道衬砌施工质量、防水处理及工程的老化和维护有关。渠道的渗漏是最不易发现的，往往是通过渠道壁、渠道底的缝隙渗水。渠道是无压输水，漏水不会像有压水产生向上喷涌现象，水下渗补充了渠道周围的地下水，只有在局部地下水饱和后才会在地面出现积水，漏水严重的会在渠道两侧形成暗流，冬季周围结冰。

③有压隧洞、暗涵：有压隧洞和无压隧洞不同，洞内压力高于地下水水位，所以会有水量损失，暗涵处一般水压较高，漏损较大。在引青工程的6个有压隧洞中，除新施工的降云顶隧洞（马蹄形、全断面钢筋混凝土衬砌）尚未在隧洞出口暗涵处发现漏水之外，其余5条隧洞均有漏水显现。5条隧洞于1990年施工，2.6 m×2.8 m城门洞形，钢筋混凝土衬砌。漏水的具体表现是：没有明显的漏水点，有稳定的漏水量，在暗涵周围长年积水，老百姓利用漏水形成的水塘里的水灌溉，种水稻。因为隧洞暗涵维修需要全线停水，所以运行20年来没法维修和检查。

④预应力混凝土管：预应力混凝土管最容易发生明漏，比如承插口的胶圈脱落和爆管；至于暗漏，除了在胶圈处有渗漏外，还发生在管道壁的外渗；预应力混凝土管在制作过程中因为技术原因会存在一些蜂窝、麻面和小的孔隙，有压水会沿着这些小的孔隙漏出，外观上观察会发现在管道壁上潮湿或有小的水珠；这种渗漏会随着压力的增加或过水流量的加大而加大。管道接口在地形起伏较大、管道安装接转的地方渗漏问题较多。单点渗漏虽不大，但因为沿线大多使用预应力混凝土管，管线长，因此总体上的渗漏量还是很大的。

⑤钢管：输水管道用钢管，都做防腐处理，管身渗漏不多见，但是在焊接处有因为外界的干扰焊缝撕裂现象，在阀门井里外露（不在地下埋着）的钢管段，防腐层剥落的地方腐蚀严重，出现过漏水点，但是这种情况现在不多，随着工程使用时间的延长，这种情况可能会增加。沿线钢管段很短，所占的漏水量也很少。

⑥河道：虽然现在引青济秦供水不再经由河道，而直接用管道实现封闭供水，但是也有必要说一下河道。2008年之前经河道调水过程中，8.5 km西洋河天然河道，多年平均调水损失量为6.35%。

4.管理

长距离输水管线占线长，接口多，管理不到位，用水户私自打开放水口用水现象也存在，从计量上看，私接用水量小，在实时监测的水压和流量上都反映不出来，总水量上能反映，这样的情况也都归到暗漏里面，构成了水量损失。

五、防漏建议

暗漏问题原因复杂，涉及工程选址、工程型式的选择、材料选用、施工质量、运行调度、沿线放水口、各用水户用水情况和水量计量等各方面。无压隧洞没有漏损损失，渠道（明渠和暗渠）漏损损失最不易发现，有压隧洞和暗涵有稳定的漏水量；管道占线长，漏损损失最大。在防漏上：渠道和隧洞可以通过加强施工质量的监管和维护来减少漏水损失；管道暗漏更多地与管材质量、安装质量和运行调度有关，选择质量好、有信誉、生产工艺先进的厂家生产的产品，承插口安装到位，尽量避免大角度的接转，调度上保持一个平稳的水压和运行状态；管理上重视交叉工程的影响，禁止大型机械在管线上作业或堆放大宗物料，禁止在管道上挖沙取土破坏管道的基础等，加强工程设施的巡查和维护，提高监测精度。