富平县管网漏损治理项目浅析

田 可，安慧琳

（陕西水环境工程勘测设计研究院,陕西 西安 710016）

富平县是关中平原和陕北高原的过渡地带,区位优势突出,辐射范围广,现状管网建设年代久,漏损率高,通过一系列示范工程的实施,塑造富平县供水管网漏损控制典范,对陕西省及周边省份城市的管网漏损治理达到良好的示范引领效应显著。

1 概况

富平古称频阳,位于陕西省关中平原中北部,地处关天经济区东翼,属大西安经济圈规划范围,是陕西东大门建设的五个副中心城市之一。近年来,按照“园区化承载、集群化发展、大项目支撑、大集团引领”的发展思路,规划建设了富平县高新技术产业开发区、陕西省镇级小城市综合改革试验区、富平现代农业示范基地等三大发展平台,初步形成了装备制造、能源化工、新型建材、农副产品加工、特色轻工等五大产业集群。

富平县城区现状居民用水由富平县北塬水厂及南塬水厂供给。北塬水厂设计供水能力为6.0 m3/d,采用重力输水输送至城区管网。南塬水厂主要供给县城南部区域,供给县城水压偏低。

目前,县城供水管网现状南起南二环、北至北环路、西起西环路、东至东环路,城区内形成环网供水管网。供水主管网老旧破损。接入小区支管网、配水管网大多建于20世纪80年代,管材为钢管、PVC 管、个别为白塑料管,急需进行改造,且县城供水无分区计量、用水无计量设备、供水管网信息化程度低、管控机制落后。

本次富平县县城公共供水管网漏损治理工程项目是根据富平县供水管网现状,以现行法规、行业政策为原则,通过管网改造工程、分区计量工程、压力调控工程、智能化建设等工程降低公共供水管网漏损率,提高水资源利用率,实现供水管网网格化、精细化管理,建立较为完善的公共供水管网运行维护管理制度。

根据发改办环资〔2022〕141 号《国家发展改革委办公厅、住房和城乡建设部办公厅关于组织开展公共供水管网漏损治理试点建设的通知》（后面简称《通知》）,结合富平县区城市实际现状,确定工程治理年限和范围如下：

治理年限：2022年～2025年。治理范围：北起北环线,南到石川河,西起环城西路,东至环城东路。

2 建设目标

2.1 管网改造

通过实施供水管网改造工程,基本解决管网漏损率高、二次供水水压等主要问题,提高水资源利用率。建设目标为项目区内老旧管网改造率≥90%；公共主干管道漏损率≤3%,小区公共管网漏损率≤4%；老旧二次供水设施改造率达到100%。

2.2 分区计量工程

通过供水管网分区计量工程,完善居民、市政、绿化、消防、环卫等用水计量体系,实现供水管网网格化,精细化管理。建设目标为户表改造率≥90%（2000年以前未改造的小区）；分区计量覆盖率达100%；公共事业用水（市政、绿化、消防等）计量设施覆盖率100%。

2.3 压力调控

通过公共管网压力调控工程,解决区域集中调蓄加压问题,提高调控水平。建设目标为公共管网压力检测设施覆盖率100%；压力调控覆盖率100%。

2.4 智能化

借助物联网技术,建立水厂～管网水量、水质全覆盖的在线监测系统；运用4G/5G、LoRa、Nb-LOT、互联网络、数字链路,建立覆盖管理中心～供水厂～管网监测点全覆盖的通信传输网络；建立标准统一的数据资源库,实现数据资源集中存储管理；建立满足富平县生产及运营管理需求的业务应用系统,提升公共供水现代化生产运营管理水平。

具体工程措施及主要建设内容见表1。

表1 工程措施及主要建设内容

3 工程措施

3.1 供水管网改造工程

为达到县城建成区供水管网基本健全的建设目标,通过现场摸查和统计,供水管网需改造建设共14 段,本次结合《陕西省富平县“十四·五”县城供水工程规划（2021-2025年）》,对富平县供水进行总体分析论证,环状管网平差计算,对漏损管网进行水量复核,管径计算,分析漏损段水量、水压,确定管道直径和压力,对漏损管段进行改造建设,保证居民用水安全。

根据工程投资、施工管理等比较分析,管径≤300 mm的采用pe 管,管径≥300 mm 的采用球墨铸铁管。

3.2 管网分区计量工程

依据地形、水源、城市发展方向及现状水厂、管网情况,将富平县县城区域给水系统划分为两个分区,两个分区系统干管在适当位置进行交联,保障供水安全性。

富平县管网供水主要为北区、南区两个区域,分别安装流量计进行水量计算,北区流量计均位于北塬水厂出水口及怀德大街,南区流量计位于南塬水厂出水口及怀德大街。结合富平县管网分布情况,分为两个一级区,再将两个一级区按照分区管理原则分为6 个中间级分区,其余为DMA 独立计量分区,具体分区图见图1、图2。

表2 管网分区统计表

图1 富平县城区供水管网一级分区图

图2 富平县城区供水管网中间级分区及DMA 分区图

3.3 分区计量设备

在一级分区边界、中间级分区边界改造管道阀井,安装电磁流量计、井下远程监测终端,用于漏损分区校核；在DMA 独立计量分区,改造现状闸阀井,安装无线远传水表/电磁流量计,复核用水户用水量。

3.4 一户一表改造

对于建设年代久远,存在输配水管道建设标准低,跑冒滴漏等现象严重,计量水表自动化程度低,居民饮水存在严重安全隐患的老旧小区实施一户一表改造工程。通过现场摸查和统计,富平县城区2000年之前建成的老旧小区尚未进行供水改造的涉及25 个小区,用水户9524 户。

3.5 市政设施用水计量

现阶段富平县市政及绿化用水仍然从地上式消火栓取水,且消火栓上无计量设备,本次在富平县城区地上式消火栓安装大口径无线远传水表（与DMA 分区计量水表相同）,对绿化、浇洒等非消防用水进行计量。根据富平供水公司统计,富平县城区地上式消火栓分布于各街道,总计325 座,此次共计改造地上式消火栓阀门井325 座,安装大口径无线元传表325 台,配套蝶阀及伸缩节。

3.6 供水管网压力调控工程

3.6.1 调蓄加压

富平县现有两座水厂,分别为北塬水厂和南塬水厂,北塬水厂主要供给城区,南塬水厂主要共计周边可供给城区。

（1）根据县城供水现状,北塬水厂处高程为491 m,水源从北塬水厂供出,怀德大街以北,即县城北区均为加压区,计划新建北塬水厂加压站一座对北区管网压力进行调控。

（2）南塬水厂高程为476.6 m,若利用南塬水厂转输2 万m3/d 作为水源,重力供水至南二环,城区相对于南塬水厂属于加压区,作为城区备用供水工程,计划新建南塬水厂加压站对管网压力进行调控。

故本工程根据县城供水实际需要,增加加压设施2 处,分别为北塬加压站及南塬水厂加压站。

3.6.2 压力监测设施

由于管网系统规模大,管网联系关系复杂,管网运行的真实情况无从了解。通过对管网压力的数据监测,可直接有效的了解管网运行的实时状况,减少预防管网漏损爆管等突发事件。

物联压力表集成了压力信号采集、数据存储和无线数据通信于一体的高性能监测设备,采用超低功耗技术,使用一次性锂电池供电,现场不需要电源就可以直接实时采集标准压力变送器信号或仪表输出的数字信号,电平信号、干触点、脉冲信号等,具备上下限自动监测实时预报的功能。

根据富平县供水区域、供水管网长度和管网压力监测点布设原则,本次共布设压力监测点19 处。其中水厂（南塬、北塬）出口管道压力2 处,管网分区水压监测17 处。

3.7 供水智能化建设工程

富平县供水智能化管理平台基于地理信息服务,通过对前端采集的水质、水量、压力、视频等数据集中展示,运用大数据、计算机等技术,构建具有管网地理信息、分区计量、压力调控、二次供水管理、营运管理功能的综合性平台。

3.7.1 管网地理信息系统

管网地理信息系统是以水源地、净水厂、供水管网、用水DMA 在线监控站为对象,基于WebGIS 实时展示监测仪器、RTU、供电等监测设备运行状态,实现水量监测计量分析、水质超标实时报警、化验室水质检测管理、供水管网事故报警、管网基础数据管理等功能。

3.7.2 管网分区计量系统

基于水量平衡分析法,自动计算漏损率和产销差率,实现DMA 区管理、夜间流量分析、漏损分析预警、企业效益分析评价等功能,为制定检漏计划、提高检漏效率、降低产销差、保障企业效益提供科学依据。

3.7.3 压力调控与调度系统

压力调控是对调蓄加压设施、压力在下监测、压力调控设备等运行状态及压力监测数据进行在线分析预警,通过对调压设备进行远程控制,确保管网供水安全。同时结合水量压力监测,以年、季、月、旬、日用水需求分析、可供水量预测为基础,通过建立典型的日用水负荷调度图,实现实时监控调度功能。

3.7.4 二次供水管理系统

二次供水管理主要实现对二次加压泵房中补水系统、供水系统、排污系统、安防系统等所有设备运行状态实时监测调控,实时查看二次加压泵房的水质、水压、流量、水箱液位等供水信息,能够对运行过程出现的故障进行预警,同时依托强大的水务大数据,智能分析小区用水量曲线,从而以高效合理的方式智能补水,减轻市政管网补水压力,也大大降低了能耗,给用户带来更加优质的用水服务。主要包括以下功能：

3.7.5 营运管理系统

主要包括：（1）报装管理；（2）表务管理；（3）抄表管理；（4）收费管理；（5）发票管理；（6）账务管理；（7）业务管理；（8）水价管理；（9）打印管理；（10）报表统计；（11）多网点收费；（12）自助机。

4 工程建设的主要任务及目标

（1）管网改造：通过实施供水管网改造工程,基本解决管网漏损率高、二次供水水压等主要问题,提高水资源利用率；

（2）分区计量工程：通过供水管网分区计量工程,完善居民、市政、绿化、消防、环卫等用水计量体系,实现供水管网网格化,精细化管理；

（3）压力调控：通过公共管网压力调控工程,解决区域集中调蓄加压问题,提高调控水平；

（4）智能化：借助物联网技术,建立水厂～管网水量、水质全覆盖的在线监测系统；建立满足富平县生产及运营管理需求的业务应用系统,提升公共供水现代化生产运营管理水平。

本工程共改造供水管线31.03 km；结合富平县管网分布情况,分为两个一级区,6 个中间级分区,139 个DMA 独立计量分区；一户一表涉及25 个小区,用水户9524 户。县城供水增加加压设施2 处,分别为北塬加压站及南塬水厂加压站；供水管网共布设压力监测点19 处。通过对前端采集的水质、水量、压力、视频等数据集中展示,运用大数据、计算机等技术,构建具有管网地理信息、分区计量、压力调控、二次供水管理、营运管理功能的综合性平台。

5 结语

富平县县城公共供水管网漏损治理工程项目是根据富平县供水管网现状,以现行法规、行业政策为原则,通过管网改造工程、分区计量工程、压力调控工程、智能化建设等工程降低公共供水管网漏损率,提高水资源利用率,实现供水管网网格化、精细化管理,建立较为完善的公共供水管网运行维护管理制度。富平县是关中平原和陕北高原的过渡地带,区位优势突出,辐射范围广,现状管网建设年代久,漏损率高,通过一系列示范工程的实施,塑造富平县供水管网漏损控制典范,对陕西省及周边省份城市的管网漏损治理达到良好的示范引领效应显著。