营业服务区供水管网漏损检测与控制技术分析

2023-03-11陶其育

海河水利 2023年2期

李鑫，祝达，陶其育

（1.天津市自来水集团公司第一营销分公司，天津 300000；2.天津市博通技术开发有限公司，天津 300100；3.天津市公用事业设计研究所，天津 300100）

随着我国经济和城市化程度的快速发展，城市规模不断扩大，供水管网也随之改扩和新建。但是，供水管网快速建设的过程中，伴随着相当严重的漏损问题。据水网报道，2017年全国公共供水管网综合漏损率为14.57%，其中近一半省份的城市供水系统的实际漏损率在15%以上，有的省份实际漏损率甚至达到20%以上。这与“水十条”中提出的“到2020年，控制在10%以内”的要求，相差甚远。供水管网漏损不仅造成水资源的浪费，直接影响供水企业的经济效益，而且可能影响城市供水水质，危及城市建设和居民的生命安全。

本文按照国家建设部提出“水十条”中的供水管网漏损控制目标要求，结合华北某自来水有限公司的科学技术发展规划，以营销分公司供水区域为技术应用和实践对象，应用管网分区装表计量[1]技术，形成了营业服务区供水管网漏损控制技术流程，取得了良好的漏损控制效果，为供水管网漏损控制技术现代化发展提供了实践应用经验。

1 营业服务区供水管网漏损管理思路和措施

营业服务区在多年的管理工作中形成了如图1所示的管网漏损检测控制工作流程，实践证明这个工作流程操作可行。

图1 管网漏损检测控制工作流程

1.1 管理思路

1.1.1 加强服务区域水的计量管理

加强对进入服务区域进水的计量管理，按照《城镇供水水量计量仪表的配备和管理通则》（CJ/T3019-1993）的规定，坚持执行对出厂水计量仪表的周期检定，保证计量的准确性和可靠性。

1.1.2 加强管网管理

（1）加强供水管道施工质检队伍建设，提高质检人员的技术业务素质，质检人员必须具备施工经验；加强材料检验，保证施工质量。

（2）对可能造成漏失的管网附属设施及时检修更换。

1.1.3 加强用水管理

（1）建立供水稽查制度，认真查处违章用水。

（2）安装消火栓防窃水装置。

（3）加强供水终端的计量管理工作，对所有用户必须装表计量，最大限度完成售水量的抄表统计、水费回收以及降低产销差率，大力推广应用新型智能水表，杜绝违章用水和窃水行为。

1.1.4 加强管网漏失检测

（1）在漏失检测中，引入竞争机制，建立奖惩制度，提高漏失检测积极性，加强检测漏损的主动性。

（2）成立爆管控制研究小组，以服务管网区域为重点研究对象，借助于典型小区现场试验、GIS系统平台上的计算机模拟和管网普查的综合手段，探索总结适合供水管网漏损控制措施。

1.2 降低管网漏损的措施

1.2.1 加大投资力度，对老旧管线及附属设施更新改造

老旧管线年久失修以及设计敷设不合理，严重影响管网的供水安全，附属设施更新不及时锈蚀严重造成抢修时打不开或关不上，这些都是造成漏损的重要因素。

1.2.2 加大打击违法、违章用水力度

对服务区员工进行思想教育，在主观上和管理上采取更为严密的措施，严禁私自接水和偷水行为，堵塞漏洞。

1.2.3 加强计量工作管理

坚持装表计量，选择优质计量设备，强化定期检验、复验和更换制度。

1.2.4 加强管网的基础管理

管线基础资料必须准确、齐全；工程施工管理必须严格、规范，减少因为施工质量不合格造成的管网漏失；管材设备一定选择合格产品；加强巡视工作，最大限度地降低因其他施工造成的供水管线工程漏损的发生；注意管网维修、抢修的施工质量，避免劣等施工和弄虚作假行为的发生，杜绝“再漏水”现象。

对完成的售水量指标及实现的产销差率进行有效的监管以及严格的考核，堵上管理漏洞，健全制度以及防范措施，杜绝漏立户以及各种损害企业利益的行为。

2 营业服务区供水管网漏损管理方案

2.1 漏损检测方案

目前国内外最常用供水管网漏损检测方法，详见表1。

表1 最常用供水管网漏损检测方法

在营业服务区采用分区装表计量法。它是在配水系统中划分独立计量区（DMA），通过分区安装流量计，分析和判断计量DMA分区内的管网漏损，这是辅助管网日常管理和漏损识别的重要手段。通过分析营业服务区DMA分区内的最小夜间流量，可缩小漏损识别范围，结合探漏设备，实现区域主动泄漏控制，提高泄漏维修速度，增加主设备的更换和修复速度。

电磁流量计具体应用到供水管网上应考虑以下几个因素：①精度：一般0.5级就满足要求；②重复性：建议选择管段式；③小流量：测量性能，要求流量0.3 m/s时精度达到0.5级；④供电方式：建议选择市电等稳定的电源模式；⑤防护性能：如防水及抗干扰；⑥信号输出：485或4～20 mA。

根据以上电磁流量计选型原则，本研究选择上海肯特仪表有限公司生产的电磁流量计。

2.2 DMA分区方案

DMA的建立以DMA的分区规划为基础，分区规划包括正确划分DMA的大小、确定新设阀门和新管段的位置和参数、选定流量计安装位置和参数、统计需要关闭的边界阀门等步骤。工作过程中可能需要对前期分区规划进行修正，提出更为合理的规划意见，最终建立科学合理的DMA分区方案。完整的DMA分区规划流程，如图2所示。

依据分级考试的结果,研究对象为河南某高校非英语专业2016级学生,他们是同一个院系的同一级别的四个班级A,B,C,D。其中A班和B班为实验班,C班和D班为控制班(具体人数见下页,表1)。根据《欧洲语言共同参考框架》中对学习者英语能力的界定标准,所选研究对象符合POA理论对研究对象的要求。

图2 DMA分区规划流程

2.3 夜间流量分析

近年来，漏损监测技术发展迅速，不间断夜间流量监测是目前使用较为广泛的一项漏损监测技术。不间断夜间流量监测是对每个DMA分区的夜间流量作不间断的监测，以观察流量的变化。若夜间流量超过某个范围，则应开始漏点调查、监测、分析和定位。

2.3.1 夜间最小流量法

夜间最小流量[2]是评估DMA分区实际漏损水平的重要指标。夜间最小流量法是对某个DMA分区的夜间流量进行分析，进而评估该区域的实际漏损情况。常用的夜间最小流量数据处理方法有2种。

（l）比较法。将夜间测得的最小供水量与日均供水量比较，如果最小夜间供水量与日均供水量的比值超过某一百分点，即认为该区域管网可能出现异常。

（2）经验法。按照工作经验选定参数，并据此绘制用水标准图表，将实际供水量与其比较，即可发现管网是否存在异常。

经验法主观性较强，由于经验不同导致的漏损水量估计值与实际值可能存在较大的误差，因此本研究选用较为准确和客观的比较法处理夜间最小流量数据。

2.3.2 夜间最小流量估计标准

夜间最小流量的组成可以更加细化，按管道和供水设施的类别可分为干管、连接管、地下进户管和泵站；按漏损类型可分为爆管和渗漏；按用户类别可分为居民用户、大用户和非居民用户。夜间最小流量各组分数的估算标准可以参照相关表进行。

用户的夜间用水量一般由大用户用水、居民用户用水和非居民用户用水组成。大用户一般界定为用水量超过500 L/h的用户，具体流量值需要通过水表计量；居民用户和非居民用户由于用水量较小，其用水量难以通过水表计量得到，一般根据用水人口以及人均夜间用水量进行估算。其中，一般家庭平均夜间用水量是1.7 L/h；非家庭夜间用水包括商店、办公楼、仓库、旅馆、学校、餐馆、医院、工厂、工地等，用户平均夜间用水量是8 L/h。

漏损水量有暗漏水量和明漏水量，明漏一般是爆管引起的，可以快速定位以及修复；暗漏是管网中所有较小的渗漏水量之和，一般来说存在于整个管网中，可以把它看成是管材、敷设年代、管网压力等影响因素的函数。

2.3.3 夜间流量估算

夜间流量可以从定期的实际测量中获得，或依靠遥测进行连续监测得到。通常的办法是：首先，在营业服务区按照户数的大小划分出DMA分区，测定进入该区的流入水量；其次，测定0—4点的流入量，继而判断出该地区的夜间用水量以及安装水表以后的漏水所引起的损失水量，即夜间损失水量可用日平均水量来换算，这样就能推算出每年的漏损水量。

通过某个计量区域的夜间流量进行分析，进而评估该区域的漏损情况，同时能够帮助快速有效地对漏损管段进行定位和修复。

3 结果与讨论

华北某自来水集团有限公司营销分公司服务面积约177.50 km2，管网长度935.25 km，服务人口约160万人，主要负责辖区内供水管网及设施的管理、维护、抢修，计量表具的管理及水费的查收，查处治理各类危及供水安全或违章用水行为。

在营业服务区，制定了管网控制漏损工作流程与计量分区管理制度并付诸实施；建立了监测管网压力与流量系统，进行夜间流量分析，按照夜间流量的估算标准确定夜间流量与用水量的关系，并开展了计算分区管网漏损控制技术研究；通过咨询对比，综合考虑设备技术成熟度、软件技术支持、售后服务等因素，从多家流量计生产厂家中选择上海肯特仪表股份有限公司的电磁流量计作为测试仪器，并将与之配套的数据采集分析系统作为试验测试软件；进行了独立分区管网漏损控制技术应用试验，根据结果开展了现场DMA分区设计和安装试点。考虑到供水区域集抄数据的准确率，选择华鑫小区作为DMA分区试点（试点约12万户、占居民总数的80%）进行DMA分区。DMA分区漏损控制平台系统功能，详见表2。