營業(yè)服務(wù)區(qū)供水管網(wǎng)漏損檢測與控制技術(shù)分析

李 鑫，祝 達，陶其育

（1.天津市自來水集團公司第一營銷分公司，天津 300000；2.天津市博通技術(shù)開發(fā)有限公司，天津 300100；3.天津市公用事業(yè)設(shè)計研究所，天津 300100）

隨著我國經(jīng)濟和城市化程度的快速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，供水管網(wǎng)也隨之改擴和新建。但是，供水管網(wǎng)快速建設(shè)的過程中，伴隨著相當(dāng)嚴重的漏損問題。據(jù)水網(wǎng)報道，2017年全國公共供水管網(wǎng)綜合漏損率為14.57%，其中近一半省份的城市供水系統(tǒng)的實際漏損率在15%以上，有的省份實際漏損率甚至達到20%以上。這與“水十條”中提出的“到2020年，控制在10%以內(nèi)”的要求，相差甚遠。供水管網(wǎng)漏損不僅造成水資源的浪費，直接影響供水企業(yè)的經(jīng)濟效益，而且可能影響城市供水水質(zhì)，危及城市建設(shè)和居民的生命安全。

本文按照國家建設(shè)部提出“水十條”中的供水管網(wǎng)漏損控制目標要求，結(jié)合華北某自來水有限公司的科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，以營銷分公司供水區(qū)域為技術(shù)應(yīng)用和實踐對象，應(yīng)用管網(wǎng)分區(qū)裝表計量[1]技術(shù)，形成了營業(yè)服務(wù)區(qū)供水管網(wǎng)漏損控制技術(shù)流程，取得了良好的漏損控制效果，為供水管網(wǎng)漏損控制技術(shù)現(xiàn)代化發(fā)展提供了實踐應(yīng)用經(jīng)驗。

1 營業(yè)服務(wù)區(qū)供水管網(wǎng)漏損管理思路和措施

營業(yè)服務(wù)區(qū)在多年的管理工作中形成了如圖1所示的管網(wǎng)漏損檢測控制工作流程，實踐證明這個工作流程操作可行。

圖1 管網(wǎng)漏損檢測控制工作流程

1.1 管理思路

1.1.1 加強服務(wù)區(qū)域水的計量管理

加強對進入服務(wù)區(qū)域進水的計量管理，按照《城鎮(zhèn)供水水量計量儀表的配備和管理通則》（CJ/T3019-1993）的規(guī)定，堅持執(zhí)行對出廠水計量儀表的周期檢定，保證計量的準確性和可靠性。

1.1.2 加強管網(wǎng)管理

（1）加強供水管道施工質(zhì)檢隊伍建設(shè)，提高質(zhì)檢人員的技術(shù)業(yè)務(wù)素質(zhì)，質(zhì)檢人員必須具備施工經(jīng)驗；加強材料檢驗，保證施工質(zhì)量。

（2）對可能造成漏失的管網(wǎng)附屬設(shè)施及時檢修更換。

1.1.3 加強用水管理

（1）建立供水稽查制度，認真查處違章用水。

（2）安裝消火栓防竊水裝置。

（3）加強供水終端的計量管理工作，對所有用戶必須裝表計量，最大限度完成售水量的抄表統(tǒng)計、水費回收以及降低產(chǎn)銷差率，大力推廣應(yīng)用新型智能水表，杜絕違章用水和竊水行為。

1.1.4 加強管網(wǎng)漏失檢測

（1）在漏失檢測中，引入競爭機制，建立獎懲制度，提高漏失檢測積極性，加強檢測漏損的主動性。

（2）成立爆管控制研究小組，以服務(wù)管網(wǎng)區(qū)域為重點研究對象，借助于典型小區(qū)現(xiàn)場試驗、GIS系統(tǒng)平臺上的計算機模擬和管網(wǎng)普查的綜合手段，探索總結(jié)適合供水管網(wǎng)漏損控制措施。

1.2 降低管網(wǎng)漏損的措施

1.2.1 加大投資力度，對老舊管線及附屬設(shè)施更新改造

老舊管線年久失修以及設(shè)計敷設(shè)不合理，嚴重影響管網(wǎng)的供水安全，附屬設(shè)施更新不及時銹蝕嚴重造成搶修時打不開或關(guān)不上，這些都是造成漏損的重要因素。

1.2.2 加大打擊違法、違章用水力度

對服務(wù)區(qū)員工進行思想教育，在主觀上和管理上采取更為嚴密的措施，嚴禁私自接水和偷水行為，堵塞漏洞。

1.2.3 加強計量工作管理

堅持裝表計量，選擇優(yōu)質(zhì)計量設(shè)備，強化定期檢驗、復(fù)驗和更換制度。

1.2.4 加強管網(wǎng)的基礎(chǔ)管理

管線基礎(chǔ)資料必須準確、齊全；工程施工管理必須嚴格、規(guī)范，減少因為施工質(zhì)量不合格造成的管網(wǎng)漏失；管材設(shè)備一定選擇合格產(chǎn)品；加強巡視工作，最大限度地降低因其他施工造成的供水管線工程漏損的發(fā)生；注意管網(wǎng)維修、搶修的施工質(zhì)量，避免劣等施工和弄虛作假行為的發(fā)生，杜絕“再漏水”現(xiàn)象。

對完成的售水量指標及實現(xiàn)的產(chǎn)銷差率進行有效的監(jiān)管以及嚴格的考核，堵上管理漏洞，健全制度以及防范措施，杜絕漏立戶以及各種損害企業(yè)利益的行為。

2 營業(yè)服務(wù)區(qū)供水管網(wǎng)漏損管理方案

2.1 漏損檢測方案

目前國內(nèi)外最常用供水管網(wǎng)漏損檢測方法，詳見表1。

表1 最常用供水管網(wǎng)漏損檢測方法

在營業(yè)服務(wù)區(qū)采用分區(qū)裝表計量法。它是在配水系統(tǒng)中劃分獨立計量區(qū)（DMA），通過分區(qū)安裝流量計，分析和判斷計量DMA分區(qū)內(nèi)的管網(wǎng)漏損，這是輔助管網(wǎng)日常管理和漏損識別的重要手段。通過分析營業(yè)服務(wù)區(qū)DMA分區(qū)內(nèi)的最小夜間流量，可縮小漏損識別范圍，結(jié)合探漏設(shè)備，實現(xiàn)區(qū)域主動泄漏控制，提高泄漏維修速度，增加主設(shè)備的更換和修復(fù)速度。

電磁流量計具體應(yīng)用到供水管網(wǎng)上應(yīng)考慮以下幾個因素：①精度：一般0.5級就滿足要求；②重復(fù)性：建議選擇管段式；③小流量：測量性能，要求流量0.3 m/s時精度達到0.5級；④供電方式：建議選擇市電等穩(wěn)定的電源模式；⑤防護性能：如防水及抗干擾；⑥信號輸出：485或4～20 mA。

根據(jù)以上電磁流量計選型原則，本研究選擇上?？咸貎x表有限公司生產(chǎn)的電磁流量計。

2.2 DMA分區(qū)方案

DMA的建立以DMA的分區(qū)規(guī)劃為基礎(chǔ)，分區(qū)規(guī)劃包括正確劃分DMA的大小、確定新設(shè)閥門和新管段的位置和參數(shù)、選定流量計安裝位置和參數(shù)、統(tǒng)計需要關(guān)閉的邊界閥門等步驟。工作過程中可能需要對前期分區(qū)規(guī)劃進行修正，提出更為合理的規(guī)劃意見，最終建立科學(xué)合理的DMA分區(qū)方案。完整的DMA分區(qū)規(guī)劃流程，如圖2所示。

依據(jù)分級考試的結(jié)果,研究對象為河南某高校非英語專業(yè)2016級學(xué)生,他們是同一個院系的同一級別的四個班級A,B,C,D。其中A班和B班為實驗班,C班和D班為控制班(具體人數(shù)見下頁,表1)。根據(jù)《歐洲語言共同參考框架》中對學(xué)習(xí)者英語能力的界定標準,所選研究對象符合POA理論對研究對象的要求。

圖2 DMA分區(qū)規(guī)劃流程

2.3 夜間流量分析

近年來，漏損監(jiān)測技術(shù)發(fā)展迅速，不間斷夜間流量監(jiān)測是目前使用較為廣泛的一項漏損監(jiān)測技術(shù)。不間斷夜間流量監(jiān)測是對每個DMA分區(qū)的夜間流量作不間斷的監(jiān)測，以觀察流量的變化。若夜間流量超過某個范圍，則應(yīng)開始漏點調(diào)查、監(jiān)測、分析和定位。

2.3.1 夜間最小流量法

夜間最小流量[2]是評估DMA分區(qū)實際漏損水平的重要指標。夜間最小流量法是對某個DMA分區(qū)的夜間流量進行分析，進而評估該區(qū)域的實際漏損情況。常用的夜間最小流量數(shù)據(jù)處理方法有2種。

（l）比較法。將夜間測得的最小供水量與日均供水量比較，如果最小夜間供水量與日均供水量的比值超過某一百分點，即認為該區(qū)域管網(wǎng)可能出現(xiàn)異常。

（2）經(jīng)驗法。按照工作經(jīng)驗選定參數(shù)，并據(jù)此繪制用水標準圖表，將實際供水量與其比較，即可發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)是否存在異常。

經(jīng)驗法主觀性較強，由于經(jīng)驗不同導(dǎo)致的漏損水量估計值與實際值可能存在較大的誤差，因此本研究選用較為準確和客觀的比較法處理夜間最小流量數(shù)據(jù)。

2.3.2 夜間最小流量估計標準

夜間最小流量的組成可以更加細化，按管道和供水設(shè)施的類別可分為干管、連接管、地下進戶管和泵站；按漏損類型可分為爆管和滲漏；按用戶類別可分為居民用戶、大用戶和非居民用戶。夜間最小流量各組分數(shù)的估算標準可以參照相關(guān)表進行。

用戶的夜間用水量一般由大用戶用水、居民用戶用水和非居民用戶用水組成。大用戶一般界定為用水量超過500 L/h的用戶，具體流量值需要通過水表計量；居民用戶和非居民用戶由于用水量較小，其用水量難以通過水表計量得到，一般根據(jù)用水人口以及人均夜間用水量進行估算。其中，一般家庭平均夜間用水量是1.7 L/h；非家庭夜間用水包括商店、辦公樓、倉庫、旅館、學(xué)校、餐館、醫(yī)院、工廠、工地等，用戶平均夜間用水量是8 L/h。

漏損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復(fù)；暗漏是管網(wǎng)中所有較小的滲漏水量之和，一般來說存在于整個管網(wǎng)中，可以把它看成是管材、敷設(shè)年代、管網(wǎng)壓力等影響因素的函數(shù)。

2.3.3 夜間流量估算

夜間流量可以從定期的實際測量中獲得，或依靠遙測進行連續(xù)監(jiān)測得到。通常的辦法是：首先，在營業(yè)服務(wù)區(qū)按照戶數(shù)的大小劃分出DMA分區(qū)，測定進入該區(qū)的流入水量；其次，測定0—4點的流入量，繼而判斷出該地區(qū)的夜間用水量以及安裝水表以后的漏水所引起的損失水量，即夜間損失水量可用日平均水量來換算，這樣就能推算出每年的漏損水量。

通過某個計量區(qū)域的夜間流量進行分析，進而評估該區(qū)域的漏損情況，同時能夠幫助快速有效地對漏損管段進行定位和修復(fù)。

3 結(jié)果與討論

華北某自來水集團有限公司營銷分公司服務(wù)面積約177.50 km2，管網(wǎng)長度935.25 km，服務(wù)人口約160萬人，主要負責(zé)轄區(qū)內(nèi)供水管網(wǎng)及設(shè)施的管理、維護、搶修，計量表具的管理及水費的查收，查處治理各類危及供水安全或違章用水行為。

在營業(yè)服務(wù)區(qū)，制定了管網(wǎng)控制漏損工作流程與計量分區(qū)管理制度并付諸實施；建立了監(jiān)測管網(wǎng)壓力與流量系統(tǒng)，進行夜間流量分析，按照夜間流量的估算標準確定夜間流量與用水量的關(guān)系，并開展了計算分區(qū)管網(wǎng)漏損控制技術(shù)研究；通過咨詢對比，綜合考慮設(shè)備技術(shù)成熟度、軟件技術(shù)支持、售后服務(wù)等因素，從多家流量計生產(chǎn)廠家中選擇上?？咸貎x表股份有限公司的電磁流量計作為測試儀器，并將與之配套的數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)作為試驗測試軟件；進行了獨立分區(qū)管網(wǎng)漏損控制技術(shù)應(yīng)用試驗，根據(jù)結(jié)果開展了現(xiàn)場DMA分區(qū)設(shè)計和安裝試點?？紤]到供水區(qū)域集抄數(shù)據(jù)的準確率，選擇華鑫小區(qū)作為DMA分區(qū)試點（試點約12萬戶、占居民總數(shù)的80%）進行DMA分區(qū)。DMA分區(qū)漏損控制平臺系統(tǒng)功能，詳見表2。

表2 系統(tǒng)功能描述

數(shù)據(jù)面板中可以進行地圖展示，界面如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)面板地圖展示界面

DMA分區(qū)漏損控制平臺系統(tǒng)中建立了壓力、流量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采集的數(shù)據(jù)分析界面如圖4所示，用戶歷史數(shù)據(jù)查詢界面如圖5所示。同時，系統(tǒng)可以進行夜間流量分析，發(fā)現(xiàn)漏損點，及時快速地通知相關(guān)人員修復(fù)管網(wǎng)的漏損。

圖4 壓力、流量與時間關(guān)系界面

圖5 用戶歷史數(shù)據(jù)查詢界面

通過使用DMA分區(qū)漏報控制平臺系統(tǒng)，實現(xiàn)了降低產(chǎn)銷差率，結(jié)果詳見表3。

表3 2019年產(chǎn)銷差率分析結(jié)果

4 結(jié)論

以某自來水公司管理運行實踐為基礎(chǔ)，提出營業(yè)服務(wù)區(qū)供水管網(wǎng)漏損管理思路和降低管網(wǎng)漏損的措施，可為其他類似公司控漏降漏策略的制定提供思路和方法上的參考。

在管網(wǎng)服務(wù)區(qū)采用了分區(qū)裝表計量檢漏技術(shù)，建立了DMA分區(qū)，在DMA分區(qū)中建立了壓力、流量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采用夜間最小流量估計標準進行管網(wǎng)夜間流量分析可及時發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)漏損。

以華北某自來水集團公司銷售公司供水區(qū)域為技術(shù)應(yīng)用范例，開展了供水管網(wǎng)的分區(qū)裝表計量技術(shù)研究和工程應(yīng)用實踐，對于管網(wǎng)漏損的預(yù)測和計算、提供安全供水具有直接的指導(dǎo)作用。