城市供水管網(wǎng)管理探討及展望

劉 海

(北京檀州自來水有限責(zé)任公司， 北京 101500)

城市供水管網(wǎng)的穩(wěn)定性、安全性直接影響著城市的正常運(yùn)行。供水管網(wǎng)是城市的“生命線”，供水系統(tǒng)的主體組成部分[1]。隨著我國城市化進(jìn)程不斷推進(jìn),城市供水管網(wǎng)的規(guī)模也不斷擴(kuò)大，管網(wǎng)建設(shè)、維護(hù)和管理的難度不斷增大。如何提高供水企業(yè)的精細(xì)化管理水平，如何科學(xué)有效地做好管網(wǎng)管理工作，需要供水企業(yè)從技術(shù)和管理兩手著力。

1 城市供水管網(wǎng)管理存在的主要問題

1.1 管網(wǎng)建設(shè)存在的問題

1.1.1工程設(shè)計(jì)和材料選取不規(guī)范

設(shè)計(jì)單位對施工現(xiàn)場勘察不仔細(xì)、對施工環(huán)境地質(zhì)情況勘察不深入、對老舊市政供水管網(wǎng)的布設(shè)情況未完全掌握，往往造成設(shè)計(jì)方案不合理、不規(guī)范的情況[2]，增加了后期施工的不確定性和難度，還造成大量工程洽商變更出現(xiàn)。另外，在施工材料選用上，由于建設(shè)方把關(guān)不嚴(yán)，往往存在施工單位只考慮價(jià)格，不注重材料質(zhì)量的情況。

1.1.2施工質(zhì)量和施工管理不到位

供水管道施工主要包括土方開挖、管道鋪設(shè)、附屬設(shè)備安裝、窨井砌筑、土方回填和面層恢復(fù)等。施工隊(duì)伍實(shí)力不夠等因素造成施工不規(guī)范，往往出現(xiàn)管道基底處理不到位、土方回填不實(shí)、管道支墩和窨井砌筑不規(guī)范的問題[3]。后期經(jīng)常出現(xiàn)管道下陷、接口漏水、窨井下沉等情況。若建設(shè)方對施工單位的監(jiān)控力度不到位，還會(huì)出現(xiàn)弄虛作假、偷工減量的情況。

1.1.3竣工驗(yàn)收和竣工資料歸檔不完善

由于未建立嚴(yán)格的驗(yàn)收程序和制度，所以工程管理各環(huán)節(jié)無相應(yīng)的驗(yàn)收記錄，存在驗(yàn)收不規(guī)范的情況。竣工圖測量不及時(shí)、不準(zhǔn)確，竣工資料不完整，未及時(shí)錄入GIS系統(tǒng)等經(jīng)常發(fā)生。竣工資料歸檔不及時(shí)、不完整、不準(zhǔn)確，加大了后期的管理和維護(hù)難度。

1.2 管網(wǎng)日常維護(hù)管理存在的問題

1.2.1管網(wǎng)巡檢不到位

由于未建立專門的巡檢隊(duì)伍或未建立規(guī)范的管網(wǎng)巡查制度，城市供水管網(wǎng)經(jīng)常存在因巡檢不到位而造成管道被挖懷、被占壓、被圈占的情況，給供水管網(wǎng)安全運(yùn)行埋下了諸多隱患。

1.2.2管網(wǎng)閥門和附屬設(shè)備設(shè)施維護(hù)管理不到位、不規(guī)范

由于閥門定期維護(hù)管理制度未建立或執(zhí)行不到位，所以經(jīng)常出現(xiàn)閥桿漏水、閥門開關(guān)失靈、閥門關(guān)閉不嚴(yán)的情況，給管網(wǎng)搶修及時(shí)止水造成困難，以致往往被迫采取擴(kuò)閘方案而造成大范圍停水。

1.2.3管網(wǎng)檢漏工作開展不規(guī)范、不到位

檢漏制度不完善、檢漏設(shè)備落后以及檢漏人員檢漏經(jīng)驗(yàn)不足等因素，使得部分暗漏不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，造成長期跑水。

2 加強(qiáng)供水管網(wǎng)管理的主要措施

2.1 加強(qiáng)新建管線的管理

2.1.1建立規(guī)范的工程項(xiàng)目管理辦法

為完善工程項(xiàng)目管理，應(yīng)建立和完善工程項(xiàng)目相關(guān)管理辦法。相關(guān)辦法應(yīng)以“責(zé)任明確，條例清晰，工程不留隱患”為主旨，對工程各個(gè)環(huán)節(jié)都提出具體要求。其內(nèi)容應(yīng)覆蓋工程報(bào)裝管理、工程設(shè)計(jì)、方案評審、工程預(yù)算管理、工程合同管理、工程施工及驗(yàn)收管理、竣工資料移交和檔案管理、二次供水設(shè)備報(bào)裝及驗(yàn)收管理等。建立和完善工程項(xiàng)目相關(guān)管理辦法，一方面可以提高工作效率，另一方面還規(guī)范了項(xiàng)目管理，避免了部門相互推諉現(xiàn)象，保證了水表及時(shí)上戶和查抄。

2.1.2建立給水管道施工管理規(guī)范

為完善對施工質(zhì)量的管理，應(yīng)建立和完善給水管道工程施工管理辦法，從施工技術(shù)規(guī)范和安全規(guī)范兩方面對給水管道施工全流程做出要求。出臺(tái)匯編使其成為施工管理的重要依據(jù)，從而在提高工程質(zhì)量的同時(shí)，確保施工安全。匯編涉及施工前的準(zhǔn)備、土方施工、下管和管道施工、閥門及附屬設(shè)備安裝、溝槽回填、井室砌筑、管道打壓試驗(yàn)及沖洗、竣工資料匯總、竣工驗(yàn)收等環(huán)節(jié)[4]。

2.1.3建立并完善管網(wǎng)GIS

為完善管網(wǎng)信息管理，應(yīng)建立管網(wǎng)GIS，可將新建、改造、勾調(diào)、廢止管線及時(shí)更新錄入平臺(tái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和更新，為管網(wǎng)管理數(shù)據(jù)分析、運(yùn)行方案制定提供基礎(chǔ)信息[5]。

2.2 加強(qiáng)管網(wǎng)的日常維護(hù)管理

2.2.1建立專門的巡線隊(duì)伍和嚴(yán)格的管理制度

應(yīng)高度重視管線巡檢，成立專門的巡線隊(duì)伍，貫徹設(shè)施“預(yù)防管理”的理念，通過強(qiáng)化巡檢職能，建立“橫向到邊、縱向到底”的全區(qū)域覆蓋、突出區(qū)內(nèi)主要管線的巡查制度。完善巡查日志，執(zhí)行定點(diǎn)定時(shí)定人定責(zé)(“四定”)的分級管理機(jī)制。同時(shí)，應(yīng)建立并完善《管線巡查制度》和《壓減、明漏、工程漏工作方案》等。

2.2.2加強(qiáng)閥門和附屬設(shè)備的管理

應(yīng)成立閘門班專門負(fù)責(zé)閥門的開關(guān)和日常維護(hù)，建立《閥門管理制度》、《管網(wǎng)搶修供水服務(wù)流程》和《閥門操作水質(zhì)保障措施》等，通過進(jìn)行開關(guān)閘作業(yè)的審批管理和開關(guān)閘業(yè)務(wù)的流程管控，做到管線開口、管網(wǎng)搶修、換閘等開關(guān)閥門操作更加規(guī)范，在提高施工效率的同時(shí)大幅降低居民的投訴。

2.2.3加強(qiáng)檢漏隊(duì)伍建設(shè)和人員業(yè)務(wù)素質(zhì)提升

應(yīng)注重檢漏隊(duì)伍的建設(shè)和人員業(yè)務(wù)能力的培訓(xùn)，同時(shí)通過采購先進(jìn)的檢漏設(shè)備、建立績效考核等手段不斷提升檢漏人員的業(yè)務(wù)能力。在工作開展方面，在常規(guī)測漏的同時(shí)，應(yīng)以獨(dú)立計(jì)量區(qū)(DMA)為抓手，每天通過DMA系統(tǒng)查詢各獨(dú)立區(qū)夜間最小流量的變化，發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)開展測漏工作。

精細(xì)化管理是管網(wǎng)管理得以持續(xù)有效的主要抓手。經(jīng)過逐年的不斷改進(jìn)完善和積累，將管網(wǎng)控制涉及的各個(gè)工作環(huán)節(jié)實(shí)行系統(tǒng)化、流程化、規(guī)范化管理，確保各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)全過程控制與閉環(huán)管理。一是抓源頭設(shè)計(jì)管理：依據(jù)發(fā)展規(guī)劃，嚴(yán)格規(guī)范工程設(shè)計(jì)，注重選材建設(shè)，構(gòu)建嚴(yán)密的工程管理機(jī)制，通過工程報(bào)裝系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從規(guī)劃設(shè)計(jì)、圖紙會(huì)審、技術(shù)交底、施工監(jiān)管、沖洗消毒并網(wǎng)通水、竣工驗(yàn)收、資料歸檔等標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化管理，確保事事閉環(huán)。二是抓運(yùn)行維護(hù)管理：通過強(qiáng)化巡檢職能，建立全區(qū)域覆蓋、突出重點(diǎn)的巡查管理制度，執(zhí)行“四定”分級管理機(jī)制。成立“專門的檢漏隊(duì)伍”，不斷創(chuàng)新檢漏方法，依托分區(qū)計(jì)量分析結(jié)果，做到有計(jì)劃、有重點(diǎn)地實(shí)施精準(zhǔn)檢漏[6]。

3 供水管網(wǎng)管理展望

2022年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家發(fā)展改革委辦公廳印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)公共供水管網(wǎng)漏損控制的通知》(建辦城〔2022〕2號)明確：到2025年，全國城市公共供水管網(wǎng)漏損率力爭控制在9%以內(nèi)。提升供水管網(wǎng)的智能化建設(shè)和管理的水平將是未來幾年城市供水管網(wǎng)管理的主要方向[7]。結(jié)合管網(wǎng)現(xiàn)狀和發(fā)展需要，對未來管網(wǎng)管理工作展望如下。

3.1 加大老舊供水管網(wǎng)改造力度

目前老舊市政管網(wǎng)為普通鑄管，管齡較長，經(jīng)常出現(xiàn)管道折斷和大口漏水的情況。同時(shí)部分老舊小區(qū)管線為老舊鑄管和鍍鋅鋼管，銹蝕嚴(yán)重，經(jīng)常發(fā)生“黃水”現(xiàn)象。“十四五”期間，要加大老舊供水管網(wǎng)改造力度，改造老舊市政管網(wǎng)，改造老舊小區(qū)管網(wǎng)。

3.2 完善供水管網(wǎng)分區(qū)計(jì)量(DMA)建設(shè)和管理

責(zé)任主體不明確、各種因素混雜，導(dǎo)致漏損控制成為難題。在漏損率的構(gòu)成要素當(dāng)中，難以明確是漏水問題還是其他原因?qū)е碌谋碛^漏損沒控制好。DMA建立后，通過水平衡分析，為比較精確地漏損定量分析、厘清責(zé)任提供了可能。因?yàn)閷τ贒MA這樣小的區(qū)域而言，最小夜間流量基本上可以作為漏水水量的表征。再通過表觀漏損指標(biāo)分析，進(jìn)一步厘清查表質(zhì)量、違章用水、漏立戶等問題，實(shí)現(xiàn)漏損水量的整體控制[8]。2017年，開始了小區(qū)DMA建設(shè)，主要針對戶表全部為普通機(jī)械水表且管道為普通鑄管的老舊小區(qū)，通過夜間最小流量監(jiān)測、營銷質(zhì)量分析、查獲車庫違章用水等管理手段，有效降低了管網(wǎng)漏損率。“十四五”期間，要繼續(xù)完成獨(dú)立計(jì)量區(qū)(DMA)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)所有計(jì)量水表遠(yuǎn)傳全覆蓋。同時(shí)建立和完善DMA管理制度，通過減壓閥增設(shè)等手段，不斷優(yōu)化管網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3.3 實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)壓力的時(shí)空均衡

公司供水區(qū)域地形為東高西低，北高南低，南北高差接近17 m，東西高差為10 m。高程差異較大，城區(qū)中心(鼓樓地區(qū))和城區(qū)東北部為全城供水的最不利點(diǎn)。城區(qū)西南部河南寨工業(yè)開發(fā)區(qū)為管網(wǎng)壓力最高點(diǎn)。通過壓力監(jiān)測顯示，管網(wǎng)壓力差為0.16 MPa。2座水廠全部建在城區(qū)西北部，西水東送。受地形高差影響，分水廠出廠壓力在0.5 MPa左右，水廠出廠壓力在0.3～0.35 MPa。為滿足局地供水需求，夏季高峰供水期間只能采取高壓供水，能耗升高的同時(shí)管網(wǎng)漏損、爆管幾率都大大增加。通過對城區(qū)地形、水廠分布和供水管網(wǎng)進(jìn)行分析，決定采取局地增設(shè)二次加壓供水設(shè)備的方式來提高該地區(qū)的供水壓力，在保證全城供水壓力的同時(shí)降低水廠出廠壓力。

2018年3月，經(jīng)水務(wù)局報(bào)請區(qū)政府決定對反映比較強(qiáng)烈的久潤東區(qū)、北區(qū)、梧桐苑小區(qū)、燕語華庭小區(qū)、長安西區(qū)5個(gè)小區(qū)，通過管網(wǎng)改造、增設(shè)加壓設(shè)備的措施，解決小區(qū)水壓不足問題。出廠壓力較往年同期降低了0.20～0.27 MPa，噸水電耗降低，管網(wǎng)漏損也得到了改善。

“十四五”期間將完成城中心最高點(diǎn)鼓樓地區(qū)、嘉益園小區(qū)等地區(qū)的二次加壓供水設(shè)備增設(shè)，最終實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)壓力的時(shí)空均衡。

4 開展供水管網(wǎng)智能化建設(shè)和管理

4.1 開展閥門調(diào)節(jié)工作

通過開展全城管網(wǎng)狀況分析、管網(wǎng)數(shù)據(jù)測量，對關(guān)鍵管段的閥門進(jìn)行開關(guān)度調(diào)節(jié)，從而影響該管段的流量和流向，充分發(fā)揮該管段調(diào)配能力，達(dá)到增加局地水量水壓、平衡管網(wǎng)壓力、降低出廠水壓、減少管網(wǎng)漏損率的目的，真正實(shí)現(xiàn)了無水中生水、少水中增水的經(jīng)營理念。

4.2 開展減壓閥增設(shè)工作

采用閘閥或蝶閥進(jìn)行壓力控制時(shí),在高峰用水階段管網(wǎng)水頭損失較大,管網(wǎng)壓力不平衡。與采用閘閥或蝶閥進(jìn)行壓力控制相比，水力減壓閥能夠穩(wěn)定控制閥后壓力并平衡管網(wǎng)壓力,調(diào)節(jié)精度高,投入產(chǎn)出的性價(jià)比較高[9]。

公司對3處水壓較高的配水管網(wǎng)增設(shè)減壓閥，取得了較好的效果。如河南寨工業(yè)開發(fā)區(qū)總供水壓力由來水的0.4 MPa 調(diào)整為0.3 MPa，調(diào)整前夜間最小流量0.25 m3/h,調(diào)整后為0.01 m3/h，月減少跑水損失170 m3。康馨雅苑北進(jìn)水壓力由來水0.38 MPa調(diào)整為0.28 MPa，調(diào)整后的夜間最小流量由調(diào)整前的3.7 m3/h下降到1.4 m3/h，月減少跑水損失1 600 m3。

“十四五”期間，應(yīng)繼續(xù)完善管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，開展流量和壓力設(shè)備布設(shè)。建立管網(wǎng)微觀模型、更加合理地增設(shè)減壓閥，為管網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供有力支持。

4.3 布設(shè)管網(wǎng)漏點(diǎn)監(jiān)測設(shè)備

通過購進(jìn)或合作方式引進(jìn)漏損噪聲監(jiān)測設(shè)備及監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)漏點(diǎn)的精準(zhǔn)監(jiān)測。同時(shí)噪聲監(jiān)測與DMA管理相結(jié)合，智能監(jiān)測管網(wǎng)漏失情況并精準(zhǔn)定位漏失范圍。

“十四五”期間，北京將全面推進(jìn)智慧水務(wù)建設(shè)，以水務(wù)業(yè)務(wù)流程數(shù)字化再造為主線，構(gòu)建以水務(wù)物聯(lián)感知，數(shù)據(jù)匯聚共享為核心的智慧水務(wù)基礎(chǔ)底座，對水務(wù)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行整合重構(gòu)，逐步實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)水務(wù)業(yè)務(wù)的自動(dòng)化、智能化、智慧化管理[10]。供水企業(yè)將以此為契機(jī)，加強(qiáng)供水管網(wǎng)智能化管理，在強(qiáng)化管網(wǎng)規(guī)范設(shè)計(jì)、規(guī)范施工、科學(xué)維護(hù)的基礎(chǔ)上，通過合理布設(shè)管網(wǎng)壓力、流量、水質(zhì)感知監(jiān)測設(shè)備，完善管網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息建設(shè)，為統(tǒng)一融合接入水務(wù)感知平臺(tái)，提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

5 結(jié)論

供水管網(wǎng)是城市的“生命線”，提高供水企業(yè)的精細(xì)化管理水平，科學(xué)有效做好管網(wǎng)管理工作，需要供水企業(yè)從技術(shù)和管理兩手著力。科學(xué)地整合管網(wǎng)數(shù)據(jù)、再造管網(wǎng)業(yè)務(wù)流程，通過信息化手段和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，不斷提升供水管網(wǎng)的智能化建設(shè)和管理的水平。