營業服務區供水管網漏損檢測與控制技術分析

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.天津市博通技術開發有限公司，天津 300100；3.天津市公用事業設計研究所，天津 300100）

隨著我國經濟和城市化程度的快速發展，城市規模不斷擴大，供水管網也隨之改擴和新建。但是，供水管網快速建設的過程中，伴隨著相當嚴重的漏損問題。據水網報道，2017年全國公共供水管網綜合漏損率為14.57%，其中近一半省份的城市供水系統的實際漏損率在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”的要求，相差甚遠。供水管網漏損不僅造成水資源的浪費，直接影響供水企業的經濟效益，而且可能影響城市供水水質，危及城市建設和居民的生命安全。

本文按照國家建設部提出“水十條”中的供水管網漏損控制目標要求，結合華北某自來水有限公司的科學技術發展規劃，以營銷分公司供水區域為技術應用和實踐對象，應用管網分區裝表計量[1]技術，形成了營業服務區供水管網漏損控制技術流程，取得了良好的漏損控制效果，為供水管網漏損控制技術現代化發展提供了實踐應用經驗。

1 營業服務區供水管網漏損管理思路和措施

營業服務區在多年的管理工作中形成了如圖1所示的管網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 管網漏損檢測控制工作流程

1.1 管理思路

1.1.1 加強服務區域水的計量管理

加強對進入服務區域進水的計量管理，按照《城鎮供水水量計量儀表的配備和管理通則》（CJ/T3019-1993）的規定，堅持執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 加強管網管理

（1）加強供水管道施工質檢隊伍建設，提高質檢人員的技術業務素質，質檢人員必須具備施工經驗；加強材料檢驗，保證施工質量。

（2）對可能造成漏失的管網附屬設施及時檢修更換。

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計、水費回收以及降低產銷差率，大力推廣應用新型智能水表，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，以服務管網區域為重點研究對象，借助于典型小區現場試驗、GIS系統平臺上的計算機模擬和管網普查的綜合手段，探索總結適合供水管網漏損控制措施。

1.2 降低管網漏損的措施

1.2.1 加大投資力度，對老舊管線及附屬設施更新改造

老舊管線年久失修以及設計敷設不合理，嚴重影響管網的供水安全，附屬設施更新不及時銹蝕嚴重造成搶修時打不開或關不上，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

對服務區員工進行思想教育，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，選擇優質計量設備，強化定期檢驗、復驗和更換制度。

1.2.4 加強管網的基礎管理

管線基礎資料必須準確、齊全；工程施工管理必須嚴格、規范，減少因為施工質量不合格造成的管網漏失；管材設備一定選擇合格產品；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生；注意管網維修、搶修的施工質量，避免劣等施工和弄虛作假行為的發生，杜絕“再漏水”現象。

對完成的售水量指標及實現的產銷差率進行有效的監管以及嚴格的考核，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利益的行為。

2 營業服務區供水管網漏損管理方案

2.1 漏損檢測方案

目前國內外最常用供水管網漏損檢測方法，詳見表1。

表1 最常用供水管網漏損檢測方法

在營業服務區采用分區裝表計量法。它是在配水系統中劃分獨立計量區（DMA），通過分區安裝流量計，分析和判斷計量DMA分區內的管網漏損，這是輔助管網日常管理和漏損識別的重要手段。通過分析營業服務區DMA分區內的最小夜間流量，可縮小漏損識別范圍，結合探漏設備，實現區域主動泄漏控制，提高泄漏維修速度，增加主設備的更換和修復速度。

電磁流量計具體應用到供水管網上應考慮以下幾個因素：①精度：一般0.5級就滿足要求；②重復性：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。

根據以上電磁流量計選型原則，本研究選擇上海肯特儀表有限公司生產的電磁流量計。

2.2 DMA分區方案

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

依據分級考試的結果,研究對象為河南某高校非英語專業2016級學生,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(具體人數見下頁,表1)。根據《歐洲語言共同參考框架》中對學習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分區規劃流程

2.3 夜間流量分析

近年來，漏損監測技術發展迅速，不間斷夜間流量監測是目前使用較為廣泛的一項漏損監測技術。不間斷夜間流量監測是對每個DMA分區的夜間流量作不間斷的監測，以觀察流量的變化。若夜間流量超過某個范圍，則應開始漏點調查、監測、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分區的夜間流量進行分析，進而評估該區域的實際漏損情況。常用的夜間最小流量數據處理方法有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，即認為該區域管網可能出現異常。

（2）經驗法。按照工作經驗選定參數，并據此繪制用水標準圖表，將實際供水量與其比較，即可發現管網是否存在異常。

經驗法主觀性較強，由于經驗不同導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據。

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的估算標準可以參照相關表進行。

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、學校、餐館、醫院、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；暗漏是管網中所有較小的滲漏水量之和，一般來說存在于整個管網中，可以把它看成是管材、敷設年代、管網壓力等影響因素的函數。

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監測得到。通常的辦法是：首先，在營業服務區按照戶數的大小劃分出DMA分區，測定進入該區的流入水量；其次，測定0—4點的流入量，繼而判斷出該地區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。

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

3 結果與討論

華北某自來水集團有限公司營銷分公司服務面積約177.50 km2，管網長度935.25 km，服務人口約160萬人，主要負責轄區內供水管網及設施的管理、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。

在營業服務區，制定了管網控制漏損工作流程與計量分區管理制度并付諸實施；建立了監測管網壓力與流量系統，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系，并開展了計算分區管網漏損控制技術研究；通過咨詢對比，綜合考慮設備技術成熟度、軟件技術支持、售后服務等因素，從多家流量計生產廠家中選擇上海肯特儀表股份有限公司的電磁流量計作為測試儀器，并將與之配套的數據采集分析系統作為試驗測試軟件；進行了獨立分區管網漏損控制技術應用試驗，根據結果開展了現場DMA分區設計和安裝試點。考慮到供水區域集抄數據的準確率，選擇華鑫小區作為DMA分區試點（試點約12萬戶、占居民總數的80%）進行DMA分區。DMA分區漏損控制平臺系統功能，詳見表2。

表2 系統功能描述

數據面板中可以進行地圖展示，界面如圖3所示。

圖3 數據面板地圖展示界面

DMA分區漏損控制平臺系統中建立了壓力、流量數據采集系統，采集的數據分析界面如圖4所示，用戶歷史數據查詢界面如圖5所示。同時，系統可以進行夜間流量分析，發現漏損點，及時快速地通知相關人員修復管網的漏損。

圖4 壓力、流量與時間關系界面

圖5 用戶歷史數據查詢界面

通過使用DMA分區漏報控制平臺系統，實現了降低產銷差率，結果詳見表3。

表3 2019年產銷差率分析結果

4 結論

以某自來水公司管理運行實踐為基礎，提出營業服務區供水管網漏損管理思路和降低管網漏損的措施，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。

在管網服務區采用了分區裝表計量檢漏技術，建立了DMA分區，在DMA分區中建立了壓力、流量數據采集系統，采用夜間最小流量估計標準進行管網夜間流量分析可及時發現管網漏損。

以華北某自來水集團公司銷售公司供水區域為技術應用范例，開展了供水管網的分區裝表計量技術研究和工程應用實踐，對于管網漏損的預測和計算、提供安全供水具有直接的指導作用。