安慶市供水管網漏損控制方法與成效

游瑋

摘?要：論文就安慶市供水管網漏損控制方法與成效進行詳細分析，以期對供水管網達到預期效果。

關鍵詞：供水管網;降漏;分區與分區控制;漏損控制

1?城市及供水管網情況簡介

1.1?簡介安慶城區歷史、人口、規劃，供水歷史

安慶，別名“宜城”，安徽省地級市，皖鄂贛區域中心城市，長三角門戶城市。曾為安徽省省會，江南文化名城，中國近代工業發源地之一。安慶市區建成面積153.98km²，2017年常住人口74.08萬。中心城區2030年規劃建設用地面積180 km²，城市人口180萬，供水能力106萬 m³/d。1911年安慶市建立了安徽省第一座自來水廠，1984年成立安慶市自來水公司，2011年成立安慶供水集團公司。

1.2?介紹供水水廠布置，管網布置，管網相關數字

安慶市區現有三個水廠沿江而建，分別位于市區的西側和中部，總供水能力36萬 m³/d。供水區域按供水壓力劃分為兩個分區，東部常壓區和老城區由二水廠、三水廠供水，西部高壓區、北部新城由一水廠供水。一水廠和二、三水廠供水范圍交匯處的供水聯絡管道上采用閥門隔離，城區內沿規劃路網布置環狀管網，重要的聯絡管道設置雙線。截止2018年底，DN100及以上供水管網總長度1175公里。由于安慶市供水管網敷設時間跨度大，供水管網老化現象嚴重。主要體現為以下兩點：部分管道年久失修，老城區管網大多為上世紀六七十年代鋪設，早已超過了一些管材的正常使用年限，各時期安裝的供水管線均有部分存量未完全改造;早期的管材技術性能較為落后，其中自應力水泥管管和灰口鑄鐵管普遍運用于供水主管網，受當時技術所限，加之已經半個多世紀的運行，極易發生漏水和爆管。

2?降漏方案與實施規劃

2.1?高位降漏以傳統檢漏為主

2008年安慶市供水管網產銷差率為38.86%，年爆管次數達到18次，處于行業內較高的水平。在供水管網漏損率較高階段，管網的物理漏損是產銷差率偏高的主要原因。通過加強檢漏能力建設，能取得較好降漏成果。2008年起，安慶供水集團公司開始組建專業檢漏隊伍。在管線管理所下設檢漏班，配備四個檢漏小組共計8人開展檢漏工作。人員配備年輕化、專業化，其中大專及本科以上人員 6名。通過先后投資70余萬元，為檢漏人員配備了數字電子聽漏儀、數字相關儀、漏水巡視儀、金屬管線探測器、便攜式流量計、路面鉆孔機等設備。

由于傳統的檢漏具有一定的盲目性，進行合理的檢漏作業管理，并根據歷史數據分析漏點高發區域和時期，有助于提高檢漏效率。1）檢漏班組按照分區開展檢漏，并定期進行分區輪換;2）鎖定歷年來漏損嚴重區域，根據歷年安漏點分布位置圖確定漏點高發區域，有針對性開展檢漏;3）根據管線材質、建設時間和地質情況，對一些存在較高漏損風險的路段管線定期巡查;4）以季節變化為節點，在氣溫驟變后立即開展全范圍巡查;5）以壓力變化為線索，根據測壓系統和居民反饋的壓力突變情況開展檢漏。6）重點排查施工區域、拆遷區域，及時維修明漏點;7）加強偷盜水巡查，尤其是城鄉結合部區域利用消火栓進行綠化、灌溉和灑水的。

2008-2013年期間，每年檢出暗漏點約230個，合計漏損量500-900m³/h，折合產銷差率每年下降5.9-12個百分點，2013年產銷差率下降至24.57%。根據期間統計數據分析，10m³/h以上大漏點漏損占比約為48.2%，對降低漏損發揮了重大作用。為進一步激發檢漏人員積極性，鼓勵檢出大漏點，針對10m³/h以上大漏點進行單獨獎勵。多年來累計發放大漏點獎勵金7.4萬元，其中單個漏點最高獎勵1.632萬元。但是隨著時間的推移，2014-2016年期間，傳統的檢漏方法檢出漏點漏損量逐年下降。檢漏對降低產銷差率的貢獻為每年3.9-4.9個百分點，和每年新增漏損量基本持平，故無法有效進一步降低漏損，見圖1。

2.2?繼續降漏以分區檢漏為主

2014年-2016年期間，安慶市產銷差率維持在24%左右，甚至出現小幅度反彈，降漏工作遇到瓶頸期。分析其原因：1）傳統的被動式檢漏方法效率低、成效不明顯;2）管網老化嚴重，部分類型的管材漏損反復產生;3）老舊管線報廢不完全，出現漏損后隱蔽性極強，部分區域甚至無法停水。

分區計量管理是將整個供水管網劃分為諾干個供水區域，實現供水管網漏損分區量化及有效控制的精細化管理模式。管網普查、管線測繪和GIS系統建設是分區計量管理的前提條件。2017年，安慶供水明確全市建設9個一級計量分區方案，其中老城區5個，新城區4個。由于供水管網均為網狀，計量分區建立實施路線采用自上而下和自下而上相結合的綜合路線，見圖2。

為確保分區計量管理能快速發揮降漏作用，安慶供水采取兩個策略：1）優先建立9個一級分區結構，總體分析對全市漏損分布情況，再集中人員、資金和力量優先對漏損嚴重區域進一步細分;2）一次性完成分區建立、分區降漏和運營管理，確保每建立一個分區必須將產銷差率降低至10%。

根據數據顯示，安慶市老城區的5個一級分區漏損率普遍在15%-35%，新城區4個一級分區漏損率基本在9%以下。以2017年-2019年老城區降漏的3個一級分區為例，產銷差率分別從33.44%、13.76%、17.31%下降至9.35%、6.57%、8.68%，合計降低插銷差43萬m³/月。對全市漏損率下降發揮了重大作用。隨著計量分區建立和分區降漏的穩步推進，全市漏損率從2014年的24.04%降至2019年的12.50%。

2.3?保持低漏損以漏損控制為主。

供水管網分區計量體系建立后，分區計量漏損監控系統能夠快速、準確地分析各區域漏損情況。通過設定各區域漏損控制目標，將各個區域漏損控制在合理水平。根據各分區內歷史漏損、管材、安裝年限、地質情況等，對各分區進行漏損風險評估，并采取相應的降漏措施。長期低風險、中風險、偶爾高風險分區漏點產生幾率低，采用檢漏工作降低漏損能取得較好成果，降低漏損的關鍵在于兩點：一是快速發現漏損升高區域減少漏損時間;二是利用分區流量計輔助檢漏縮短降漏周期。長期高風險區域根據短期內采用檢漏降低漏損，需要長期控制宜開展管網改造。

2.4?績效管理

安慶供水漏損管控績效管理采用三級承包體系，其中部門承包漏損率，檢漏班組承包責任區降漏工作，檢漏人員承包檢出漏點總漏損量。全市分區漏損率控制由四個部門承包，新城區由三個供水分公司運營，產銷差率控制在9%以下;老城區由管線所承擔，集中優勢人員、設備開展降漏工作，爭取將產銷差率控制在12%以下。

3?分區與分區控制

3.1?計量分區的建立方案

計量分區的建設與實施包含供水管網現狀調查與評估、總體方案的制定、工程量與資金的預測、工程實施、后期管理維護、成果分析等。供水管網現狀調查包含GIS系統管理、全市供水管網“一張圖”建立、管網普查定位等基礎性工作。安慶供水本著新賬不欠，還清老賬的原則高標準開展全市供水管網“一張圖”建設。2014年7月組建管網定位系統后，新建管網定位、管網普查定位、庭院管網普查定位同步開展，截止2019年底已完成1547.8km管網定位工作?？傮w方案的制定主要考慮各級分區對區域全覆蓋，優化方案降低投資量，同時做好分區邊界規劃、確定流量計位置、流量計選型、電力供應方案、計量分區管理平臺軟件開發等。目前安慶市共有用戶39萬戶，市區建設面積153.98km²。由于新、老城區用戶和管網密集度差異較大，老城區建立四級分區結構，新城區建立三級分區結構。目前老城區包含的5個一級計量分區，供水總面積33.86平方千米，用戶數量20.34萬。一級計量分區包含4-6萬戶，二級分區包含1-1.5萬戶，三級分區包含0.5-0.7萬戶，DMA分區包含1-3千戶。計量分區開展的難點和相應的解決方案：1）關于分區封閉性和邊界的確定，小范圍分區通過關閥停水測試確定，大范圍分區根據管網圖和后期核算的產銷差率進行檢驗;2）關于網狀管網劃分問題，主要是依據主輸水、配水管道進行分區，合理優化減少流量計數量，一級分區的主控流量計平均在7臺以上;3）確保分區水壓安全，部分分區需要關閉閥門長期封閉的必須經過一個周期的用水高峰檢驗，同時確保有兩路來自不同區域的進水;4）計量分區需要加強后續運行管理，管網設計、改造過程中必須考慮到原有計量分區邊界和進出水的變化情況，并在適當的位置增補流量計。五是關于分區用戶統計準確性的問題，將用戶位置定位并標定在管網“一張圖”上，通過任意區域的模糊查詢功能，快速圈定、變更、增補各分區內用戶，最終用區域產銷差率輔助驗證。

3.2?分區降漏方案和漏損的主要原因分析

以2017年建立的經開區一級計量分區的案例進行分析，該分區總面積為13.432km?，共包含用戶5.97萬戶，區域內各類口徑管網總長度為213km，每日進水量約為3.6萬立方米。該分區包含4個二級分區;7個三級分區;29個DMA小區。通過一年的降漏工作，產銷差率從33.44%下降至9.35%。降低漏損的方案為：1）根據各分區漏損情況開展檢漏工作，檢出暗漏點41個，明漏點115個，合計降低漏損90m³/h，對降漏貢獻33.6%;2）主動推進漏損嚴重區域改造，光彩一期、五里墩加壓站兩處改造降低漏損45m³/h，對降漏貢獻16.8%;3）對未完全報廢老舊管線再次報廢，開展了11處合計3455米管網的報廢，降低漏損133m³/h，對降漏貢獻49.6%。后期分析漏損原因主要為：1）管網老化嚴重，鍍鋅管較多區域漏損反復發生，小口徑灰口鑄鐵管、PE管容易斷裂產生大漏點;2）老舊管線報廢不完全，出現漏損后隱蔽性極強。傳統的檢漏方法能較好解決灰口鑄鐵管、PE管產生的漏損。對于漏損反復發生，老舊管網未報廢完全的區域，需要采取工程措施進行降漏，見圖3。

3.3?分區的降漏成果保持

1）第一輪分區建立和降漏過程中，將一些易漏損嚴重區域和老舊管網進行了主動改造，主要是鍍鋅管和灰口鑄鐵管，短時間內新漏點產生幾率降低;2）計量分區建立后，能用數據指引檢漏工作，漏損率核算能定量評估區域漏損情況，根據分區夜間最小流量變化情況能快速發現大漏點，10m³/h以上漏點做到15天內發現并維修，20m³/h以上漏點做到5天內發現并維修。

4?開發客戶管理與漏損控制系統

4.1 以供水管網GIS圖為依托，建立客戶管理系統。將管網、閥門、用戶和流量計位置及信息全部錄入GIS系統，在計量分區推進的基礎上，建立用戶和分區的關系;逐步建立建立管網、閥門、用戶的邏輯關系，明確閥門對用戶管控關系;結合用戶、分區和流量計的關系，建立流量計和分區之間的邏輯關系。

4.2 以大數據為依托，進行水量異常分析與報警。漏損控制系統是以計量分區為基礎將SCADA系統、GIS系統、抄表收費系統進行功能整合，加強各系統的數據共享和分析運用。①開展區域漏損的常規監控，根據區域漏損情況和分區夜間最小流量變化情況指引檢漏工作;②對各分區實時水量分析預警，當分區數據和經驗值誤差較大或出現明顯異常時，系統能

4.3 以GIS地圖為依托，以流量或閥門的邏輯關系為紐帶，實現用戶模糊查詢。系統能對區域停水精確分析，包含：停水用戶、需要關停閥門、停水范圍等。

5?結語

2008年-2019年期間，安慶供水將產銷差率從38.86%降至12.50%，取得了較好的成果。漏損率是供水行業的重要指標，更體現了供水企業綜合管理水平。歷經傳統檢漏、分區計量管理和全面漏損控制三個階段，企業施工質量管理、供水管網運維、分區計量管理、GIS系統管理、管網普查定位、SCAD系統完善、智慧水務建設、抄見率等方面得到了全面的提升?？蛻艄芾砼c漏損控制需進一步完善，基礎數據還需要不斷完善，全市用戶數據尚未全部錄入系統，管網和用戶邏輯關系案尚未全部建立。供水GIS系統需要進持續發展和完善。1）功能上不斷提升：逐步開發連通分析， 爆管分析，流向分析，橫斷面分析，碰撞分析、覆土分析等;2）GIS平臺實現從二維到三維平臺的升級;3）加強GIS系統與其他技術相融合，現階段GIS與CAD、多媒體、通信、互聯網等技術融合，下一步實現與虛擬現實技術VR（Virtual Reality）融合。

參考文獻：

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