加强供水管网漏损控制,提高水资源利用率

2023-11-24 10:59:50
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文章来源:智慧水务  

 

 我国是水资源紧缺的国家

2000 年我国地表水资源量为 26562亿立方米,人均水资源量为世界人均占有量的1/4,是世界上13个主要贫水国之一。由于地区和时间分布上的不平衡,北方大部分地区人均水资源量更低。

我国水环境污染现状也相当严重,七大水系中,长江水质情况较好,干流有66.7%河段为III类和优于I类水质。黄河干流66.7%河段为IV类水质。淮河一级支流52%为超V类水质,二、三级支流71%超V类水质。松花江 70.6%的河段为四类水质。海滦河50%的河段为V类和超V类水质。辽河50%的河段为超V类水质。而十大淡水湖也受到严重的有机物污染和氨、磷污染,富营养化问题突出。可以作为饮用水的水资源更为短缺。

随着人口不断增长,预计到 2030 年我国人口将达到16亿,人均占有水量将降到1700m3左右,接近国际公认的警戒线。与此同时,根据我国现代化建设第三步战略目标,到本世纪中,国内生产总值将增长10倍以上,城市化率可能达到 70%,为解决16亿人吃饭问题,粮食产量要从现在的5000亿kg增到 7000亿kg,城市生活用水、工业用水和农业用水将大幅度增加。

水资源对我国经济可持续发展的影响和制约己明显。我国政府正是从这样战略高度提出节约用水,降低管网漏损等一系列战略措施。近年来,住房和城乡建设部先后印发了《城镇供水管网漏损控制及评定标准》《城镇供水管网分区计量管理工作指南》等多项关于供水管网漏损控制工作的指导性文件

 

加强漏损控制是供水企业经营管理的重要内容之一

城市供水需以符合卫生要求的水资源为原料,经取水、输水、净化及配水等供水设施并消耗一定数量的动力和药剂,精心加工,才能达到城市供水标准。城市供水设备的投资一般为1000-3000元/立方米/d,1999年全国城市供水,平均成本约为 0.9元/立方米。过高的漏损率即浪费优质水资源和供排水设施的投资,增加供水成本,在供水不足的城市更加剧供求矛盾。故国内外供水企业无不把加强供水管网的漏损控制作为企业管理的重要内容之一。

 

 

我国城市供水管网漏损偏高

国际上衡量输配水管网漏损控制水平主要有三个指标:

① 漏损率

过去我们叫损失率,这是管网的漏水量与供水总量的比例;

管网漏水量 =供水总量 -售水总量 -消防、冲洗管道等实际有效使用而未收到水费的水量。

② 未计量水率

过去我们叫产销差,这是供水总量减售水总量之差与供水总量的比例。

③ 单位管长漏水量

就是把管网年漏水总量换算到每小时每公里管道的漏水量,单位是 立方米/h/km。

 

衡量管网漏损状态一般用漏损率,它可以衡量企业的生产有效率,并用于企业的前后对比。从企业经营角度讲宜用未计量水率,漏水和收不到水费的用水,对企业讲同样受到经济损失。上述二个衡量管网漏损的指标里,却不包括管网的特征,实际上要达到漏同样的水,管网长的难度比管网短的高,比较合理的应该是单位管长漏水量,它可以横向比较漏损控制的水平。

1999年和2000年我国城市的平均漏损率分别为15.14%及15.61%,未计量水率分别为17.87%及18.31%,单位管长漏水量分别为3.41立方米/h/km及3.70立方米/h/km。从漏损率和未计量水率看,我国城市比多数发达国家偏高些,还说到过去。因为我国城市人口相对密集,工业用水比重相对较高,因此同样供水能力,管网长度比国外短得多。1999 年中国大陆城市单位供水能力的管道长度(km/万立方米/d)为12.8; 据国际水协19 届会议国际报告中统计,1989年台湾为60.1;香港16.7; 马来西亚107.9;曼谷45.5;新加坡36.9;勃萨罗那45.2; 斯图佳达 71.4;英国174.2;东京43.0; 墨尔本67.8。

从互相对比更合理的单位管长漏水量指标看,我国城市比发达国家要高得多。1999年我国人陆城市为3.41;而19 届国际水协大会国际报告所提供的 1989 年统计:泰国2.3;马来西亚1.2;巴西0.5;香港2.5;新加坡0.3;西班牙0.9;日本1.0;英国0.6;德国0.4;瑞士0.3;意大利2.5。我国统计的管长未包括≤50mm管道,发达国家统计时一般包括这类管道,这类直径的管长般占总长的 20-30%。

我国各级政府对此很重视,在国发(2000)36号文《国务院关于加强城市供水节水和水污染防治工作的通知》中指出:“采取有效措施,加快城市供水管网改造降低管网漏失率”。前建设部俞正声部长在《加强节约用水工作,推动城市经济可持续发展》报告中指出:“二是制定城市自来水管网漏失率的控制标准和检测规范。”“要进一步深化城市供水企业经营管理体制改革,强化成本约束力度,促进供水企业加强对自来水管网的日常检测维护,尽快将管网漏失率降低到控制标准之下”。

漏损控制

当前存在的主要问题

  • 由于缺乏漏损控制系统管理的理论基础,多依赖被动报修、巡检、仪器听漏,检测周期长,效率较低,未能形成及时、高效、针对性强的管网检漏计划;
  • 由于管道、设施不断老化,水压、供水量、水温也在随季节不停地变化,漏水现象不断重复发生,被称为二次漏失或漏水复原现象;
  • 因强调供水安全,环状管存在过多,使管网连接复杂,管网实际漏失水量难以计量和分割,不易分析其形成原因,且管网内流速偏低,形成管网水质二次污染,并加快了管网腐蚀速度;
  • 随着二次供水改造工作的大力推进,小区泵房、水箱、水池、楼宇管道等供水设备也纳入了水务公司的管理,进一步提高了漏损控制的难度和要求。

 

漏损控制策略

优化规划设计

供水管网的规划设计,是管网系统的第一道关卡,设计人员应深入实际,调查资料,保证管道工程设计工作系统化、标准化、科学化。对于区域供水规划,首先要通过GIS 地理信息系统,查询已建道路管网的相关信息,以确定规划管网布置方案。根据管网模型的水力计算结果,了解用水量的分布,压力及流速等情况,综合考量:

  • 针对管径及流量较大的管道,应在相应水源流入及流出位置安装流量仪,计量区域用水量。
  • 根据水流方向和现场地理情况,适当分割环状管网、加装阀门,以方便用水量的计量和漏损区域的发现、分割。
  • 对于流速过低的管道,在符合消防需求的基础上考虑缩小管径。

 

实行DMA分区计量管理

分区计量管理就是通过在管网节点上加装流量仪、水表等计量设备,将整体的供水管网系统人为划分成若干较小的封闭供水区块,边界的计量设备可以实时的将瞬时流量、流速、压力等数据上传管理平台,以这些数据为基础,供水企业通过统计和分析,能够直观地了解该供水区块的供水量、管网运行状况、用户用水习惯,并采取针对性的管网管理措施,从而更有效的降低管网漏损率;并更好地管理整个系统的压力,为管网系统提供全天候不间断的供水服务。

一般来说,DMA 的设计有以下几点考量:

  • DMA 的大小;
  • 为隔离DMA 而必须关闭的阀门数量;
  • 用来计量DMA 流入和流出水量的流量仪(水表数量);
  • DMA 内地面高程及压力变化情况;
  • 利用清楚可见的地形特征作为DMA 的边界,以降低安装和管理成本,如河流,排水渠、铁路、公路等。

 

制定管网巡检及检漏方案

定期进行管网巡检和检漏是供水企业寻找管网漏损的最终措施,DMA 和PMA 等管理手段可以将管网漏点确定在一个很小的范围,但最终对漏点的定位仍然需要管网巡检和检漏。通过定期、持续的管网巡检,可以及时发现道路、小区内的明漏;通过对市政工程周边区域、动拆迁基地等管线易损区域进行重点、高密度的巡检,可以有效保证漏损管线及时修复;通过对DMA 和PMA 的数据分析,可以确定某片疑似有漏损的管网,缩小检漏范围。检漏技术也在不断更新换代,目前在传统人工听音棒的基础上,已大量运用回声测量仪、噪声放大仪、声波探测球等现代化仪器,通过对反馈数据定性定量的分析,将人为不确定因素的影响降低到最小,从而更为精确的确定漏点。

 

确定管网更新改造计划

供水管网的漏损率受到管材、管龄的直接影响,应持之以恒的对城市旧管网进行改造翻新,科学设计、严格选材,精心施工,并优先改造白铁、灰口铸铁管、PVC 管、球态铸铁管等寿命短、易腐蚀、易断裂的管网,从源头上控制供水管网漏损。从上海市某供水公司2015 年的漏点中提取1000 个样本进行漏水点材质分布的统计分析后可以发现,白铁、灰口铸铁管漏点的百分比分别为60%、16%。因此,近期改造计划可结合检漏及夜间流量仪监测情况,着重对老城区中管网材质差、漏损情况严重的管网进行改造。远期可根据GIS 系统运算分析,筛选出管龄较长,管材质量差,历年漏水情况较多的管道,结合市政道路改造或二次供水改造制定3-5 年的管网滚动改造计划。

 

供水管网漏损控制是一项系统工程,规划设计是前提,制度管理是基础,主动发现是重心,及时修复是关键,管网改造是长期性根本措施。城市供水管网漏损控制要结合企业未来发展方向,引入科学的管理理念和技术手段,结合现代化的计算机信息技术,优化供水管网规划设计、实行分区计量管理、制定管网巡检及检漏方案、确定管网更新改造计划,是降低漏损率、提高供水效益,优化管网运行的有效措施。

 

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