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智慧城市水務管理中管網漏水解決方案
發(fā)布日期:2021-04-20   來源:7jphl4.cn   瀏覽:

管網漏損是供水企業(yè)的一個重要考核指標,隨著城市供水規(guī)模的擴大,管網漏損問題也日益突出。城市供水管網漏損控制要使規(guī)劃設計和運行管理由經驗型管理
 
向科學型管理進行轉變,結合現代計算機信息技術,提出有效控制管網漏損的措施。
 
 
1、供水管網漏損的現狀 
 
城市供水系統(tǒng)是重要的基礎設施,對保證城市經濟的穩(wěn)定發(fā)展和人民生活水平的提高有著舉足輕重的作用。供水管網漏損率是反映供水企業(yè)管理水平的重要標志
 
之一,降低供水管網漏損率蘊藏著巨大的經濟效益,環(huán)境效益和社會效益。作為一項強制性標準,《城市供水管網漏損控制及評定標準》(CJJ92-2002)中提出
 
城市供水管網的基本漏損率不應大于12%。但從有關的統(tǒng)計數據來看,我國城鎮(zhèn)供水管網系統(tǒng)中的漏損率通常為15%-20%,其中,有相當一部分城市供水系統(tǒng)的
 
實際漏損率在20%以上。目前,國內供水企業(yè)普遍存在著管網漏損過大、產銷差率過高、維護費用過重的問題,管網漏損問題能否得到有效控制,已經逐漸成為
 
制約供水企業(yè)發(fā)展的一個“瓶頸”。 
 
2、管網漏損的形式及控制分析 
 
管網漏損一般分為明漏及暗漏兩大類。根據上海某自來水公司2015年-2016年的管網委托檢漏漏損數據統(tǒng)計,其中老城區(qū)的管網漏損總數,明顯大于新建管網較
 
多區(qū)域的管網漏水總數。 
 
2.1 明漏現狀及控制 
 
明漏一般表現在管網附近地面冒出清水或者路面有下陷、下凹并出現積水等,水量損耗與報漏的及時率有直接的關系。一般通過專業(yè)人員定期巡視檢查,居民群
 
眾、單位企業(yè)或交通路政部門發(fā)現上報,企業(yè)維修人員及時到場維修。據統(tǒng)計明漏多集中在口徑≤DN150的小口徑管道和表閥箱內,尤其以套室表開關、水表接口漏水居多。 
 
2.2 暗漏現狀及控制 
 
暗漏是指管網漏水而在地面沒有任何顯示,漏出的水滲入地下或直接流人附近下水道,暗漏嚴重時會發(fā)生局部地區(qū)的水壓降低或造成市政設施的損壞。暗漏的隱
 
蔽性較強,要確定漏水點比較困難,更難精確統(tǒng)計漏失水量,通常委托檢漏公司采用聽漏棒、電子聽漏儀等設備定期進行區(qū)域檢測。根據上海某自來水公司2015
 
年暗漏普查情況,全年暗漏檢出數4393個,其中街坊漏點3429個,道路漏點964個,DN≤50的漏點總計3235個,占總量的73.6%。 
 
2.3 當前存在的主要問題 
 
一是由于缺乏系統(tǒng)控制漏損的理論基礎,多依賴被動報修、巡檢、儀器聽漏,檢測周期長,效率較低,未能形成及時、高效、針對性強的管網檢漏計劃。 
 
二是由于管道、設施不斷老化,水壓、供水量、水溫也在隨季節(jié)不停地變化,漏水現象不斷重復發(fā)生,被稱為二次漏失或漏水復原現象。 
 
三是因強調供水安全,環(huán)狀管存在過多,使管網連接復雜,管網實際漏失水量難以計量和分割,不易分析其形成原因,且管網內流速偏低,形成管網水質二次污
 
染,并加快了管網腐蝕速度。 
 
四是隨著二次供水改造工作的大力推進,小區(qū)泵房、水箱、水池、樓宇管道等供水設備也納入了上水公司的管理,進一步提高了漏損控制的難度和要求。 
 
3 供水管網漏損的有效控制措施 
 
供水管網漏損控制是一項系統(tǒng)工程,規(guī)劃設計是前提,制度管理是基礎,主動發(fā)現是重心,及時修復是關鍵,管網改造是長期性根本措施。城市供水管網漏損控
 
制要結合企業(yè)未來發(fā)展方向,引入科學的管理理念和技術手段,結合現代化的計算機信息技術,優(yōu)化供水管網規(guī)劃設計、實行分區(qū)計量管理、制定管網巡檢及檢
 
漏方案、確定管網更新改造計劃,是降低漏損率、提高供水效益,優(yōu)化管網運行的有效措施。 
 
3.1 優(yōu)化供水管網規(guī)劃設計 
 
供水管網的規(guī)劃設計,是管網系統(tǒng)的第一道關卡,設計人員應深入實際,調查資料,保證管道工程設計工作系統(tǒng)化、標準化、科學化。對于區(qū)域供水規(guī)劃,首先
 
要通過GIS地理信息系統(tǒng),查詢已建道路管網的相關信息,以確定規(guī)劃管網布置方案。根據管網模型的水力計算結果,了解用水量的分布,壓力、及流速等情況,
 
綜合考量:(1)針對管徑及流量較大的管道,應在相應水源流入及流出位置安裝流量儀,計量區(qū)域用水量。(2)根據水流方向和現場地理情況,適當分割環(huán)狀管
 
網、加裝閥門,以方便用水量的計量和漏損區(qū)域的發(fā)現、分割。(3)對于流速過低的管道,在符合消防需求的基礎上考慮縮小管徑。 
 
城市供水管網是復雜多變的大規(guī)模網絡系統(tǒng)。為了方便規(guī)劃設計,運行管理,將供水管網中的管段和節(jié)點簡化和抽象為圖形和數據的表達,在此基礎上建立了供
 
水管網微觀模型。Infoworks WS等模型軟件,通過將節(jié)點和管段賦予各類屬性,進行水力計算、圖論、數學分析等操作,為供水企業(yè)搭建了虛擬運行平臺,能幫
 
助設計人員熟悉管網整體運行情況,輔助制定并驗證管網更新和維護操作管理方法,為區(qū)域性的給水管網規(guī)劃設計和更新的優(yōu)先性評估提供科學依據。 
 
3.2 實行分區(qū)計量管理 
 
分區(qū)計量管理就是通過在管網節(jié)點上加裝流量儀、水表等計量設備,將整體的供水管網系統(tǒng)人為劃分成若干較小的封閉供水區(qū)塊,邊界的計量設備可以實時的將
 
瞬時流量、流速、壓力等數據上傳管理平臺,以這些數據為基礎,供水企業(yè)通過統(tǒng)計和分析,能夠直觀地了解該供水區(qū)塊的供水量、管網運行狀況、用戶用水習
 
慣,并采取針對性的管網管理措施,從而更有效的降低管網漏損率;并更好地管理整個系統(tǒng)的壓力,為管網系統(tǒng)提供全天候不間斷的供水服務。 
 
一般來說,DMA的設計有以下幾點考量:(1)DMA的大小;(2)為隔離DMA而必須關閉的閥門數量;(3)用來計量DMA流入和流出水量的流量儀(水表數
 
量);(4)DMA內地面高程及壓力變化情況;(5)利用清楚可見的地形特征作為DMA的邊界,以降低安裝和管理成本,如河流,排水渠、鐵路、公路等。建立
 
DMA之后,必須建立對管網反饋數據統(tǒng)計分析、發(fā)現問題的長效機制,并視具體情況實施措施,如對產銷差高的DMA小區(qū)加強巡檢和檢漏、對邊界管網進行物探
 
驗證DMA的封閉性、甚至在原DMA區(qū)域內再建立二級DMA子系統(tǒng),縮小檢測范圍等。 
 
從理論上來說,最理想的DMA分區(qū)就是在整個供水管網內建立起多層次、覆蓋率100%的若干DMA子系統(tǒng),但是受運營成本的限制,在大中型城市中這幾乎是不
 
可能實現的,因此在實際操作時,一般都是在管網結構相對直觀、管齡長、管材差、進水管在兩路以下的小區(qū)內建立DMA,通過對進水管夜間(凌晨0點至5點)
 
流量的監(jiān)控,分析小區(qū)用水和管網健康狀況,一般來說,一個人口穩(wěn)定的小區(qū),24小時內的供水曲線也是比較穩(wěn)定的,夜間流量也應該在2立方米/小時以內,一
 
旦監(jiān)控發(fā)現流量曲線突變應立即分析原因,采取應對措施。
 
3.3 制定管網巡檢及檢漏方案 
 
定期進行管網巡檢和檢漏是供水企業(yè)尋找管網漏損的最終措施,DMA和PMA等管理手段可以將管網漏點確定在一個很小的范圍,但最終對漏點的定位仍然需要管
 
網巡檢和檢漏。通過定期、持續(xù)的管網巡檢,可以及時發(fā)現道路、小區(qū)內的明漏;通過對市政工程周邊區(qū)域、動拆遷基地等管線易損區(qū)域進行重點、高密度的巡
 
檢,可以有效保證漏損管線及時修復;通過對DMA和PMA的數據分析,可以確定某片疑似有漏損的管網,縮小檢漏范圍。 
 
檢漏技術也在不斷更新換代,目前在傳統(tǒng)人工聽音棒的基礎上,已大量運用回聲測量儀、噪聲放大儀、聲波探測球等現代化儀器,通過對反饋數據定性定量的分
 
析,將人為不確定因素的影響降低到最小,從而更為精確的確定漏點。 
 
3.4 確定管網更新改造計劃 
 
供水管網的漏損率受到管材、管齡的直接影響,應持之以恒的對城市舊管網進行改造翻新,科學設計、嚴格選材,精心施工,并優(yōu)先改造白鐵、灰口鑄鐵管、
 
PVC管、球態(tài)鑄鐵管等壽命短、易腐蝕、易斷裂的管網,從源頭上控制供水管網漏損。從上海市某供水公司2015年的漏點中提取1000個樣本進行漏水點材質分布
 
的統(tǒng)計分析后可以發(fā)現,白鐵、灰口鑄鐵管漏點的百分比分別為60%、16%。 因此,近期改造計劃可結合檢漏及夜間流量儀監(jiān)測情況,著重對老城區(qū)中管網材
 
質差、漏損情況嚴重的管網進行改造。遠期可根據GIS系統(tǒng)運算分析,篩選出管齡較長,管材質量差,歷年漏水情況較多的管道,結合市政道路改造或二次供水改
 
造制定3-5年的管網滾動改造計劃。 
 
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