安庆市供水管网漏损控制方法与成效
游玮
摘 要：论文就安庆市供水管网漏损控制方法与成效进行详细分析，以期对供水管网达到预期效果。
关键词：供水管网;降漏;分区与分区控制;漏损控制
1 城市及供水管网情况简介
1.1 简介安庆城区历史、人口、规划，供水历史
安庆，别名“宜城”，安徽省地级市，皖鄂赣区域中心城市，长三角门户城市。曾为安徽省省会，江南文化名城，中国近代工业发源地之一。安庆市区建成面积153.98km2，2017年常住人口74.08万。中心城区2030年规划建设用地面积180 km2，城市人口180万，供水能力106万 m3/d。1911年安庆市建立了安徽省第一座自来水厂，1984年成立安庆市自来水公司，2011年成立安庆供水集团公司。
1.2 介绍供水水厂布置，管网布置，管网相关数字
安庆市区现有三个水厂沿江而建，分别位于市区的西侧和中部，总供水能力36万 m3/d。供水区域按供水压力划分为两个分区，东部常压区和老城区由二水厂、三水厂供水，西部高压区、北部新城由一水厂供水。一水厂和二、三水厂供水范围交汇处的供水联络管道上采用阀门隔离，城区内沿规划路网布置环状管网，重要的联络管道设置双线。截止2018年底，DN100及以上供水管网总长度1175公里。由于安庆市供水管网敷设时间跨度大，供水管网老化现象严重。主要体现为以下两点：部分管道年久失修，老城区管网大多为上世纪六七十年代铺设，早已超过了一些管材的正常使用年限，各时期安装的供水管线均有部分存量未完全改造;早期的管材技术性能较为落后，其中自应力水泥管管和灰口铸铁管普遍运用于供水主管网，受当时技术所限，加之已经半个多世纪的运行，极易发生漏水和爆管。
2 降漏方案与实施规划
2.1 高位降漏以传统检漏为主
2008年安庆市供水管网产销差率为38.86%，年爆管次数达到18次，处于行业内较高的水平。在供水管网漏损率较高阶段，管网的物理漏损是产销差率偏高的主要原因。通过加强检漏能力建设，能取得较好降漏成果。2008年起，安庆供水集团公司开始组建专业检漏队伍。在管线管理所下设检漏班，配备四个检漏小组共计8人开展检漏工作。人员配备年轻化、专业化，其中大专及本科以上人员 6名。通过先后投资70余万元，为检漏人员配备了数字电子听漏仪、数字相关仪、漏水巡视仪、金属管线探测器、便携式流量计、路面钻孔機等设备。
由于传统的检漏具有一定的盲目性，进行合理的检漏作业管理，并根据历史数据分析漏点高发区域和时期，有助于提高检漏效率。1）检漏班组按照分区开展检漏，并定期进行分区轮换;2）锁定历年来漏损严重区域，根据历年安漏点分布位置图确定漏点高发区域，有针对性开展检漏;3）根据管线材质、建设时间和地质情况，对一些存在较高漏损风险的路段管线定期巡查;4）以季节变化为节点，在气温骤变后立即开展全范围巡查;5）以压力变化为线索，根据测压系统和居民反馈的压力突变情况开展检漏。6）重点排查施工区域、拆迁区域，及时维修明漏点;7）加强偷盗水巡查，尤其是城乡结合部区域利用消火栓进行绿化、灌溉和洒水的。
2008-2013年期间，每年检出暗漏点约230个，合计漏损量500-900m3/h，折合产销差率每年下降5.9-12个百分点，2013年产销差率下降至24.57%。根据期间统计数据分析，10m3/h以上大漏点漏损占比约为48.2%，对降低漏损发挥了重大作用。为进一步激发检漏人员积极性，鼓励检出大漏点，针对10m3/h以上大漏点进行单独奖励。多年来累计发放大漏点奖励金7.4万元，其中单个漏点最高奖励1.632万元。但是随着时间的推移，2014-2016年期间，传统的检漏方法检出漏点漏损量逐年下降。检漏对降低产销差率的贡献为每年3.9-4.9个百分点，和每年新增漏损量基本持平，故无法有效进一步降低漏损，见图1。
2.2 继续降漏以分区检漏为主
2014年-2016年期间，安庆市产销差率维持在24%左右，甚至出现小幅度反弹，降漏工作遇到瓶颈期。分析其原因：1）传统的被动式检漏方法效率低、成效不明显;2）管网老化严重，部分类型的管材漏损反复产生;3）老旧管线报废不完全，出现漏损后隐蔽性极强，部分区域甚至无法停水。
分区计量管理是将整个供水管网划分为诺干个供水区域，实现供水管网漏损分区量化及有效控制的精细化管理模式。管网普查、管线测绘和GIS系统建设是分区计量管理的前提条件。2017年，安庆供水明确全市建设9个一级计量分区方案，其中老城区5个，新城区4个。由于供水管网均为网状，计量分区建立实施路线采用自上而下和自下而上相结合的综合路线，见图2。
为确保分区计量管理能快速发挥降漏作用，安庆供水采取两个策略：1）优先建立9个一级分区结构，总体分析对全市漏损分布情况，再集中人员、资金和力量优先对漏损严重区域进一步细分;2）一次性完成分区建立、分区降漏和运营管理，确保每建立一个分区必须将产销差率降低至10%。
根据数据显示，安庆市老城区的5个一级分区漏损率普遍在15%-35%，新城区4个一级分区漏损率基本在9%以下。以2017年-2019年老城区降漏的3个一级分区为例，产销差率分别从33.44%、13.76%、17.31%下降至9.35%、6.57%、8.68%，合计降低插销差43万m3/月。对全市漏损率下降发挥了重大作用。随着计量分区建立和分区降漏的稳步推进，全市漏损率从2014年的24.04%降至2019年的12.50%。
2.3 保持低漏损以漏损控制为主。
供水管网分区计量体系建立后，分区计量漏损监控系统能够快速、准确地分析各区域漏损情况。通过设定各区域漏损控制目标，将各个区域漏损控制在合理水平。根据各分区内历史漏损、管材、安装年限、地质情况等，对各分区进行漏损风险评估，并采取相应的降漏措施。长期低风险、中风险、偶尔高风险分区漏点产生几率低，采用检漏工作降低漏损能取得较好成果，降低漏损的关键在于两点：一是快速发现漏损升高区域减少漏损时间;二是利用分区流量计辅助检漏缩短降漏周期。长期高风险区域根据短期内采用检漏降低漏损，需要长期控制宜开展管网改造。
2.4 绩效管理
安庆供水漏损管控绩效管理采用三级承包体系，其中部门承包漏损率，检漏班组承包责任区降漏工作，检漏人员承包检出漏点总漏损量。全市分区漏损率控制由四个部门承包，新城区由三个供水分公司运营，产销差率控制在9%以下;老城区由管线所承担，集中优势人员、设备开展降漏工作，争取将产销差率控制在12%以下。
3 分区与分区控制
3.1 计量分区的建立方案
计量分区的建设与实施包含供水管网现状调查与评估、总体方案的制定、工程量与资金的预测、工程实施、后期管理维护、成果分析等。供水管网现状调查包含GIS系统管理、全市供水管网“一张图”建立、管网普查定位等基础性工作。安庆供水本着新账不欠，还清老账的原则高标准开展全市供水管网“一张图”建设。2014年7月组建管网定位系统后，新建管网定位、管网普查定位、庭院管网普查定位同步开展，截止2019年底已完成1547.8km管网定位工作。总体方案的制定主要考虑各级分区对区域全覆盖，优化方案降低投资量，同时做好分区边界规划、确定流量计位置、流量计选型、电力供应方案、计量分区管理平台软件开发等。目前安庆市共有用户39万户，市区建设面积153.98km2。由于新、老城区用户和管网密集度差异较大，老城区建立四级分区结构，新城区建立三级分区结构。目前老城区包含的5个一级计量分区，供水总面积33.86平方千米，用户数量20.34万。一级计量分区包含4-6万户，二级分区包含1-1.5万户，三级分区包含0.5-0.7万户，DMA分区包含1-3千户。计量分区开展的难点和相应的解决方案：1）关于分区封闭性和边界的确定，小范围分区通过关阀停水测试确定，大范围分区根据管网图和后期核算的产销差率进行检验;2）关于网状管网划分问题，主要是依据主输水、配水管道进行分区，合理优化减少流量计数量，一级分区的主控流量计平均在7台以上;3）确保分区水压安全，部分分区需要关闭阀门长期封闭的必须经过一个周期的用水高峰检验，同时确保有两路来自不同区域的进水;4）计量分区需要加强后续运行管理，管网设计、改造过程中必须考虑到原有计量分区边界和进出水的变化情况，并在适当的位置增补流量计。五是关于分区用户统计准确性的问题，将用户位置定位并标定在管网“一张图”上，通过任意区域的模糊查询功能，快速圈定、变更、增补各分区内用户，最终用区域产销差率辅助验证。
3.2 分区降漏方案和漏损的主要原因分析
以2017年建立的经开区一级计量分區的案例进行分析，该分区总面积为13.432km?，共包含用户5.97万户，区域内各类口径管网总长度为213km，每日进水量约为3.6万立方米。该分区包含4个二级分区;7个三级分区;29个DMA小区。通过一年的降漏工作，产销差率从33.44%下降至9.35%。降低漏损的方案为：1）根据各分区漏损情况开展检漏工作，检出暗漏点41个，明漏点115个，合计降低漏损90m3/h，对降漏贡献33.6%;2）主动推进漏损严重区域改造，光彩一期、五里墩加压站两处改造降低漏损45m3/h，对降漏贡献16.8%;3）对未完全报废老旧管线再次报废，开展了11处合计3455米管网的报废，降低漏损133m3/h，对降漏贡献49.6%。后期分析漏损原因主要为：1）管网老化严重，镀锌管较多区域漏损反复发生，小口径灰口铸铁管、PE管容易断裂产生大漏点;2）老旧管线报废不完全，出现漏损后隐蔽性极强。传统的检漏方法能较好解决灰口铸铁管、PE管产生的漏损。对于漏损反复发生，老旧管网未报废完全的区域，需要采取工程措施进行降漏，见图3。
3.3 分区的降漏成果保持
1）第一轮分区建立和降漏过程中，将一些易漏损严重区域和老旧管网进行了主动改造，主要是镀锌管和灰口铸铁管，短时间内新漏点产生几率降低;2）计量分区建立后，能用数据指引检漏工作，漏损率核算能定量评估区域漏损情况，根据分区夜间最小流量变化情况能快速发现大漏点，10m3/h以上漏点做到15天内发现并维修，20m3/h以上漏点做到5天内发现并维修。
4 开发客户管理与漏损控制系统
4.1 以供水管网GIS图为依托，建立客户管理系统。将管网、阀门、用户和流量计位置及信息全部录入GIS系统，在计量分区推进的基础上，建立用户和分区的关系;逐步建立建立管网、阀门、用户的逻辑关系，明确阀门对用户管控关系;结合用户、分区和流量计的关系，建立流量计和分区之间的逻辑关系。
4.2 以大数据为依托，进行水量异常分析与报警。漏损控制系统是以计量分区为基础将SCADA系统、GIS系统、抄表收费系统进行功能整合，加强各系统的数据共享和分析运用。①开展区域漏损的常规监控，根据区域漏损情况和分区夜间最小流量变化情况指引检漏工作;②对各分区实时水量分析预警，当分区数据和经验值误差较大或出现明显异常时，系统能
4.3 以GIS地图为依托，以流量或阀门的逻辑关系为纽带，实现用户模糊查询。系统能对区域停水精确分析，包含：停水用户、需要关停阀门、停水范围等。
5 结语
2008年-2019年期间，安庆供水将产销差率从38.86%降至12.50%，取得了较好的成果。漏损率是供水行业的重要指标，更体现了供水企业综合管理水平。历经传统检漏、分区计量管理和全面漏损控制三个阶段，企业施工质量管理、供水管网运维、分区计量管理、GIS系统管理、管网普查定位、SCAD系统完善、智慧水务建设、抄见率等方面得到了全面的提升。客户管理与漏损控制需进一步完善，基础数据还需要不断完善，全市用户数据尚未全部录入系统，管网和用户逻辑关系案尚未全部建立。供水GIS系统需要进持续发展和完善。1）功能上不断提升：逐步开发连通分析， 爆管分析，流向分析，横断面分析，碰撞分析、覆土分析等;2）GIS平台实现从二维到三维平台的升级;3）加强GIS系统与其他技术相融合，现阶段GIS与CAD、多媒体、通信、互联网等技术融合，下一步实现与虚拟现实技术VR（Virtual Reality）融合。
参考文献：
[1]蒋赟.浅谈城市市政给水管网优化设计[J].科技风.2020，（19）：108.
[2]周全，谢翔，侯迪波等.基于漏失控制的管网测压点布局方法研究[J].控制工程。2020，（07）：69.
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