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    我国城市供水管网漏损控制技术发展与展望(一)
    时间:2017-05-23 09:31:11  来源:中国科学院生态环境研究中心  作者: 杨晓芳 徐 强 王东升  浏览:
    ——基于水平衡分析与分区管理的管网漏损评价、监测与控制技术
     
    0 引言
    城市供水管网安全运行是城市建设和人民生活的基本保障。然而,由于城市供水管网漏失,导致每年损失的水量超过太湖的实际蓄水量,不仅造成了大量优质水资源的浪费、干扰正常生产生活秩序,而且可能带来供水水质风险和地下公用设施损坏等次生危害。因此,对于供水企业来说,防控由于管网漏损或破损导致的供水事故、水量损失和水质风险是管网运行管理中的重要内容。
    目前,我国在城镇供水管网漏损控制方面,存在漏损构成不清、漏损监测与控制效率低的问题,基于水平衡分析与分区管理的管网漏损评价、监测与控制技术,从我国供水管网漏损现状与管理技术水平出发,由定量漏损的水平衡分析方法、综合漏失监测方法和漏失综合控制方案等多项技术内容组成,形成了基于分区调度、区域控压、DMA压力调控的漏失控制与管理综合技术,技术路线如图1所示。通过技术应用示范为供水企业漏损控制提供了技术支撑和解决方案,在北京市供水管网的应用取得了年节水3 000余万m3的效果,未来有望通过行业标准的颁布实施与北京的示范作用在全国进行推广应用。
     
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    1 基于水平衡分析与分区管理的管网漏损评价与监测技术
    由于管网深埋于地下,漏失点的监测非常困难,对管道破损点的修复、管网更新、压力控制等方法的实施造成困难,因此管网漏失的监测和控制是目前减少管网漏损的一个重点和难点。管网漏损评价是有效进行漏失监测和控制的基础,可以从漏损水量评估、管线漏损状况评价和管网漏损状态评价等不同尺度上进行。对漏损水量进行定量评估,可以反映管网的整体健康状况以及企业的管理水平和用户的文明水平。而管线或管网漏损状态评价,则可以为漏损检测和管网维护方案的优化提供支持。
    1.1适合我国供水管网的水平衡分析方法
    我国目前采用漏损率指标评价供水管网漏损,虽然规定了漏损率的计算方法及评定标准,但对如何确定各构成要素的影响程度,缺乏必要的分析方法。水量平衡表是明确漏损主要组成的一种非常好的工具。国际水协的标准水量平衡表已经被很多国家的供水部门采用并作为供水管网漏损控制工作的基本依据。但由于我国管网特征和计量方式等多方面的差异,不能照搬国际水协的水平衡分析方法,需要提出适合我国情况的可实施的方法。因此,在学习吸收国际水协的水平衡法的基础上,对标准水量平衡表的部分内容进行调整和细化(见表1),一是摒弃了“表观漏损”这一难以理解的术语,而将计量误差单独拿出来作为一个大项,将窃水、用户拒查、水表漏立户等造成的损失统一归入“其他损失”;二是将真实漏失分为明漏、暗漏、背景漏失和水箱、水池的渗漏及溢流。修正后的水平衡表更符合我国供水企业运行管理实际情况,且各项概念更加清晰,不容易给人带来误解,解决了之前我国供水行业对漏损水量构成要素不明确的难题。
     
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    使用修正的水量平衡表对各构成要素的水量进行量化分析时,供水总量和计费用水量可根据计量数据直接计算,免费用水量可通过向消防部门收集相关数据获得,其他免费用水量(如管线冲洗等)也可通过计量或估算方式获得,漏损水量构成要素中的漏失水量、计量损失水量和其他损失水量则需要以样本试验的结果进行计算确定。如计量损失水量是由于各级计量表具之间的计量差值以及水表本身计量性能限制造成的水量损失,前者主要是居民查表入户后的总分表误差,后者主要是大用户水表的计量损失。通过开展总分表计量损失试验以及不同计量精度水表的串联试验,可以得到这两种因素的计量损失率。从而能够确定整个管网由于计量损失造成的损失水量。
    1.2基于噪声信号和DMA流量数据的管网漏损综合监测技术
    我国管网漏失严重的主要原因之一是漏失监测水平有限、效率较低。基于漏失探测仪的漏失监测技术是主动检漏法的一种,能监测到漏水点,对于漏水点定位具有直接的作用,但不能判断漏失的大小。我国很多供水单位都在尝试管网分区管理,这就为管网漏失的监测评价提供了另一层尺度。基于DMA的漏失监测可以监测到流量变化,直接反映漏失量,但无法定位漏水点。尽管理论上通过逐步缩小检测区域的方法,可以最终找到漏失点的位置及漏失量的大小,但是这种方法工作强度非常大,经常需要在深夜进行,而且在一个区域内频繁地开闭一些阀门,会导致管道内水流频繁发生变化,使管垢脱落,带来水质恶化风险。将DMA流量判断和漏失探测仪监测相结合,形成综合的漏失监测方法,技术路线见图2。即根据DMA夜间最小流量曲线和漏失探测仪的报警信号,能同时得到漏失大小和漏失位置信息,可以大大提高漏失检测效率。
     
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