供水管网智能漏损控制技术系统的设计与应用研究

供水管网智能漏损控制技术系统的设计与应用研究

孙庆东

中石化胜利石油管理局有限公司供水分公司，山东  东营  257000

摘要：“十四五”时期,我国城市供水进入新发展阶段,城市高质量发展和人民群众对美好生活的期盼对城市供水的安全性、有效性、均衡性、经济性提出了新的要求。城市供水管网漏损控制是当前及今后一段时间城市供水工作的重要抓手,要通过控漏实现节水、节能、提质、增效,推动城市供水实现高质量发展。

关键词：城市供水管网系统智慧漏损控制技术

引言

近年来,我国城市节水工作取得积极成效,城市用水效率显著提升,有力推进了城市绿色低碳发展。根据《中国城市建设统计年鉴》,2011年—2020年,全国城市节水量累计达到494亿m3。2020年,全国城市再生水利用量达135亿m3,是2010年的4倍。截至2021年底,全国创建10批共129个国家节水型城市,带动了全国城市节水工作走向深入。与此同时,我国城市节水不平衡、不充分的问题仍然较为突出。从供水管网漏损控制来看,尽管近年来我国城市漏损控制取得明显成效,但与相比于国际先进的漏损控制水平还有较大的进步空间[1],部分城市漏损问题仍然较为突出。

一、深刻认识供水管网漏损控制的意义

(一)城市节水的必由之路

随着城镇化发展,我国城市和县城供水管网长度不断增加,公共供水普及率不断提升,全国城市供水管网漏损率呈现下降趋势,但各地漏损控制水平不均衡,不少城市和县城供水管网漏损率较高,东北地区部分城市在20%以上。部分城市一方面城市水资源供需矛盾突出,另一方面漏损率居高不下。开展供水管网漏损控制,是落实“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”的重要举措,对于缓解城市水资源供需矛盾、提高城市水资源利用效率具有重要意义。

(二)城市供水高质量发展的重要抓手供水管网漏损控制是一个系统性的工程,涉及到设施更新、分区计量、供水系统优化调度、供水物联网建立、体制机制优化等各个方面。要以供水管网漏损控制为抓手,系统性的提升城市供水的各个环节,建立高标准的城市供水设施体系、高水平的城市供水管里体系和高均衡的供水服务体系,推动实现城市供水的高质量发展。

二、城市供水管网漏损原因分析

（一）管材质量缺陷

越来越多的新管道进入市场，但城市供水有着特殊的特点，管网结构的现代化不可能一蹴而就，许多旧管道存在许多质量风险，很难更换。在此之前，通常使用泥浆和锌管等管道，但这些管道有不同的缺陷，因此在规定的使用寿命内无法正常工作，容易泄漏。其中，水泥浆管通常自行称重较重，管接头选用橡胶圈的柔性接口，风险较大，如果基础处理管理不当，可能会引起土壤沉降不均、管道移位、漏水等问题。钢棒抗拉强度的降低也可能导致水泥管破裂，如果严重，还可能导致驾驶事故；铸铁管道通常由两种连接形式组成，一种是橡胶软管，另一种是硬质混凝土软管，在这种情况下，硬质混凝土接口被广泛使用，但经过长时间使用后，外部环境因素可能会使其变形镀锌管道通常选用套筒进行连接，镀锌层在运输过程中容易损坏，如果保存工作做得不好，在使用过程中很可能会出现氧化和锈蚀等问题，因此镀锌管道不再允许在中使用。

（二）规划设计不合理

城市人口的急剧增加导致对水的需求迅速增加，对供水系统的需求增加，同时也突出了原有网络的规划问题。第一，城市发展预测并不全面，受到诸如管网筹资、规划和建设等因素的影响，有些现有供水管道的设计只考虑到最初使用的水量。散布的空气袋可能会影响水，或由于管道中的压力而引起的火星现象引起的爆炸。在设计过程中只考虑了地形问题，许多管道没有排气阀，这进一步增加了爆炸的风险。第三，管道的伸缩变量被误解。一些金属管对温度非常敏感，可能会拉伸，但供水公司在建造新的城市管道时没有充分考虑到环形网络的需要，它们的设计只考虑到所使用的水量与供水点之间的距离，而且管网的结构是不合理的。

三、城市供水管网系统智慧漏损控制技术

（一）完善供水管网管理制度

部分供水企业存在“漏多漏少一个样”的心态,开展漏损控制的内生动力不足,内部管理和激励制度不完善,人才队伍建设跟不上,导致漏损长期处于高位水平。要通过制度建设,激发供水企业开展供水管网漏损控制的积极性。《通知》提出,要建立从科研、规划、投资、建设到运行、管理、养护的一体化机制,完善制度,提高运行维护管理水平。供水企业进一步完善管网漏损控制管理制度,规范工作流程,落实运行维护管理要求,严格实施绩效考核,确保责任落实到。要加强从业人员能力建设,不断提升专业技能和管理水平。同时,针对目前部分小区供水由于物业管理不规范导致的漏损偏高、供水水质保障程度低等问题,鼓励各地结合实际积极探索,将居住社区共有供水管网设施依法委托供水企业实行专业化统一管理。

（二）管材的更新换代

我国用于供水的管道现在是金属而不是金属由于不同管道的性质和适用性不同，泄漏程度也不同。数据还表明，许多三儿子城市或农村主要使用泥水和铁水管道，在同样条件下，这些管道的泄漏点最多，泄漏率最高，平均每铺设10 000米的管道泄漏4.5次参照一些发达国家以前的数据，可以看出管网中的大多数漏水也是由钢管、铸铁管道和水泥管道造成的。例如，德国收集了数十个城市的数据，最常见的是钢管，每公里最高0.26，其次是每公里0.23近年来，我国还开始减少或禁止使用钢管、铸铁管道等。这产生了良好的效果。当然，我们必须继续把重点放在新材料上，以良好的前景保护塑料环境，加快测试，加快管网的更新。

（三）优化漏损检测设备与技术

根据其他发达国家的经验，更新城市供水系统的渗漏检测技术和设备可以进一步提高防治渗漏的效率。自1980年代初泄漏检测装置的研制和推广以来，泄漏检测设备和技术取得了重大进展，泄漏检测的准确性有了很大提高。目前，市场主要由数字探测器、区域泄漏检测器等仪器控制近年来，中国还引进了许多国外先进技术，在探测仪器的生产和设计方面取得了令人鼓舞的成果。1994年，唐秀和北京大学机械工程系的其他成员成功开发了基于神经网络的管道泄漏检测设备，此后开发和推广了一些本地制造的先进检测设备，但还有一段距离。

（四）巡查检漏

在管网管理方面，渗漏检测是一项日常工作，专业技术人员积极检查供水系统可以及时发现管网中的渗漏点和其他问题，并采取有针对性的措施消除所有潜在风险和降低渗漏率为了有效改进区域检查，供水公司应设立一个工作队，对其管辖区进行检查。泄漏控制内容包括:暗泄漏控制；查明非法用户；协调管道领域的施工工作和非法压力情况，以避免事故。可通过迅速修复爆裂管道和泄漏点来确保供水的连续性和可靠性，从而减少投资。此外，研究和处理暗流有助于有效节约资源和确保总体效益。

（五）从政治层面加强管控

政府或有关当局必须提高企业或居民对合理用水的认识，通过保护水资源的法律，严厉惩罚非法排放水的企业。具体而言，污染企业的教育甚至法律责任、不受管制的工作，例如对没有安装截止阀的工作处以罚款，都可能危及管道的健康。编辑或重新建置不合理的管网将产生最佳结果，并使您可以投资于长期管网。尽快建立和完善数字化管理系统，建立最有效的管网模型，通过结合当地特点减少渗漏，利用智能和数字化实现管网的最佳控制率。

结束语

鉴于上述情况，城市供水系统的渗漏不仅造成水资源的浪费，而且还影响到供水的稳定。因此，在实践中，应采取有效措施，在查明泄漏原因的基础上，处理和防止管网内的泄漏，以尽量减少泄漏，确保高效供水，减少水资源的浪费。

参考文献

[1]黄文争,赵煜灵.城市供水管网漏损原因及控制措施分析[J].建筑技术开发,2017,44(7):92-94.

[2]张强国.城市供水管网漏损问题及处理分析[J].产业科技创新,2020,2(10):17-18.

[3]吴君.我国城市供水管网漏损问题研究[J].现代商贸工业,2016,37(1):210-211.

[4]邱志磊.城市供水管网漏损定位与运行状态估计研究[D].郑州:华北水利水电大学,2018.