淺談城市供水管網(wǎng)漏損成因及技術控制.doc

淺談城市供水管網(wǎng)漏損的成因及技術控制湖北省孝感市自來水公司安楚雄對于管網(wǎng)漏損水平，國際上有三種衡量標準：漏損率、未計量水率、單位管長漏水量，國內供水企業(yè)普遍采用漏損率來衡量。作為一項強制性標準，城市供水管網(wǎng)漏損控制及評定標準（CJJ922002）中提出城市供水管網(wǎng)的基本漏損率不應大于12%。但從有關的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，國內600余個城市供水管網(wǎng)的平均漏損率超過15%，最高達70%以上；建設部一項對408個城市的統(tǒng)計結果也表明，城市公共供水系統(tǒng)的管網(wǎng)漏損率平均高達21.5%。目前，國內供水企業(yè)普遍存在管網(wǎng)漏損過大、產(chǎn)銷差率過高、維護費用過重的問題，管網(wǎng)漏損問題能否得到有效控制已經(jīng)成為制約供水企業(yè)發(fā)展的一個“瓶頸”。從企業(yè)經(jīng)營角度來看，加強漏損控制是提高經(jīng)營管理水平、降低供水成本、增加經(jīng)濟效益的重要前提；從宏觀政策要求來看，搞好漏損控制是確保城市供水安全的一個主題，同時也是實現(xiàn)水資源保護和可持續(xù)利用的必要途徑。因此在控制供水管網(wǎng)漏損方面，我們還有很多工作要做。本文主要從技術角度對管網(wǎng)漏損的成因及預防控制途徑進行了粗淺的分析，以期與大家共同探討。一、供水管網(wǎng)漏損的成因分析造成供水管網(wǎng)漏損的原因有很多。不考慮城市消防等公益性用水未計量水量、水表計量誤差、抄收管理的制度缺陷及用戶人為干擾因素的影響，管網(wǎng)漏損主要是由以下幾個方面造成的：（一）管材質量存在缺陷。近年來，新型供水管道材料層出不窮，并陸續(xù)得到了應用，但限于城市供水的特殊性，供水管網(wǎng)的更新改造只能分期分批推進，不可能一步到位，因而其中老舊管材仍占相當大的比例。此前應用較多的有水泥管、鑄鐵管和鍍鋅管，這幾種管材自身都存在一定的性能缺陷，即使未超過其使用壽命，安裝使用不當同樣會帶來跑、冒、滴、漏等諸多問題。1、水泥管：多用于管徑DN300以上的管線，其自重較大，接頭一般采用橡膠圈柔性接口。存在的隱患主要是如果基礎處理失當，會因地面的不均勻沉降造成管道下沉、移位而漏水，甚至因鋼筋抗拉強度降低而造成管身環(huán)向裂縫導致爆管；另外橡膠圈易老化變形，水壓過高時也易沖出。2、鑄鐵管：管徑通常在DN100200之間，有兩種連接方式，即橡膠圈柔性接口、石棉水泥或膨脹水泥剛性接口，后者實際應用較多，在使用一定年限后接口易受氣候、地形變化而發(fā)生變形或破損。同時鑄鐵管特別是灰口鑄鐵管本身含磷、硫成份，有熱脆性，受拉應力影響，一旦外力作用不均勻，就可能導致環(huán)向、縱向斷裂，造成漏水。3、鍍鋅管：一般應用于DN50以下的小口徑管道，采用套絲連接，現(xiàn)在已禁止用作供水用途。其鍍層在運輸裝卸過程中易損傷，如防腐處理不到位，使用中極易氧化、銹蝕；另外接口套絲時鍍層受損，很容易日久銹空，特別是冷鍍管，銹蝕程度更為嚴重，易引發(fā)接口管箍斷裂及管壁銹蝕剝落造成漏水。（二）施工安裝質量不高供水管網(wǎng)是地下隱蔽設施，主要管線深埋于地下，如果施工安裝時沒有嚴格按規(guī)范操作，即使出現(xiàn)了質量問題，短期內也不易暴露。安裝時比較常見的問題有三類：一是不重視施工前的管材質檢。無論是砼管還是金屬管，在進入施工場地前都經(jīng)過了多次搬運和裝卸，很容易受損（如鑄鐵管在安裝施工前的損傷率可達510%）。但在實際安裝過程中，施工人員很少對管節(jié)進行探傷篩選，使得新鋪設或改造的管線也存在漏損隱患。二是一些管線施工選址失當。主要表現(xiàn)在支管施工時，易受窄小街巷的施工環(huán)境限制，為降低作業(yè)難度因陋就簡，將管道沿路邊溝渠鋪設，這樣一方面管內壁受管道內余氯腐蝕會逐漸變薄，管外壁又受到地面積水或地下污水的侵蝕，易形成大面積的銹蝕層，抗壓能力降低，形成漏損；另一方面管線一旦發(fā)生暗漏，漏水將直接進入溝渠，難以及時發(fā)現(xiàn)?？梢哉f是圖一時之便，留無窮之患。三是施工規(guī)范執(zhí)行不到位。受安裝及維修的工程管理體制以及施工人員技術素質的影響，管道施工時大都未能嚴格按規(guī)范操作。比較典型的表現(xiàn)有：安裝前不檢查膠圈接口，接口的承插部位沒有進行必要的打磨和清潔；管槽開挖時標高控制不一致，基礎加固處理不到位，回填層未夯實；管道彎頭、三通、變頭等部位未采用砼加固；等等。（三）規(guī)劃設計不夠完善隨著城市用水量的快速增長和城市面積的逐步擴大，相應地提高了對城市供水的要求，同時也暴露出我們在管線規(guī)劃設計方面存在的一些普遍問題：一是對城市發(fā)展的速度預測不夠，加上受資金等客觀因素的制約，管網(wǎng)的規(guī)劃設計缺少前瞻性。如很多原來形成的配水管線，設計配置口徑時只考慮了當時的用水規(guī)模，現(xiàn)在普遍偏小，如增大供水壓力，管道內的流速過高，易產(chǎn)生水錘現(xiàn)象，對管道造成破壞。二是供水管道是有壓管道，尤其是在長距離、大管徑或多起伏的管線中，水流常處于氣水相間的狀態(tài)，有時會形成分散的氣囊，阻滯水流，嚴重時還會因管道內壓力的急劇升降形成水錘，造成爆管。而我們在管線設計時通常只考慮在地形峰點設置排氣閥，有的甚至沒有設置排氣閥，這樣就會造成通水不暢或誘發(fā)爆管。三是對管線受環(huán)境溫度影響而產(chǎn)生的伸縮變量認識不夠，特別是金屬管材。我們通常認為管道柔性接口可以產(chǎn)生一定的調節(jié)量，但忽略了安裝時的環(huán)境溫度與惡劣氣候條件下的環(huán)境溫度之間的差值影響，因而并不重視管道伸縮器的設計和使用。由于柔性接口產(chǎn)生的調節(jié)量有限，如果溫度的綜合變量較大（如夏季鋪設的管道遭遇冬季驟降低溫），距離較長的直線供水管段所產(chǎn)生的伸縮變量就會對整段管線產(chǎn)生撓動，導致接口松脫、管道破漏。另外，供水企業(yè)受自身客觀條件限制，在向新建成區(qū)延伸管網(wǎng)時較少考慮形成環(huán)狀網(wǎng)的需要，通常只是根據(jù)用水量的大小和用水點與供水主管的距離，自某處主管向用水點作枝狀延伸，待該處管網(wǎng)逐步擴展至其他主管位置后才作環(huán)狀連接。這樣既不利于保持延伸段管網(wǎng)的恒壓，也在一定程度上降低了局部管網(wǎng)的運行安全性。二、供水管網(wǎng)漏損技術控制的途徑圍繞管網(wǎng)漏損控制，供水企業(yè)也想了很多辦法，但漏失率仍居高難下。究其原因，有資金制約等客觀因素的影響，但關鍵還是缺乏相應的技術手段，困囿于頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳的被動局面之中。結合國內供水企業(yè)當前的實際來看，控制管網(wǎng)漏損可從以下幾個方面著手：（一）積極開展檢漏技術研究，提高檢漏技術水平。由于城市供水管網(wǎng)多沿路網(wǎng)鋪設，隨著城市路面硬化率的提高，管道漏點越來越不易發(fā)現(xiàn)。因此在完善日常巡檢維護和發(fā)動市民報漏等被動檢漏方式的同時，應積極開展主動檢漏，通過對多種技術手段的綜合利用，提高檢漏的準確率。目前比較常用的檢漏方法有四種：1、音聽法。即利用聽漏棒或電子音聽器監(jiān)聽漏水聲查找漏點，適用于道路下的管道。為避免環(huán)境噪聲的干擾，應在深夜時段進行聽漏。這種方法投入少、效果好，但對操作者的技術水平要求較高，通常每段管線每一年至二年聽漏一次。2、相關儀。利用漏水噪聲傳到兩端探測器的時間差來計算漏點，適用于較長距離的管線。探測器須直接與管壁或閥門等金屬接觸，通過兩個探測器之間的距離、聲波到達的時間差，能分析出漏點距探測器的距離，其準確率較高。3、區(qū)域檢漏法。通過測定某個區(qū)域深夜瞬時最低進水量來判斷是否漏水，適用于地形復雜的埋深區(qū)域。檢漏前應關閉區(qū)域內某些管段的閥門，對比關閉前后的流量，若關閉后旁通流量明顯減少則存在漏水可能。此法需保證進水閥門性能良好，一般每一年半至二年半檢漏一次。4、對于某些單管進水的小區(qū)則可采取安裝總表，對總、分表之間的計量差進行動態(tài)監(jiān)測的方法檢漏。另外，有些歐洲國家的做法也可資借鑒。如英國的水務公司原來的管網(wǎng)漏損率也非常高，后來加強了漏損控制技術研究，使漏損得到了有效控制，目前的平均漏損率僅10%左右。一個比較成功的做法是對區(qū)域檢漏法作了改良，將管網(wǎng)劃分成多個能夠獨立計量的區(qū)域（DMA），建立了相應的基礎數(shù)據(jù)庫（GIS），利用計算機技術實現(xiàn)了對區(qū)域管網(wǎng)漏損的長期的、宏觀的監(jiān)控，同時輔以聽漏棒、相關儀、噪聲記錄儀、氫氣測漏法等多種措施精確定位。與傳統(tǒng)的單一檢漏方式相比，不僅節(jié)約了人力物力，而且提高了準確性。一些有條件的國內供水企業(yè)，應當在這方面做探索性的研究。（二）逐步實現(xiàn)供水管網(wǎng)的合理規(guī)劃和科學管理。城市供水管網(wǎng)的規(guī)劃設計有一個基本原則，即通過管網(wǎng)規(guī)劃實施，使供水流量、壓力趨于經(jīng)濟，在保證城市發(fā)展和人民生活需要的同時，提高管網(wǎng)運行的安全性。基于這一原則，在管網(wǎng)規(guī)劃和設計時應注意把握好三點：1、適時修訂和完善城市管網(wǎng)規(guī)劃，以適應城市發(fā)展的需要。管網(wǎng)的總體布局應符合形成環(huán)狀網(wǎng)的要求，干、支管線的口徑配置既要滿足現(xiàn)狀用水的需求，也要充分考慮未來需求，結合管材性能、壓力條件等進行綜合測算，提高管網(wǎng)規(guī)劃設計的科學性和超前性，減少重復建設。2、輸配水主干管線應設計使用排氣閥等必要的輔助設施，以消除水錘影響。排氣閥的口徑一般為管道直徑的1/51/8，宜選用帶緩閉的自動排氣閥；排氣閥的設置間距可按坡度與管道直徑（D，單位m）的比值來確定，如D/1000，應每隔1km左右設置一個；如D/100，可每隔3km左右設置一個；如超過D/10，只需在管線峰點設置一個。另外，對于距離較長的直線管段，還應考慮加裝管道伸縮器，進行溫度變量調節(jié)，減少惡劣氣候條件下的管線撓動，預防接口松脫。3、新建管網(wǎng)在規(guī)劃設計時應盡量對主干管作環(huán)狀連接。這樣做，短期內可能會增加管網(wǎng)的工程造價，但從長遠來看，既有利于提高和穩(wěn)定局部供水壓力，改善服務條件，也有利于提高運行安全性，減少管網(wǎng)破漏損失，更為經(jīng)濟。（三）因地制宜逐步推廣應用新型環(huán)保管道材料。為了提高供水安全性，防止管道內水質出現(xiàn)二次污染，在新建或改造管網(wǎng)時應盡量選擇新型環(huán)保管材。市面上新型管材較多，如球墨鑄鐵管、各類塑料管、鋼塑管、玻璃夾砂管等，這些管材的性能較之原有材料有了較大改善和提高，可以根據(jù)各地的實際情況適當選用。大口徑管道可選用球墨鑄鐵管，該管材中加入了鎂或稀土球化劑使石墨球化，降低了應力，從而改善了管道的受力狀態(tài)，提高了強度和延展性，耐沖擊、耐腐蝕、密封性能好，有較高的應用價值。小口徑管道一般可選用塑料管材，具有水頭損失小、施工方便快捷等優(yōu)勢，目前應用較廣泛，但質量良莠不齊，應注意甄別；另外由于塑料管材有低溫脆性，在霜凍期較長、冬季氣溫較低的地區(qū)，宜慎用。（四）嚴格按照管道安裝施工規(guī)范把好施工質量關。管道安裝施工是城市供水流程的重要環(huán)節(jié)，也是預防和控制管網(wǎng)漏損的源頭，因此必須從嚴把關。在管道施工時，應注意以下幾個關鍵環(huán)節(jié)：一是做好安裝前的質檢。在管節(jié)下溝前要用肉眼觀察或用小錘輕擊法檢查是否存在摔傷或細小裂紋，需要防腐的須認真做好防腐處理。二是重視管道基礎處理。施工時除了應按規(guī)范進行施工排水、溝槽開挖和支撐及管道交叉部位的處理外，還應保證溝槽基礎平整，管道周圍無硬塊或尖狀物；對軟基地面或行車道要回填砂石分層夯實，密實度達到90%以上，以保證基礎的承載能力達到設計要求。三是抓好安裝的細節(jié)管理。對于大口徑管道和金屬管，排管時要注意組合，盡量使環(huán)向間隙均勻一致，同時承插口間要留有間隙，預留溫度變化時的調節(jié)量；對于其他管材，也要保證插口外和承口內工作面的光滑度和清潔度。四是嚴格按規(guī)范進行竣工驗收。通水前應對管道進行試水試壓，嚴格按規(guī)范進行驗收，同時做好管道施工資料的存檔備案，方便以后的維修維護。結語：控制城市供水管網(wǎng)漏損是個系統(tǒng)工程。從當前的現(xiàn)狀來看，一