管網物理(lǐ)漏失的控制技術(shù)與優化使用

物理(lǐ)漏失，也稱真實漏失，是管網漏損的重要組成部分(fēn)，它是指由于管道及其附屬結構破損導緻的真正從(cóng)管網系統中洩漏出來(lái)的水量。可(kě)以說(shuō)，物理(lǐ)漏失是真正被浪費掉的水量，需要更加重視。同時，物理(lǐ)漏失越高，說(shuō)明管網的健康狀況越差，需要加強管網的維護。因此，供水單位普遍重視管網物理(lǐ)漏失的控制。然而，由于管網多埋于地下，破損點難以發現，物理(lǐ)漏失也是控制的難點。IWA微信公衆号今天帶大(dà)家了解管網物理(lǐ)漏失的控制技術(shù)與優化使用。

管網物理(lǐ)漏失的檢測技術(shù)

物理(lǐ)漏失的根源在于管網系統的破損，從(cóng)而使得(de)水從(cóng)破損處洩漏出來(lái)。這個過程就(jiù)會産生(shēng)很多的漏水音信号。漏水音主要包括水從(cóng)漏水孔向管外噴射時産生(shēng)的摩擦音、噴出的水沖擊周圍介質時産生(shēng)的沖擊音、管道内的水在漏水孔周圍旋轉時形成渦流的聲音及管道因漏水而産生(shēng)的震動聲等聲音的總和。最常見(jiàn)的傳統物理(lǐ)漏失檢測方法便是基于對這種聲音信号捕捉而産生(shēng)的技術(shù)，這一類技術(shù)統稱爲聽音法（CJJ 159 –2011 城(chéng)鎮供水管網漏水探測技術(shù)規程）。除此之外，非傳統方法還(hái)包括采用示蹤氣體(tǐ)法或管道内窺法來(lái)探測管道的損傷。随着現代計(jì)算技術(shù)和信息技術(shù)的發展，一些“智慧”方法與上述傳統檢漏方法進行結合，形成了智慧型的常規檢漏法，包括遠(yuǎn)傳型噪聲記錄儀法；具有颠覆常規辦法遙感探測法、虛拟分(fēn)區結合人(rén)工(gōng)智能運算的方法等。

常規與智慧測漏方法（源自(zì)王雨(yǔ)夕的報告）

這些檢漏技術(shù)各有優劣，深圳水務集團的金俊偉認爲若從(cóng)定位精度和應用難度兩個維度來(lái)考慮，聽音法應用難度最小、定位最準确，所以在供水單位得(de)到了廣泛應用。智能球、瞬變流等方法定位精度也較高，但(dàn)應用難度較大(dà)。以DMA夜間流量分(fēn)析爲代表的流量分(fēn)析法，定位精度較差，但(dàn)應用相(xiàng)對簡單，所以它常被用于監控一個區域有沒有發生(shēng)漏水異常。而管網資産管理(lǐ)與水力模型法，定位精度較低，應用難度也較大(dà)，所以在供水單位應用不普遍。但(dàn)是作(zuò)爲一種資産及其運行狀況的評價，它們是值得(de)采用的。

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物理(lǐ)漏失探測手段（源自(zì)金俊偉的報告）

管網物理(lǐ)漏失的控制技術(shù)

當供水單位發現物理(lǐ)漏失之後，最基本的處置方法是開挖修複。根據IWA的系統化漏損控制方案，及時的破損修複是控制物理(lǐ)漏失的重要手段。除此之外，管道更新和壓力管理(lǐ)也是控制物理(lǐ)漏失的主要方法。來(lái)自(zì)賽萊默（中國(guó)）有限公司的孔祥劼認爲，在漏損控制的不同階段，應采取不同的解決方案。在初期漏損率較高時，應重點開展檢漏工(gōng)作(zuò)；當漏損降低到一定程度時，再對管網狀态進行評估，制定并實施管網更新計(jì)劃；最後，當管網破損狀況得(de)到改善後，應實施優化的動态壓力管理(lǐ)，進一步降低管網漏失。在具體(tǐ)實施的過程中，供水單位應根據自(zì)身(shēn)的情況确定正處于哪個階段。根據王雨(yǔ)夕的建議(yì)，如(rú)果漏損率高達40% 時，漏水調查是最重要措施，降到25% 以下後，再開始引入其他(tā)措施。

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漏損控制不同階段的解決方案（源自(zì)孔祥劼的報告）

前面提到，管網更新是控制物理(lǐ)漏失的主要方法。實際上，管網更新是一種從(cóng)根本上減少物理(lǐ)漏失的手段，因爲它不僅消除了現有的漏水點，還(hái)提高了管網的承壓能力，降低了新漏水點發生(shēng)的可(kě)能性。尤其是将管材質量較差的管道更新爲管材質量較好的管道更是如(rú)此。目前，不鏽鋼管道的應用正越來(lái)越受到供水單位的青睐。不鏽鋼材質比鑄鐵管道強度更高，更抗腐蝕。采用不鏽鋼管道可(kě)大(dà)大(dà)降低物理(lǐ)漏失。維格斯（上海）流體(tǐ)技術(shù)有限公司的高勝華介紹道，以日(rì)本東京爲例，從(cóng) 1983 年(nián)到 2016 年(nián)，其小口徑不鏽鋼管道的占比從(cóng) 11% 上升到了 98%，而其漏損率從(cóng) 14.7% 下降到了2%。這充分(fēn)說(shuō)明，不鏽鋼管材的應用，對控制漏損起到了根本性作(zuò)用。

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東京不鏽鋼管使用率及漏損率比較曲線（源自(zì)高勝華的報告）

壓力降低之後，所有漏水點的洩漏速率都(dōu)會随之降低。同時，也會降低新漏水點發生(shēng)的可(kě)能性。所以，管網壓力控制可(kě)謂是控制物理(lǐ)漏失最有效的手段。因此，對于地勢高差較大(dà)或者供水範圍較廣的城(chéng)市，一般都(dōu)會進行壓力控制。例如(rú)，台北有87% 的用戶是由二次供水供給，不受市政管網水壓的影(yǐng)響，因此其采用了低壓供水策略，同時采用變頻器使壓力更加穩定。随着管網壓力的逐步下降，漏失量也随之顯著下降。

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管網壓力控制及效果（源自(zì)陳錦祥的報告）

水錘會對管網造成沖擊，嚴重時會導緻爆管。因此，消除水錘也是控制管網漏失、保障管網安全的有效措施。新歌閥門(mén)（太倉）有限公司的李珺認爲，傳統消除水錘的方法有調壓塔、快(kuài)閉止回閥，傳統方法有利有弊，沒有任何一種方法可(kě)以适用于所有系統。調壓塔是最傳統的方法之一，優勢是可(kě)靠，缺點也很明顯，占地大(dà)，建設成本高，初次投資高。歐洲常用的是壓力罐和壓力鼓，優點是對水質不産生(shēng)污染，可(kě)靠，缺點是成本高。爆破膜以前采用，現在不常用，缺點是需要人(rén)工(gōng)幹預。常見(jiàn)管線設計(jì)按照(zhào)地勢設計(jì)，不同系統适用的水錘解決方案不同。

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傳統消除水錘的方法（源自(zì)李珺的報告）

如(rú)何優化地控制管網物理(lǐ)漏失？

檢漏修漏、管網更新和壓力管理(lǐ)三種物理(lǐ)漏失控制措施的成本和效益各不相(xiàng)同，根據台北的實踐，檢漏修漏對降低物理(lǐ)漏失的貢獻率爲5%，管網更新爲50%，壓力控制爲45%。而在成本方面，管網更新占了總投資成本的81%。這些數據充分(fēn)說(shuō)明，在進行漏失控制時，在不同條件(jiàn)下采取何種措施具備優化的空間。

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不同措施對産銷差降低的貢獻率（源自(zì)陳錦祥的報告）

随着我國(guó)管網分(fēn)區管理(lǐ)工(gōng)作(zuò)的推進，供水管網被劃分(fēn)成越來(lái)越多的分(fēn)區。如(rú)何科(kē)學地制定這些分(fēn)區的漏失控制措施，是供水單位面臨的一個重要問(wèn)題。如(rú)果措施制定得(de)合理(lǐ)，則可(kě)以提高漏失控制的效率和經濟有效性，否則，就(jiù)可(kě)能會導緻效率低下，成本回收期延長。

來(lái)自(zì)中國(guó)科(kē)學院生(shēng)态環境研究中心的徐強在本次論壇上分(fēn)享了基于管網分(fēn)區管理(lǐ)的漏失優化控制策略。他(tā)認爲，由于每個分(fēn)區的管網基礎屬性不同（管材、管長、管齡、戶數等），運行壓力不同，因此每個分(fēn)區存在一個獨一無二的最低可(kě)達到的最小夜間流量。确定該最低可(kě)達的最小夜間流量有助于評估分(fēn)區管網的漏失狀況，并可(kě)輔助制定優化的控制策略。基于36 個DMA 樣本的數據，建立了DMA 最低可(kě)達的最小夜間流量模型，并将該模型用于了DMA 漏失狀況評價與漏失控制策略優化。通過對北京市供水管網240 個DMA 數據的分(fēn)析，借助于研究提出的方法，評價出96 個DMA 的最小夜間流量超出合理(lǐ)水平，95 個DMA 應開展檢漏工(gōng)作(zuò)，122個應進行壓力控制，檢漏和控壓的成本回收期均爲1 年(nián)之内。

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