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大数据视阈下山地城市供水管网漏损控制研究
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摘要:分析了山地城市供水管网漏损发生的各种原因,结合智慧水务建设,有针对性提出了合理利用大数据降低城市管网漏损的解决对策,以期为供水企业管网运行降本增收提供理论借鉴。
关键词:大数据;山地城市;供水管网;漏损控制
2016年颁发了《城镇供水管网漏损控制及评定标准》(CJJ92—2016),要求城镇供水管网漏水率2020年达到一级标准10%。管网漏损既包括外部因素,如管道腐蚀、地基沉降、施工破坏、水压过大等,也有内部原因,如管材劣质、管径偏小等。山地城市受地势高低起伏,管道铺设标高落差较大,暗漏和背景漏损更难以及时发现。随着智能水务大力推进,以及不断更新的管网漏损监测手段,山地城市的供水管网漏损率正在逐年降低,但与一级标准仍存在差距。
1.山地城市供水管网漏损原因
供水管网漏损可以分为明漏、暗漏和背景漏损三种,其中以明漏和暗漏为主要原因,背景漏损则占比相对较小。
1.1明漏
明漏顾名思义是管网漏损发生后,通过肉眼可见,能及时发现处理的漏损。
管材劣化:随着城市的发展,高楼层越来越大,城市供水管网运行压力不断提升。城市管网早期仍有大量的灰口铸铁、镀锌、PE等材质的管道。灰口铸铁管硬脆,路面拓宽导致其置于行车道上,施工强振动及水压增加,自然爆管非常频繁,导致大量水量泄漏。镀锌管受氧化还原腐蚀外管壁变薄,内管壁结垢压力提升,使得镀锌管暗漏和爆管增加。PE管虽然占比较小,但自然老化及外界扰动也使得明、暗漏时有发生。
自然爆管:老旧管道受管材质量劣化、外部超负荷承压及施工强振动干扰等因素,经常发生自然爆管,而新铺设管道则对较小。
施工破坏:城市的日异月新,大规模的工程建设,施工单位野蛮作业,未严格遵守施工作业交底要求,导致很多管道机械损伤。
1.2暗漏
暗漏则是难以短时间被人为察觉的漏损,隐蔽性强、周期跨度长,往往极易被忽视,是困扰水司的最大难度。
接口质量:受施工安装质量、化学腐蚀、接口材料、地基沉降制约,接口处极易长时间发生细微暗漏不易察觉,并日积月累逐渐发展成爆管。
管件维护:管网系统中安装有大量的阀门、排气阀、减压阀、消防栓等管件,由于管件质量及更换不及时,会产生不易让人察觉的漏损。
庭院管道:庭院管道都是小口径管道,相对主管网运行压力偏小,选用的管材五花八门,数量大,不易被检测,长时间的累积漏损十分可观。
水压偏高:在管长一定时,供水压力增加将导致管网漏水量呈指数级增长,随着用户对压力要求越来越高,若调度运行不当,在夜间用水量较小的低峰时段,漏损量将明显增加。
1.3背景漏损
压力在0.5MPa、流量小于0.25m3/h时可发生背景泄漏,即“跑、冒、滴、漏”现象,依靠现有检漏技术难以发现,它的漏点都很小但分布非常广泛,长时间的大量背景泄漏,对售水量抄收影响较大。另外,由于供水流量计和用户水表计量不准,以及消防和施工试压冲洗大量用水而未计入售水量,导致管网漏损率被提升。
2降低漏损率措施
2.1推行一户一表改造
笔者所在城市已基本完成一户一表改造,通过改造极大减小了庭院管网漏损,小区庭院管道管径小、数量大,需要安排大量人员,配置较多机具进行测漏,给日常维护管理带来极大的挑战。对于山地城市,落差大、砂石多,庭院管网暗漏能很快通过土壤渗漏,极不易形成明漏,一户一表一次性投入多,但通过选用更好的镀锌复合管,保证了水质,也减小了水量漏损。
2.2实行管网更新升级
在城镇老城区,分布着大量的老旧管材,很多已经超过使用年限,自然爆管频繁且影响水质,新城区发生自然爆管的频率明显少很多。因此,供水企业应逐年投资进行管网改造,选用高质量的管材,仅在需要承重的过街处选用新型的3P钢管,其他地方尽可能选用球墨铸管,杜绝塑料管使用。
2.3定期计量设施校准
管网漏损率除了保证管网正常运行外,还有一些管理偏差造成数据失真,如供水流量计和用户水表计量准确性。供水流量计一般为大口径,至少一次一次委派具有检测资质的第三方机构进行检测校准,确保供水计量真实有效。对于用户水表,大口径用户要重点关注,防止私接水管未计量,或采取一些非法手段干扰水表正常运行,也要加强抄表人员轮换防止内外勾结;而小口径水表则进行用水异常大数据分析,避免偷水发生,定期对到期水表更换,确保应收尽收,提高水表计量精确性。同时,加强抄表员管理,管理水表抄表及时性、精确性,做到水量应抄尽抄,确保计量与统计口径一致。
2.4提升管道铺设质量
随着城市发展,一些地区逐步开始兴建城市综合管廊,供水管网应尽可能进入管廊,看似前期投资成本巨大,但对今后管网运行、降低维护成本、延长管道寿命十分重要。在不具备这些优势的施工条件下,管道铺设时要规施工质量,严格按照相应规范执行,如管
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