以N市為例,對供水管網漏損現狀進行分析,漏失水量在漏損水量中占比為64.3%,計量損失水量占比為0.1%,其他損失水量占比為35.6%,漏損水量主要集中于漏失水量及其他損失水量。從點-線-網-智慧四個維度出發對N市供水管網漏損系統化控制措施進行研究。對于漏失水量,首先對供水管網資料進行收集,通過分析供水管網數據,從點的方面出發,采取調控壓力、優化壓力監測點的措施;從線的方面出發,采取管道更新的措施;從網的方面出發,采取劃分DMA計量分區、計量網絡搭建的措施;從智慧的方面出發,采取建設智慧管網體系的措施。對于其他損失水量,采取加大監管、稽查力度,完善管理控制措施對偷盜水量及管理因素導致的漏損水量進行控制。
供水管網漏損是每個國家都存在的問題。2015年國務院通過了“水十條”,將公共供水管網漏損率控制目標分成了兩級:一級為公共供水管網漏損率控制在10%以內,二級為公共供水管網漏損率控制在12%以內。為加強公共供水管網漏損控制、提高水資源利用率,住房和城鄉建設部辦公廳、國家發展改革委辦公廳于2022年1月19日印發了《關于加強公共供水管網漏損控制的通知》,其中對全國城市公共供水管網漏損率提出了新要求:到2025年,城市公共供水管網漏損率達到漏損控制及評定標準確定的一級評定標準的地區,進一步降低漏損率;未達到一級評定標準的地區,將漏損率控制到10%以內。
目前,國內外對供水管網漏損的研究集中于對檢漏方法、漏損水量的確定、漏損原因、智慧供水管網漏損控制等方面。現國內外在供水管網漏損研究中對系統化控制措施的研究較少,本文以N市為例,通過點-線-網-智慧四個維度對N市的漏損系統化控制措施進行研究,對供水管網漏損控制的措施提出建議,為其他城市的供水管網漏損系統化控制提供借鑒思路。
點-線-網-智慧指的是從點線面體四個維度出發,對供水管網漏損控制措施進行研究。點的方面是從供水管網壓力點出發,對壓力進行分析調控并優化壓力;線的方面是從供水管線出發,對供水管線的材質、管徑、管齡等要素進行分析,得出需要改造更新的管線;網的方面是從供水管網計量分區出發,實現快速及時的發現供水管網漏損點,確定漏損點的具體位置;智慧的方面是從智慧管網出發,實現對點-線-網三個方面的綜合,進行數據的監控。
01 N市主城區漏損現狀
2021年,N市城市公共供水總量59877.99萬m3,注冊用戶用水量53359.24萬m3,其中注冊用戶計費用水量50152.32萬m3。2021年城市供水管網綜合漏損率10.89%。漏損率反映了供水單位的供水效率,這一指標既與技術應用水平、管理精細化程度密切相關,也不可避免地受到供水管網特征的影響和制約。為最大程度減少客觀因素影響,科學、公平評定漏損控制水平,本文從居民抄表到戶水量、單位供水量管長、年平均出廠壓力以及最大凍土深度四個方面設置了修正值,對N市漏損率進行修正值計算。結果顯示漏損率標準修正值1.20%,經過計算修正后的供水管網漏損率為10.89%-1.20%=9.69%。
經過修正后的漏損率已經達到一級評定標準,根據供水管網漏損率控制新要求,需要進一步降低漏損率,結合N市漏損水量現狀,采取相應的控制措施,有效降低漏損率。對未達到一級評定標準的城市以及達到一級評定標準需要進一步降低漏損率的城市提供借鑒。
02 N市主城區漏損系統化控制措施
通過對N市主城區漏損現狀進行分析,對漏損原因進行細化,采取點-線-網-智慧四個維度的措施進行控制,對預期效果進行評估。
2.1 漏損原因分析
參考《城鎮供水管網漏損控制及評定標準》(CJJ 92-2016)中的水量平衡表,對N市漏損水量進行統計及計算可得表1。

根據2021年N市水量平衡分析表繪制2021年N市漏損水量構成圖,如圖1所示。

根據2021年N市漏損水量構成圖中可以明顯看出,明漏水量、暗漏水量以及背景漏失水量在漏損水量中占有較大的比例,占有64.3%的比例,偷盜水量及未注冊用水和用戶拒查等管理因素導致的損失水量占有35.6%的比例,表具誤差損失水量僅占0.1%的比例,對N市來說,控制漏損的工作重點在漏失水量的控制以及其他損失水量上。
2.2 漏失水量控制措施
2.2.1 供水管網壓力點
N市中心城區為狹長地形,水廠主要分布在城市西邊,供水模式由西往東經長距離輸送,供水線路較長。同時,N位于丘陵地帶,城區內各區域地勢相差較大,用水點所需供水服務壓力存在較大差異性。既有的現狀管網材質老舊、管徑偏小,管網水頭損失普遍較大,現狀管網用水點壓力逐年下降,隨著中心區改造實施帶來的人口增加和用水量的提升,存在高峰期水量供應不足和高層戶表水壓不足的問題。
壓力調控即在保證用戶正常用水的前提下降低管網的富裕壓力,可大大降低管網由于壓力過高造成漏失的頻率。
選取N市2020年全市用水量最高日9月15日的壓力數據作為典型日數據,各時刻管網平均壓力變化見圖2。管網的用水壓力隨用水量有明顯的晝夜變化,并且有早晚用水高峰,以9月15日凌晨用水量趨于穩定,壓力維持在較高值,4:00平均壓力最高為34.6mH2O,隨著管網用水量增多,壓力逐漸下降,22:00管網平均壓力最低為18.7mH2O。

首先對N市進行供水管網壓力區域分級。根據《城鎮供水服務》(CJ/T 316),供水管網末梢壓力不應低于14 mH2O。根據《城市給水工程規劃規范》(GB 50282-2016),有條件的城市可適當提高供水水壓,滿足用戶接管點處服務水頭28 mH2O的要求,相當于將水送至6層住宅所需的最小水頭,以保證六層住宅由城市水廠直接供水或由管網中加壓泵站加壓供水,從而多層住宅建筑屋頂上可不設置水箱,降低水質污染的風險。因此,將N市壓力調控分為4個等級:14mH2O以下、14~28mH2O、28~55mH2O、55mH2O以上。
圖3及圖4為最高壓時段以及最低壓時段即凌晨4:00以及夜晚22:00壓力調控前水利模擬結果圖。由圖可知,凌晨4:00進行壓力調控前中心部分的管網壓力點大部分都小于14mH2O,并且在其他區域存在55mH2O以上的高壓區域。夜晚22:00進行壓力調控前壓力較多區域的管網壓力點都小于14mH2O,并且也存在55mH2O以上的高壓區域。


通過合理布局區域集中調蓄加壓設施、更新壓力不足小區的增壓設施,使N市主城區供水管網整體壓力穩定在14~55mH2O,消除了低于14mH2O的壓力不足區域和供水服務壓力在55mH2O以上的過高壓力區。此外,還可以通過閑時降壓的措施對高壓力區進行降壓。在凌晨1:00~6:00對加壓泵站壓力進行主動下調,降低出站壓力,減少出站流量,降低區域漏損。新建擴建集中調蓄加壓設施分布如圖5所示。

圖6及圖7為最高壓時段以及最低壓時段即凌晨4:00以及夜晚22:00壓力調控后水利模擬結果圖。由圖可知。凌晨4:00經過壓力調控后,壓力小于14mH2O的壓力點均提升到了14mH2O以上,55mH2O以上的高壓區域全部調整到了55mH2O以下,14~28mH2O的壓力點占少數,28~55mH2O的壓力點占大多數。夜晚22:00經過壓力調控后,壓力小于14mH2O的壓力點均提升到了14mH2O以上,55mH2O以上的高壓區域全部調整到了55mH2O以下,14~28mH2O的壓力點與28~55mH2O的壓力點各占一半。


同時,各城市逐步在供水管網中增加了壓力監測點,但由于初期設立監測點時往往依據經驗設置,隨著城市的飛速發展、管網的改造和擴建,以及壓力監測數據上傳的有效性和實時性不能保證,原有壓力監測點的數據已無法滿足供水調度的需求。優化壓力監測點布置是非常重要的。
外水+內水 全地下式污水廠防淹這樣做!
突發環境事件中典型水污染物應急去除…
污泥培養期間出現大量泡沫 怎么辦?
海綿城市雨水滲井系統建設關鍵問題
好氧顆粒污泥技術處理石化廢水的研究…
城市地下綜合管廊智能化運維新技術
雙區沉淀池用于連續流好氧顆粒污泥工…
上海污水處理AAO工藝碳排放情況及影…
UASB厭氧處理工藝
污水處理系統應急預案
農村生活污水處理
工業園區污水處理工藝選擇
燃煤電廠脫硫廢水零排放預處理工藝選…
發電廠節水及廢水綜合利用改造實例
SBR法處理煤化工廢水中石油烴類的試…
煤化工廢水處理技術研究