城镇供水管网漏损监测与控制技术及应用

城镇供水管网漏损监测与控制技术及应用

摘要：城镇的供水管道经过长时间的运行会出现漏损等问题，必须加以控制否则会导致问题恶化。本文就对如何监测漏损和如何使用控制技术展开研究，通过研究帮助管理人员寻找更加合理的管理方法，及时发现和解决管道的漏损问题。

关键词：城镇；供水管网；漏损；监测

引言：供水管道的漏损问题是城市供水系统的常见问题，为了控制漏损，必须做好监测和管控工作。目前有很多不同类型的监测和控制技术，技术人员应该结合实际情况做出最佳选择，保证对管道漏损问题的控制。

1 供水管网漏损概述

供水管网经过长期使用后，可能会由于管道本身的老化，外力引起管道损坏等原因影响管道的稳定性，从而出现漏水问题。其次，管道周围的房屋、道路、地铁等施工建设也会对供水管网的稳定性产生一定的威胁，会导致管道的损坏。如果管道出现漏损，不仅会直接给自来水公司带来损失，还会降低供水的水质，降低管道的安全性，损伤地下管网，导致管道爆裂等严重事故[1]。为了控制漏损问题，必须加强管道的管损问题监测，以及做好控制工作，降低漏损所导致的影响。

图1 老化供水管道漏失 2 城镇供水管网漏损监测方法

2.1 建立独立计量分区

对计量区域进行分区，是进行监测工作优化的重要方法之一，该方法的思路是对多水源供水分界线将水源进行分区，利用有向管网拓扑图实现对不同供水源的划分工作。使用该方法可以对水源点进行初步划分，然后可以对方案进行耦合，可以对水压、恢复力指数等的等相关性能进行评估工作，也可以在耦合过程中优化，获得一套可控性更好的分区方案。比如采用社区结构法，能够将网络中所有的节点都视为一个社区，社区内部的节点之间有十分紧密的连接，但是不同社区之间的节点连接则相对稀疏[2]。之后使用贪婪策略，加入群其他顶点并计算每个社区的大小，最终能够获得超过最大规模的分区分解，可以在保证节点最小服务水头的情况下识别出社区的边缘，从而获得最合理的分区。

还可以基于图论的方法对社区进行分区，将管网看成一个图的模型，然后就可以使用数学方法完成对管网的分区工作。之后可以使用深度优先算法、广度优先算法来分析供水管之间的强弱连接，行程连接的子图，然后对强连接的子图进行聚类，并建立聚类的连接性矩阵，最终完成对供水管的自动分区工作。

在进行大型供水管网的管理工作中，会使用多级管网分区的方式，比如通过拓扑耦合的方法，根据压力流量耦合构建3层管网分区，结合不同分进行优化调度，有效调配水压力，减少够损问题。

2.2 基于造成信号和独立分区计量的管网综合监测

很多供水管网出现漏损问题是因为漏损监测水平不足，工作效率低精度差，不能在出现暗漏时及时发现问题。使用漏失探测仪进行漏失监测时，能够找到漏水点的位置，但是并不能对漏水点的大小作出判断，因此难以确定漏失情况。在分区计量管理的支持下，能够更新对漏失问题的管理尺度，通过独立分区计量可以更为精准地监测流量的变化，能够直接反映区域漏失量，但还不能确定更加具体的漏水点的位置[3]。虽然在理论上能够通过逐步缩小监测区域确定漏失点，但是采用该方法工作强度非常大，会给测量人员带来巨大的工作压力，而且多数工作都要在夜间进行，会对某一个区域频繁开启关闭阀门，将会导致内部水压发生频繁变化，容易对管道造成进一步破坏，还会导致管道内的水垢脱落，造成水质恶化等问题。目前，会采用分区流量计量和漏失探测仪结合的方法，先利用独立分区计量确定漏失的大致情况，然后结合夜间最小流量曲线，使用漏失探测仪确定漏失的位置，能简化漏失的监测工作，并且提高对漏失的检测效率。

2.3 供水管平衡分析法

我国目前的漏损指标主要棉线供水管的漏损情况，虽然规定了漏损率的计算方法和计算标准，但是目前依然有构成要素不足的情况，导致对漏损率的评价缺少和合理的方法。水量平衡是分析漏损的主要工具，已经被很多国家的供水部门采用，并作为供水管网的分析方法。但是由于我国的管网特征，以及在计量方式上与国际上其他国家有所不同，因此在使用供水管平衡分析法时应该对原有方法进行一定的改良，使其能满足我国的监测应用要求。

例如在吸收国际标准的同时，继续进行内容的调整和细化，以便能够方便我国测量人员进行分析和使用。比如需要将计量误差作为单独一个大项，然后将窃水、拒查等归入到其他损失中。对于真实漏损进行进一步细分，划分为明漏、暗漏、背景漏失三个方面，并继续细化为水箱、水池渗漏。经过修正后，该方法能够更符合我国的应用习惯，而且各种要求也更加清晰。

3 漏损的控制方法

3.1 做好压力管理工作

管道出现漏损很大程度上来自压力的影响，而为了控制压力，核心在于选择合适的减压阀，避免管道出现压力过大的情况，保证管道内部水流的稳定。所以需要做好对管道减压阀的优化布置，保证管道的安全[4]。在控制时，目前可以使用的方法包括线性控制、非线性控制、智能控制等方法。自来水厂可以根据管道运行的实际情况、自身经济因素确定控制方式，减少漏损所导致损失，提升供水的稳定性。

3.2 水厂泵站和DMA结合 使用DMA技术，能够展现不同分区管线的情况，从而确定该分区对调节的需求。控制过程中，水厂泵站就可以结合DMA计量法对管道的压力进行调整，保证不地区获得最合适的压力，满足用户的需求，有效控制漏失量。

结束语：如果供水管道出现漏失问题，会对管道产生十分不利的影响，不仅会影响人们的生活，还会导致安全风险和损失。为此，必须合理使用技术，通过分区计量、水平衡等方法，加强对不同地区管道压力的监测。使用监测结果，确定管理方式，优化对管道的管理，合理控制压力，保证管道的安全性。

参考文献：

[1]徐强，张佳欣，王莹，谢涛，强志民.智慧水务背景下的供水管网漏损控制研究进展[J].环境科学学报，2020,40(12):4234-4239.

[2]王子瑜，彭绪华，李树平，周佳雯，王诗雅.基于压力管理策略的供水管网漏损评估与控制[J].净水技术，2020,39(S2):103-106+110.

[3]戴锴妍，庞胜华，宋珍娜，陈惠珊，陈瑞煌，骆树强.供水管网漏损控制策略的国内外差异与思考[J].市政技术，2020,38(06):210-214+219.

[4]王晨婉，强志民，徐强.供水管网漏损研究知识结构与发展趋势分析[J].给水排水，2020,56(10):141-149.