城市供水系统水量损失原因及对策探讨
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234・ 工程科技
城市供水系统水量损失原因及对策探讨
徐国春
(铜陵首创水务有限责任公司,安徽铜陵244000)
摘要:根据铜陵市的水量损失统计资料,分析城镇供水系统水量损失物理损失水量原因和管理性水量损失原因,并依此制定相应 的对策,强化水量损失管理来降低水量损失,推进水量损失的治理工作
关键词:水量损失;供水;管网;对策
强化水量损失管理是我国供水行业的管理者多年来关切的问 题,然而就大部分城市而言,与国际水平相比,漏失控制的效果却徘
徊在一个较低的水平。水量损失管理本身是一个集管理和技术的综 合性课题,由于水流的连续性、计量的局限性、管理的复杂性,以及
管材、施_T条件、地基沉降等等客观原因,要解决漏失问题不能仅仅
关注配水管网的漏失,还应关注由于计量、收费等因素构成的水量 损失。根据2009年铜陵市城市供水管网漏水统计资料,查找供水系
统水量损失的主要原因,在此基础上,利用科学技术手段,寻找合适
的对策,通过水量平衡分析量化产销差水量并采取对应措施,从而 有效降低了水量损失,推进水量损失的治理 作。
1物理损失水量原因及对策 物婵损失水量主要以跑、冒、滴、漏等形式存在于供水系统中。
具体表现为管材原 ,接口原 .施 原因,管道腐蚀,水乐过高,水
锤破坏,低温,交通碾 、其他T程及自然灾害等闲素造成给水管网 的破坏j ”以篱道原 币Il施I 原 为主
1.1给水管网漏失数 的统计分析
1.1.1僻道材质Lj漏失量的关系 从锏陵首创公司2009年漏失维修记录发现,漏失主要发生在
铸铁管约占总漏失数量的44.53%,反而塑料管漏失次数最少具体 如图l所述。 宅要原因在于铸铁管采用连续铸管工艺系水冷金属模的铸造
方法。具有一定的先天缺陷:(1)连续铸管工艺用人工控制铁水液面 高度和托管速度,整根管子难以达到冷却均匀、组织一致,使得材料
本身具有很严重的应力集中,承载能力大大降低。(2)由于冷却过
快,无退火丁序,导致表面产生脆硬而形成过冷石墨层,管壁温度应 力无法}肖除,出现冷脆层,使管身脆性增大,不耐冲击、不耐震,抗弯
抗拉强度降低。(3)连续铸管工艺生产的管体,组织疏松,难以消除 气孔、黑渣、内沟和重皮等铸造缺陷。当局部最大应力达到强度极限
时,该处首先断裂,从而导致管身破裂的可能。
由于连续铸管工艺先天上的缺陷,加上我国使用的灰铸铁管壁 厚标准与其他各国的灰铸铁管壁厚标准相比明显偏低,因此导致我
同灰铸铁管漏失频率高。 1.1.2漏水部位与漏失量的关系 以铜陵首创2009年统计数据为例,由于管道断裂引起的漏失 水量为总漏失水量的48.12%,由于管件损坏和接口脱口等引起的
漏失水量约占总漏失水量的51.88%(见图2)。 其中管件损坏远远高于其他部位,占漏失总件数的62.5l%,漏
失水量占总漏失水量的35.47%;接口断开占漏失总件数的29.71%, 漏失水量占总漏失水量的16.41%;同时我们也能看 虽然从漏失
件数来看,管道断裂所占总漏失件数的比率最低,仅为7.78%, 从
漏失水量来看,管道断裂所占漏失总水量的比率最高为48.12%。町 能原I大]有:(1)接【丁施T差,即油麻填塞得不均匀,四面水泥口敲打
不结实,致使管道正常l_厂作时出现接口漏水。(2)接口刚性太强接
口刚性太强,不能承受弯曲力和进行伸缩补偿。使用若干年后,由于 十:质和地基处理的差异,会使整根管道的沉降不均匀,造成管道破
裂、 1_1.3漏水馈与管径的关系
铜陵首创1999~2009期间的十年管道漏失维修记录数据,并采 用数学统计分析方法,对所获取的十年管网漏失维修记录数据做了
统计分析。从统计分析结果看出,漏失水量发生频率最多的是小口
径管道,主要集中存DN100以下(见图3)。 图1铜陵首创管道材质与漏失2009年统计图
管道断裂 管件损坏 接口断开
图2铜陵市十年给水管网不同部位的漏失统计
35 3。 25 2。 :
...….㈠I] l 门 ll 一 : I 【 I 【t I 【【 it I n
[I ̄ZO D毗5 0 ∞ ON∞ Ⅲ100 DN150 Ⅲ2∞ Ⅲ∞O D№∞ D ∞ DH∞
图3铜陵首创2009年统计不同管径与漏失之间的关系图
可能原因在于小管径管道在整个管网中所占的比例较大;温度 应力和水锤效应对小管径管道的影响要大一些;而且小管径管道埋 深一般较小,地面荷载突然增大时也容易引起漏损。但大管道
(DN200以上的管道)漏点数量较少,约占到2009年全年漏点数量
的32%,但漏水总量却占到全年55%。 1.2减少漏失的预防性措施
1.2.1管道材质 管材不能满足使用要求而被采用后,就等于给系统埋下 隐
患。新敷设管道材质应根据安全可靠性高,维修量少,管道寿命长,
内壁粗糙系数低,在这个基础上造价相对低的原则选择。《中国节水 技术政策大纲》也明确指出,要推广应用新型管材,逐步淘汰镀锌钢
管。因此优先选用塑料管和球墨铸铁管。对于DN1500的管道,宜采
用薄壁钢筒预应力混凝土管、钢管和球墨铸铁管;DN200-DN1500 的管道,宜采用球墨铸铁管、预应力混凝土管或玻璃纤维增强管;
DN75 DNI50的管道,宜采用PVC、PE或球墨铸铁管。
1.2.2接口形式 接口质量是保证管道质量的重要因素。大口径管道可采用柔性
接口的预应力钢筋混凝土管和玻璃钢夹砂管,可根据以下 则选择 给水管材:大口径管材(DN>1200)优先考虑预应力钢筋混凝土管、玻
璃钢夹砂管和钢管;中等口径管材(DN=300—1200)优先采用预应力 ∞∞们∞
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钢筋混凝土管、自应力钢筋混凝土管,积极采用球墨铸铁管;小口径
管材(DN<300)积极采用耐压塑料管。
1.2.3施工质量 管底应是好的粘土或砂,有一定的承载力,管道要平整好,使管
道和基础能整体接触,尽量避免不均匀沉降。同时管底还要检查不 含石块等硬物,以防硬物将来对管道成为集中负载而引起管道破
裂。设置阀门等配件时要注意基础的沉降量尽量与管道接近,砌阀
门井时在管道旁留有空隙,以防沉陷不同时不致压坏管道。 覆土密实度不一和两侧不均匀,均会使管道变形增加,受力增 加。覆下的土近管道部分不能有硬物,硬物会破坏管道防腐层并形
成集中负载。较大口径水管的弯头,特别是丁字管或管道堵头,有较 大的外形推力,故一般应设置支墩以防管道移动。设计支墩时主要
靠支墩背后的土压力,因此在施工时力争支墩背后的土为原土,在
水压试验时要密切注意支墩及有关接口的移动情况。 2管理性水量损失原因分析及其对策
2.1管理性水量损失主要包括: 非法私接水管;计量水表(或流量计)选择不合理造成始动流量
偏高且未正常的验表周期校验、更换,水表损坏或水表修理不及时
而引起的计量失准;用户私自拨调水表;用户改变用水性质未及时 变更登记;市政、园林、消防用水无计量或不能按照正常程序交纳水
费;对于冲洗管道用水的估计用水量偏差过大和由于水位控制不当
而引起的清水池或调蓄水池溢流。 2.2管理性水量损失的控制对策 控制水量损失是一项系统T程,需从多方面共同努力才能收到
较好的效果。特别是管理性水量损失多因管理不善所致,为此,要分 析原 ,采取不同的治理对策。 2.2.1开展水费收缴情况分析
开展水费收缴情况分析,确定水费的变化是由量变引起还是结
构变化引起。对于水量变化,应认真分析,查找变化原因,分清责任;
要严格依法收费,杜绝改变性质等非正常收费。 2.2.2加强计量管理
加强计量管理。从流量计和水表的选型、新表检定、流量计定期 校对、水表校对、周期换表、抄表方式等环节强化计量管理,比如对
于重点用户安装远传水表、根据实际需要,在取水、供水和售水j个 环节的计量中,分别选用适宜的流量计和水表等等。
2.2.3加强制度建设 加强与水量损失管理相关的制度建设,特别是供水稽查工作,
要依靠城管等政府相关部门,界定违章用水类别,制订供水稽查的
职责、工作程序、相关考核规定,要依法行使稽查职责,对违章用水 依法惩处。但目前国内供水稽查队伍的最大问题是没有执法权,对
违章用水只能以补交水费处理,使违章用水得不到应有的惩处。 2.2.4加强内部管理
开展用户普查工作,摸清辖区内所有用户的用水信息、水表阀
门信息,建立用户档案,对用户用水情况进行月度分析,预测用水趋 势。对大用户应重点关注,加强服务和沟通,提高用户满意率。防止
私接水和无表水。这类私接水可能与公司内部有关。在接水施工和
抄表在一个部门的情况下,要建立监督机制。规范抄表,防止水表因 疏忽漏抄或故意少抄。实行轮换抄表和相互检查制度。加强对消火
栓使用的管理。对单位内部的消防管可装表计量。
(上接236页) 荷:一8℃,1392KW。
3.3.1设备配置方案一:厂家甲,采用全热回收机组。2台,制冷
量717.4KW,制热量776.2KW,热回收量918.9KW,128万元/台;1 台(兼热泵热水机组用途),制冷量419.0KW,制热量475.9KW,热回
收量563.5KW,76万元/台。(一8℃)50%出水的衰减系数;0.76 (42 ̄C)7cC出水的衰减系数0.92。42℃实际可供冷量:
(717.4"2+419)'0.92=1705.5KW;一8℃实际可供空调热量:
(776.2 2+475.9/2) 0.76=1361KW。 3.3.2设备配置方案二:厂家乙,采用部分热回收机组
2台,制冷量696KW,制热量696KW,热回收量208.8KW,100 万元/台;1台:(兼热泵热水机组用途),制冷量522KW,制热量
522KW,热回收量156.6KW,70万元,台。 3.4运行说明
a.夏季工况时,三台机组负担本项目的全部冷负荷,冷凝器的废 热优先用于加热生活用水,既提高了冷水机组的冷却效率,又可免
费提供生活用水,热水供应不足部分采用热泵热水机组晚上运行补 充。b.冬季工况时,两台大容量机组将负担本项目的全部空调负荷,
极端情况时,小容量机组也参与空调制热。由于教学中心、行政楼、 综合楼的空调负荷集中在白天,热泵热水机组夜问可设置为热水模
式运行,白天低空调负荷时可设置为制热+热水模式模式运行。c. 春秋季不使用空调,生活热水全部由热泵热水机组在晚上提供。
3.5经济比较 根据(建筑给水排水设计规范GB50015—2003)条文说明5.1.5,
热水温度以控制在55—60之问为好,结合本项目特点,要求热水制 取能够达到55度。
几点说明:a.表1、2中的冷水入口水温参考上海市自来水厂全
年监测水温取值。b.夏季白天按照热回收工况每天运行9小时,夏
季150天,春秋季90天,冬季120天。c.部分热回收机组在项目要 求范围内均能够得到55℃以上热水,无需电加热。d.全热回收机组
按照冬季在极端气温条件下一8℃只能保证50%,如要达到55℃,
还需另设电加热装置。考虑到极端气温较少出现且持续的时问实际 较短,为方便比对,表中冬季热水温度设定为55%。e.100%,75%,
50%与25%负荷效率所占权重为:0.02,0.42,0.46,0.1。f.电费1元/ 度,项目所在地区无峰谷电价差异。g.本项目基本可以利用晚上时 表3价格对比