淺談城市供水管網(wǎng)漏損成因及技術(shù)控制.doc

淺談城市供水管網(wǎng)漏損的成因及技術(shù)控制湖北省孝感市自來(lái)水公司安楚雄對(duì)于管網(wǎng)漏損水平，國(guó)際上有三種衡量標(biāo)準(zhǔn)：漏損率、未計(jì)量水率、單位管長(zhǎng)漏水量，國(guó)內(nèi)供水企業(yè)普遍采用漏損率來(lái)衡量。作為一項(xiàng)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，城市供水管網(wǎng)漏損控制及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（CJJ922002）中提出城市供水管網(wǎng)的基本漏損率不應(yīng)大于12%。但從有關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，國(guó)內(nèi)600余個(gè)城市供水管網(wǎng)的平均漏損率超過(guò)15%，最高達(dá)70%以上；建設(shè)部一項(xiàng)對(duì)408個(gè)城市的統(tǒng)計(jì)結(jié)果也表明，城市公共供水系統(tǒng)的管網(wǎng)漏損率平均高達(dá)21.5%。目前，國(guó)內(nèi)供水企業(yè)普遍存在管網(wǎng)漏損過(guò)大、產(chǎn)銷差率過(guò)高、維護(hù)費(fèi)用過(guò)重的問題，管網(wǎng)漏損問題能否得到有效控制已經(jīng)成為制約供水企業(yè)發(fā)展的一個(gè)“瓶頸”。從企業(yè)經(jīng)營(yíng)角度來(lái)看，加強(qiáng)漏損控制是提高經(jīng)營(yíng)管理水平、降低供水成本、增加經(jīng)濟(jì)效益的重要前提；從宏觀政策要求來(lái)看，搞好漏損控制是確保城市供水安全的一個(gè)主題，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)水資源保護(hù)和可持續(xù)利用的必要途徑。因此在控制供水管網(wǎng)漏損方面，我們還有很多工作要做。本文主要從技術(shù)角度對(duì)管網(wǎng)漏損的成因及預(yù)防控制途徑進(jìn)行了粗淺的分析，以期與大家共同探討。一、供水管網(wǎng)漏損的成因分析造成供水管網(wǎng)漏損的原因有很多。不考慮城市消防等公益性用水未計(jì)量水量、水表計(jì)量誤差、抄收管理的制度缺陷及用戶人為干擾因素的影響，管網(wǎng)漏損主要是由以下幾個(gè)方面造成的：（一）管材質(zhì)量存在缺陷。近年來(lái)，新型供水管道材料層出不窮，并陸續(xù)得到了應(yīng)用，但限于城市供水的特殊性，供水管網(wǎng)的更新改造只能分期分批推進(jìn)，不可能一步到位，因而其中老舊管材仍占相當(dāng)大的比例。此前應(yīng)用較多的有水泥管、鑄鐵管和鍍鋅管，這幾種管材自身都存在一定的性能缺陷，即使未超過(guò)其使用壽命，安裝使用不當(dāng)同樣會(huì)帶來(lái)跑、冒、滴、漏等諸多問題。1、水泥管：多用于管徑DN300以上的管線，其自重較大，接頭一般采用橡膠圈柔性接口。存在的隱患主要是如果基礎(chǔ)處理失當(dāng)，會(huì)因地面的不均勻沉降造成管道下沉、移位而漏水，甚至因鋼筋抗拉強(qiáng)度降低而造成管身環(huán)向裂縫導(dǎo)致爆管；另外橡膠圈易老化變形，水壓過(guò)高時(shí)也易沖出。2、鑄鐵管：管徑通常在DN100200之間，有兩種連接方式，即橡膠圈柔性接口、石棉水泥或膨脹水泥剛性接口，后者實(shí)際應(yīng)用較多，在使用一定年限后接口易受氣候、地形變化而發(fā)生變形或破損。同時(shí)鑄鐵管特別是灰口鑄鐵管本身含磷、硫成份，有熱脆性，受拉應(yīng)力影響，一旦外力作用不均勻，就可能導(dǎo)致環(huán)向、縱向斷裂，造成漏水。3、鍍鋅管：一般應(yīng)用于DN50以下的小口徑管道，采用套絲連接，現(xiàn)在已禁止用作供水用途。其鍍層在運(yùn)輸裝卸過(guò)程中易損傷，如防腐處理不到位，使用中極易氧化、銹蝕；另外接口套絲時(shí)鍍層受損，很容易日久銹空，特別是冷鍍管，銹蝕程度更為嚴(yán)重，易引發(fā)接口管箍斷裂及管壁銹蝕剝落造成漏水。（二）施工安裝質(zhì)量不高供水管網(wǎng)是地下隱蔽設(shè)施，主要管線深埋于地下，如果施工安裝時(shí)沒有嚴(yán)格按規(guī)范操作，即使出現(xiàn)了質(zhì)量問題，短期內(nèi)也不易暴露。安裝時(shí)比較常見的問題有三類：一是不重視施工前的管材質(zhì)檢。無(wú)論是砼管還是金屬管，在進(jìn)入施工場(chǎng)地前都經(jīng)過(guò)了多次搬運(yùn)和裝卸，很容易受損（如鑄鐵管在安裝施工前的損傷率可達(dá)510%）。但在實(shí)際安裝過(guò)程中，施工人員很少對(duì)管節(jié)進(jìn)行探傷篩選，使得新鋪設(shè)或改造的管線也存在漏損隱患。二是一些管線施工選址失當(dāng)。主要表現(xiàn)在支管施工時(shí)，易受窄小街巷的施工環(huán)境限制，為降低作業(yè)難度因陋就簡(jiǎn)，將管道沿路邊溝渠鋪設(shè)，這樣一方面管內(nèi)壁受管道內(nèi)余氯腐蝕會(huì)逐漸變薄，管外壁又受到地面積水或地下污水的侵蝕，易形成大面積的銹蝕層，抗壓能力降低，形成漏損；另一方面管線一旦發(fā)生暗漏，漏水將直接進(jìn)入溝渠，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)?？梢哉f(shuō)是圖一時(shí)之便，留無(wú)窮之患。三是施工規(guī)范執(zhí)行不到位。受安裝及維修的工程管理體制以及施工人員技術(shù)素質(zhì)的影響，管道施工時(shí)大都未能嚴(yán)格按規(guī)范操作。比較典型的表現(xiàn)有：安裝前不檢查膠圈接口，接口的承插部位沒有進(jìn)行必要的打磨和清潔；管槽開挖時(shí)標(biāo)高控制不一致，基礎(chǔ)加固處理不到位，回填層未夯實(shí)；管道彎頭、三通、變頭等部位未采用砼加固；等等。（三）規(guī)劃設(shè)計(jì)不夠完善隨著城市用水量的快速增長(zhǎng)和城市面積的逐步擴(kuò)大，相應(yīng)地提高了對(duì)城市供水的要求，同時(shí)也暴露出我們?cè)诠芫€規(guī)劃設(shè)計(jì)方面存在的一些普遍問題：一是對(duì)城市發(fā)展的速度預(yù)測(cè)不夠，加上受資金等客觀因素的制約，管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)缺少前瞻性。如很多原來(lái)形成的配水管線，設(shè)計(jì)配置口徑時(shí)只考慮了當(dāng)時(shí)的用水規(guī)模，現(xiàn)在普遍偏小，如增大供水壓力，管道內(nèi)的流速過(guò)高，易產(chǎn)生水錘現(xiàn)象，對(duì)管道造成破壞。二是供水管道是有壓管道，尤其是在長(zhǎng)距離、大管徑或多起伏的管線中，水流常處于氣水相間的狀態(tài)，有時(shí)會(huì)形成分散的氣囊，阻滯水流，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)因管道內(nèi)壓力的急劇升降形成水錘，造成爆管。而我們?cè)诠芫€設(shè)計(jì)時(shí)通常只考慮在地形峰點(diǎn)設(shè)置排氣閥，有的甚至沒有設(shè)置排氣閥，這樣就會(huì)造成通水不暢或誘發(fā)爆管。三是對(duì)管線受環(huán)境溫度影響而產(chǎn)生的伸縮變量認(rèn)識(shí)不夠，特別是金屬管材。我們通常認(rèn)為管道柔性接口可以產(chǎn)生一定的調(diào)節(jié)量，但忽略了安裝時(shí)的環(huán)境溫度與惡劣氣候條件下的環(huán)境溫度之間的差值影響，因而并不重視管道伸縮器的設(shè)計(jì)和使用。由于柔性接口產(chǎn)生的調(diào)節(jié)量有限，如果溫度的綜合變量較大（如夏季鋪設(shè)的管道遭遇冬季驟降低溫），距離較長(zhǎng)的直線供水管段所產(chǎn)生的伸縮變量就會(huì)對(duì)整段管線產(chǎn)生撓動(dòng)，導(dǎo)致接口松脫、管道破漏。另外，供水企業(yè)受自身客觀條件限制，在向新建成區(qū)延伸管網(wǎng)時(shí)較少考慮形成環(huán)狀網(wǎng)的需要，通常只是根據(jù)用水量的大小和用水點(diǎn)與供水主管的距離，自某處主管向用水點(diǎn)作枝狀延伸，待該處管網(wǎng)逐步擴(kuò)展至其他主管位置后才作環(huán)狀連接。這樣既不利于保持延伸段管網(wǎng)的恒壓，也在一定程度上降低了局部管網(wǎng)的運(yùn)行安全性。二、供水管網(wǎng)漏損技術(shù)控制的途徑圍繞管網(wǎng)漏損控制，供水企業(yè)也想了很多辦法，但漏失率仍居高難下。究其原因，有資金制約等客觀因素的影響，但關(guān)鍵還是缺乏相應(yīng)的技術(shù)手段，困囿于頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳的被動(dòng)局面之中。結(jié)合國(guó)內(nèi)供水企業(yè)當(dāng)前的實(shí)際來(lái)看，控制管網(wǎng)漏損可從以下幾個(gè)方面著手：（一）積極開展檢漏技術(shù)研究，提高檢漏技術(shù)水平。由于城市供水管網(wǎng)多沿路網(wǎng)鋪設(shè)，隨著城市路面硬化率的提高，管道漏點(diǎn)越來(lái)越不易發(fā)現(xiàn)。因此在完善日常巡檢維護(hù)和發(fā)動(dòng)市民報(bào)漏等被動(dòng)檢漏方式的同時(shí)，應(yīng)積極開展主動(dòng)檢漏，通過(guò)對(duì)多種技術(shù)手段的綜合利用，提高檢漏的準(zhǔn)確率。目前比較常用的檢漏方法有四種：1、音聽法。即利用聽漏棒或電子音聽器監(jiān)聽漏水聲查找漏點(diǎn)，適用于道路下的管道。為避免環(huán)境噪聲的干擾，應(yīng)在深夜時(shí)段進(jìn)行聽漏。這種方法投入少、效果好，但對(duì)操作者的技術(shù)水平要求較高，通常每段管線每一年至二年聽漏一次。2、相關(guān)儀。利用漏水噪聲傳到兩端探測(cè)器的時(shí)間差來(lái)計(jì)算漏點(diǎn)，適用于較長(zhǎng)距離的管線。探測(cè)器須直接與管壁或閥門等金屬接觸，通過(guò)兩個(gè)探測(cè)器之間的距離、聲波到達(dá)的時(shí)間差，能分析出漏點(diǎn)距探測(cè)器的距離，其準(zhǔn)確率較高。3、區(qū)域檢漏法。通過(guò)測(cè)定某個(gè)區(qū)域深夜瞬時(shí)最低進(jìn)水量來(lái)判斷是否漏水，適用于地形復(fù)雜的埋深區(qū)域。檢漏前應(yīng)關(guān)閉區(qū)域內(nèi)某些管段的閥門，對(duì)比關(guān)閉前后的流量，若關(guān)閉后旁通流量明顯減少則存在漏水可能。此法需保證進(jìn)水閥門性能良好，一般每一年半至二年半檢漏一次。4、對(duì)于某些單管進(jìn)水的小區(qū)則可采取安裝總表，對(duì)總、分表之間的計(jì)量差進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的方法檢漏。另外，有些歐洲國(guó)家的做法也可資借鑒。如英國(guó)的水務(wù)公司原來(lái)的管網(wǎng)漏損率也非常高，后來(lái)加強(qiáng)了漏損控制技術(shù)研究，使漏損得到了有效控制，目前的平均漏損率僅10%左右。一個(gè)比較成功的做法是對(duì)區(qū)域檢漏法作了改良，將管網(wǎng)劃分成多個(gè)能夠獨(dú)立計(jì)量的區(qū)域（DMA），建立了相應(yīng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)（GIS），利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)區(qū)域管網(wǎng)漏損的長(zhǎng)期的、宏觀的監(jiān)控，同時(shí)輔以聽漏棒、相關(guān)儀、噪聲記錄儀、氫氣測(cè)漏法等多種措施精確定位。與傳統(tǒng)的單一檢漏方式相比，不僅節(jié)約了人力物力，而且提高了準(zhǔn)確性。一些有條件的國(guó)內(nèi)供水企業(yè)，應(yīng)當(dāng)在這方面做探索性的研究。（二）逐步實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)的合理規(guī)劃和科學(xué)管理。城市供水管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)有一個(gè)基本原則，即通過(guò)管網(wǎng)規(guī)劃實(shí)施，使供水流量、壓力趨于經(jīng)濟(jì)，在保證城市發(fā)展和人民生活需要的同時(shí)，提高管網(wǎng)運(yùn)行的安全性?；谶@一原則，在管網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意把握好三點(diǎn)：1、適時(shí)修訂和完善城市管網(wǎng)規(guī)劃，以適應(yīng)城市發(fā)展的需要。管網(wǎng)的總體布局應(yīng)符合形成環(huán)狀網(wǎng)的要求，干、支管線的口徑配置既要滿足現(xiàn)狀用水的需求，也要充分考慮未來(lái)需求，結(jié)合管材性能、壓力條件等進(jìn)行綜合測(cè)算，提高管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的科學(xué)性和超前性，減少重復(fù)建設(shè)。2、輸配水主干管線應(yīng)設(shè)計(jì)使用排氣閥等必要的輔助設(shè)施，以消除水錘影響。排氣閥的口徑一般為管道直徑的1/51/8，宜選用帶緩閉的自動(dòng)排氣閥；排氣閥的設(shè)置間距可按坡度與管道直徑（D，單位m）的比值來(lái)確定，如D/1000，應(yīng)每隔1km左右設(shè)置一個(gè)；如D/100，可每隔3km左右設(shè)置一個(gè)；如超過(guò)D/10，只需在管線峰點(diǎn)設(shè)置一個(gè)。另外，對(duì)于距離較長(zhǎng)的直線管段，還應(yīng)考慮加裝管道伸縮器，進(jìn)行溫度變量調(diào)節(jié)，減少惡劣氣候條件下的管線撓動(dòng)，預(yù)防接口松脫。3、新建管網(wǎng)在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量對(duì)主干管作環(huán)狀連接。這樣做，短期內(nèi)可能會(huì)增加管網(wǎng)的工程造價(jià)，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，既有利于提高和穩(wěn)定局部供水壓力，改善服務(wù)條件，也有利于提高運(yùn)行安全性，減少管網(wǎng)破漏損失，更為經(jīng)濟(jì)。（三）因地制宜逐步推廣應(yīng)用新型環(huán)保管道材料。為了提高供水安全性，防止管道內(nèi)水質(zhì)出現(xiàn)二次污染，在新建或改造管網(wǎng)時(shí)應(yīng)盡量選擇新型環(huán)保管材。市面上新型管材較多，如球墨鑄鐵管、各類塑料管、鋼塑管、玻璃夾砂管等，這些管材的性能較之原有材料有了較大改善和提高，可以根據(jù)各地的實(shí)際情況適當(dāng)選用。大口徑管道可選用球墨鑄鐵管，該管材中加入了鎂或稀土球化劑使石墨球化，降低了應(yīng)力，從而改善了管道的受力狀態(tài)，提高了強(qiáng)度和延展性，耐沖擊、耐腐蝕、密封性能好，有較高的應(yīng)用價(jià)值。小口徑管道一般可選用塑料管材，具有水頭損失小、施工方便快捷等優(yōu)勢(shì)，目前應(yīng)用較廣泛，但質(zhì)量良莠不齊，應(yīng)注意甄別；另外由于塑料管材有低溫脆性，在霜凍期較長(zhǎng)、冬季氣溫較低的地區(qū)，宜慎用。（四）嚴(yán)格按照管道安裝施工規(guī)范把好施工質(zhì)量關(guān)。管道安裝施工是城市供水流程的重要環(huán)節(jié)，也是預(yù)防和控制管網(wǎng)漏損的源頭，因此必須從嚴(yán)把關(guān)。在管道施工時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：一是做好安裝前的質(zhì)檢。在管節(jié)下溝前要用肉眼觀察或用小錘輕擊法檢查是否存在摔傷或細(xì)小裂紋，需要防腐的須認(rèn)真做好防腐處理。二是重視管道基礎(chǔ)處理。施工時(shí)除了應(yīng)按規(guī)范進(jìn)行施工排水、溝槽開挖和支撐及管道交叉部位的處理外，還應(yīng)保證溝槽基礎(chǔ)平整，管道周圍無(wú)硬塊或尖狀物；對(duì)軟基地面或行車道要回填砂石分層夯實(shí)，密實(shí)度達(dá)到90%以上，以保證基礎(chǔ)的承載能力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。三是抓好安裝的細(xì)節(jié)管理。對(duì)于大口徑管道和金屬管，排管時(shí)要注意組合，盡量使環(huán)向間隙均勻一致，同時(shí)承插口間要留有間隙，預(yù)留溫度變化時(shí)的調(diào)節(jié)量；對(duì)于其他管材，也要保證插口外和承口內(nèi)工作面的光滑度和清潔度。四是嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行竣工驗(yàn)收。通水前應(yīng)對(duì)管道進(jìn)行試水試壓，嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)收，同時(shí)做好管道施工資料的存檔備案，方便以后的維修維護(hù)。結(jié)語(yǔ)：控制城市供水管網(wǎng)漏損是個(gè)系統(tǒng)工程。從當(dāng)前的現(xiàn)狀來(lái)看，一