供水漏损控制系列之四：认识真实漏损及其控制策略

• 真实漏损包括输配水干管漏失、蓄水池漏失和溢流以及用户支管至用户水表之间的漏失

• 输配水干管漏失通常都是比较大的事故，因此能迅速得到公众报告。如果不进行及时的维修，将导致非常严重的危害。对于漏失较不显著的漏损类型，其检测和维修则更加困难

• 一个成功的漏失管理策略需要压力管理、积极的漏失控制、管线和资产管理以及快速高质的管网维修

所有的配水管网都存在真实漏损现象，即使是新铺的管道也不例外。真实漏损有时也称为漏失，它是总漏损水量与表观漏损水量的差值。真实漏损（real or physical losses）主要包括以下三个主要部分：

➔ 输配水干管漏失水量；

➔ 水库或蓄水池的漏失和溢流水量；

➔ 用户支管至用户水表之间的漏失水量。

漏失管理主要有四大策略：压力管理、维修、积极的漏失控制策略及资产管理（如下图）。这些因素影响供水企业管理配水管网漏失的方向，包括漏失水量及其经济价值。

积极的漏失控制策略

积极的漏失控制策略是经济有效及高效率漏失管理的必备条件。即便对某区域的破管或漏失水量一无所知，仍可采用监测流入该区域（或称之为DMA的计量分区）总流量的方法，来决定是否需要对该区域实施积极的漏失控制。该方法广为世界各国所接受且行之有效。作业人员越快分析DMA的流量数据，则能越快锁定破管或漏失发生的位置。此方法与快速的抢修相结合，可减少总的水量损失。在配水管网中存在很多容易发生漏失的点，因而需要实施很好的监控（如下图）。

❶ 流量计量

现代流量计量和数据采集技术在快速鉴别破管漏失和估算小渗漏的逐步累积上发挥了很重要的作用。许多供水企业借助遥测技术将DMA监控数据集成到他们的SCADA系统中。这种方法结合数据分析软件包，能有效帮助供水企业管理人员确认需要漏失定位的DMA。

❷ 漏失位置的区划、定位及定点

供水企业管理人员需要制定一个详细的漏失定位流程：

➔ 利用水表数据来确认DMA是否存在暗漏或者累积渗漏；

➔ 缩小DMA的漏失范围；

➔ 漏失位置的准确（或接近准确）定点。

该流程要求每个步骤都合理准确，以避免高的开挖成本及“干洞”现象（对疑似漏点开挖后却发现没有明显的漏失）的发生。检测和定位漏失的最基本方法是听取管线流经压力流所产生的噪音。这种方法的有效性取决于系统的压力、漏水孔的尺寸和形状以及管道的材质。

为了确保精确定位渗漏或破管漏失的发生位置，供水企业需要各种声振测量仪器，包括噪声记录仪、漏失噪声相关器、地面麦克风及听音杆。这些设备都对积极的漏失控制非常有用，供水企业管理人员必须懂得设备的正确使用及维护保养方法，确保每个设备发挥最大的作用。

压力管理

压力管理是完善漏失管理策略的基础之一。配水管网的漏失流量是管网压力（以水泵或重力所提供）的一个函数。在漏失流量的比值和压力之间存在一个物理关系，破管的发生频率与压力之间也存在一个函数关系：

➔ 压力越高（或越低），漏失流量越高（或越低）；

➔ 压力与漏失流量间的关系是复杂的，但是供水企业管理人员最初可假设它们之间存在一个线性关系（假设压力降低10%，漏失量也会降低10%）；

➔ 压力水平和压力循环强烈影响破管频率。

为了评估压力管理在特定系统中的适用性，供水企业应该首先完成一系列工作，包括：

✓ 通过现场调研，确定可进行压力控制的区域、安装位置以及用户资料；

✓ 通过用水量分析确定用户类型以及压力控制范围；

✓ 确定流量及压力的测量位置（后者通常在区域入水口、平均压力点以及供水最不利点）；

✓ 利用专业模型模拟潜在效益；

✓ 确定适宜的控制阀门及控制装置；

✓ 建立适宜的控制模式，使达到预期的结果；

✓ 进行成本效益分析。

有很多种降低系统压力的方法，包括使用变速泵控制器及调压罐。其中，自动减压阀（或称为PRV）是使用最普遍且最符合成本效益的设备。PRV是安装在管网中关键点处的一种设备，用来降低或维持管网压力在一个设定的压力值。此阀门用来维持先前设定的下游压力，而不考虑上游压力及流量波动。PRV通常安装在DMA小区水表的后端，如下面的照片所示。PRV必须安装在水表的下游，才不会使阀门带来的水流扰动影响水表的准确性。最好的方法是将PRV安装在旁通管上，这样也不会影响将来进行较大规模的管网维修工作。

维修速度与质量

漏损时间的长短会影响真实漏损的水量，因此，一旦检测到漏损就应尽快维修。维修质量对维修结果的持久性也会产生影响。制订维修措施所应考虑的关键因素包括：

➔ 有效的组织方法及规程（涉及从最初引起关注到进行维修整个过程）；

➔ 设备和材料的可用性；

➔ 充足的资金；

➔ 适宜的材料和工艺标准；

➔ 有较强责任感的管理和员工；

➔ 高质量的用户支管——用户支管通常是最薄弱的环节。

资产管理

资产管理是很好的工程及商业实践，它包括了供水企业管理及运行的所有方面。持久而又经济的漏失管理需要有好的资产管理，目的是以最符合成本效益的方式来控制漏失。当实施压力管理、改进作业及维护计划表并存时，需要制定优先顺序，以及决定是否进行维修、更换、修复或者置之不理。资产管理的决定因素主要有：

➔ 了解资产目前的运营情况；

➔ 收集数据并将之转换成对制定资产管理计划有用的信息；

➔ 良好的信息系统。

管网的年份以及何时替换或更新管网基础设施，与拟定NRW削减策略息息相关。这需要了解资产状况以及资产劣化速率。利用破管数据记录进行破管频率模拟，有助于排定管道修复、更换和更新的优先次序。此外，积极的漏失控制可确认管网中连续发生破管和维修的某些特定管线。

若这些措施没能减少漏失，供水企业管理人员应当进行状况评估，以决定是更换管道还是继续进行维修。在决策过程中，供水企业管理人员应当提出下列疑问：

✎ 如果对资产进行维修、更换或更新，应该使用什么材质？

✎ 应该现在更换，还是以后为了应对用水量需求增加进行管网扩展时再进行更换？

未完待续

本文节选自国际水协管网漏损控制专家组（IWA Water Loss Specialist Group）专家Malcom Farley先生等编著的《The Manager's Non-Revenue Water Handbook - A Guide to Understand Water Losses》一书。该书由候煜堃博士等人翻译整理为《无收益水量管理手册-供水管网漏损控制指南》，由同济大学出版社出版。