城市供水管網漏損的原因及其控制

□ 莫金豫

在相關標準規范中，城市供水管網平均漏損率不應高于10%，但從目前的實際情況來看，我國許多城市在供水管網漏損率方面都超過15%。當前國內很多供水企業存在管網漏損率過高、維護成本過高、產銷差率過高等問題，管網漏損問題的控制力度不足，已經成為約束供水企業發展的一大絆腳石。以供水企業的方向來分析，提高漏損控制力度是加強內部管理力度、控制管網運維成本、提高經濟效益的關鍵路徑，也是落實水資源保護與優化配置、走可持續發展路線的戰略方向，因此重點分析管網漏損的成因并進行有針對性的解決，是供水企業亟須分析探討的方向。

1 ???城市供水管網漏損原因分析

1.1 管材質量缺陷

目前越來越多的新型供水管材進入市場，但城市供水有一定特殊性，管網結構的更新改造無法一蹴而就，很多老舊管材存在諸多質量隱患，更換改造存在一定難度。在此之前，水泥管、鍍鋅管等管材的應用十分普遍，但這些管材都具有不同方面的缺陷，所以基本無法正常工作到指定的壽命期限，很容易出現漏損問題。其中水泥管通常自重較大，接頭選擇橡膠圈柔性接口，可能出現的隱患較多，如果基礎處理不當可能導致地面不均勻沉降、管道位移、漏水等問題。鋼筋抗拉強度降低也可能導致水泥管出現裂縫，嚴重時還可能出現爆管事故；鑄鐵管通常有兩種連接形式，分別為橡膠圈柔性接口、膨脹水泥剛性接口，其中膨脹水泥剛性接口應用較為廣泛，但是長時間使用后，可能會受外部環境因素影響導致破裂變形。鑄鐵管本身含磷、硫較多，外力不均的情況下可能出現斷裂問題。鍍鋅管通常選擇套絲進行連接，而鍍層在運輸期間容易損傷，若未做好防腐工作，很可能在使用過程中出現氧化銹蝕等問題[1]，因此供水管道已經不允許應用鍍鋅管。

1.2 施工安裝質量問題

由于供水管網通常為地下敷設，若施工安裝期間未能根據既定的施工標準和圖紙執行，那么即便存在質量問題也難以及時發現，其具有一定的隱蔽性，這也為后續的維保工作增加了難度。管網安裝期間可能存在的問題一般分為以下幾種。

1.2.1 安裝前忽略管材質量檢查

不管是混凝土管還是金屬管，施工進場前都必須進行質量檢查，避免運輸裝卸過程中出現管材損傷等問題，如鑄鐵管在運輸裝卸期間的損傷率最大可能達到10%。而在安裝過程中，也很少有施工人員進行探傷檢查，導致管網存在嚴重漏損隱患。

1.2.2 管線施工選址不合理

施工管線選址不合理的問題常表現在支管施工中，因窄小街巷等施工條件限制，很多施工單位會選擇一切從簡的方式避開問題，將管道沿著溝渠邊鋪設，導致管道外壁受地面積水、地下污水侵蝕，容易出現大規模復式層，管道抗壓能力受到影響，容易出現漏損問題。

1.2.3 施工標準執行不嚴

安裝技術人員綜合素質參差不齊，施工期間未能嚴格遵守施工標準執行操作，如安裝前未檢查膠圈接口、未能清理接口承插位置、管槽開挖深度不足等，這些都可能導致管網漏損。

1.3 規劃設計不合理

城市人口激增使水資源需求量快速增長，對于供水管網也提出了更高的要求，與此同時原本管網規劃中存在的問題也暴露了出來。第一，對城市發展的預測不夠全面，且受到資金等因素影響，管網規劃與建設前瞻性不足，一些原有的配水管道在設計時僅考慮到了當初的用水規模，如今則面臨著供水規模過小、管道流速過高等問題，容易引發漏損。第二，供水管道為有壓管道，在一些大管徑的管網中，水流一般為氣水混合的狀態，部分情況下還會產生分散氣囊影響水流，也可能受管道中壓力的影響產生水錘現象引發爆管。在設計期間僅考慮了地形問題，很多管道沒有設計排氣閥，進一步提高了爆管風險。第三，管道伸縮變量認知不足。一些金屬管材很容易受溫度影響產生伸縮現象，但供水企業在新建城區管道建設方面沒能全面考慮環狀網的需求，僅根據用水量與供水點距離進行設計，管網結構不合理導致運行安全難以保障[2]。

2 ??城市供水管網漏損的控制策略

2.1 把控管材及接口選用質量

針對新的給水管道或管道維修工作，需要明確遵循有關標準來執行，把握好選材質量和接口形式，并積極引進先進材料。當前球墨鑄鐵管便是一種普遍應用的優質管材，管材的強度與延伸性優良，且具有抗腐蝕的特點，使用壽命更長。管材接口可以選擇柔性橡膠圈接口，安裝便利的同時應力釋放效果更好。為了能夠進一步提高成本控制效果，可以采用PVC、PE等新型管材，新型管材普遍具有重量輕、抗腐蝕效果好等優勢，為避免剛性接口受溫度影響而產生變化或避免地形沉降導致的接口裂縫，需要盡量選擇柔性接口。

2.2 設計與技術方面嚴格把關

科學的管網設計能夠保障管段中水壓、水流量等始終處于合理的參數范疇之中，同時讓管網的輸水能力保持在最好的狀態，避免管道內部壓力變化而帶來的損害，降低漏損率。設計過程中也需要考量管道周邊街道中的車流量負荷以及各種環境條件因素，在明確這些因素的出現概率、影響程度的同時盡量提高參考范圍，利用現有數據建立預測模型，為之后的管網運維工作提供可靠依據。城市供水管網在施工期間也要根據既定的管道安裝標準執行，控制好施工過程的質量控制措施，為供水管網的運行提供可靠依據，在管道施工中需要重點把控好以下幾點。第一，科學選擇支管，針對窄小街巷施工段來說需要規避溝渠等結構。第二，安裝前需要做好管材的質量檢查，根據施工規范進行使用操作。第三，項目竣工后做好驗收資料的審查，施工資料需要存檔備案[3]。

2.3 優化漏損檢測設備與技術

根據其他發達國家的有關經驗，城市供水管網漏損檢測技術與設備的更新能夠進一步加強漏損控制效果，自20世紀80年代初代檢漏儀的研發和推廣至今，檢測設備與技術也有了明顯進步，檢漏的精確性大大提高。當前市場上多以數字化檢測儀、區域漏水檢測儀、探地雷達等設備為主，我國近些年也引進了許多國外先進技術，在檢測儀表生產與設計方面取得了可喜的成就。1994年北大力學與工程科學系的唐秀家等人成功開發了基于神經網絡的管道泄漏檢測設備，自此之后也有不少國產的先進檢測設備得以開發和推廣，但相較于其他發達國家仍然存在一定距離，所以還需要進一步完善和創新[3]。

2.4 優化漏損控制方法，建立預測模型

目前很多國家針對城市供水管網漏損問題都選擇了被動檢測法和雷達檢測法等技術手段，國內研究人員在這些領域也進行了深入研究，提出了區域流量監測、升壓檢測等技術方向，但目前仍然需要建立并完善技術團隊，不斷推行先進的技術方法。一些發達國家針對管網漏損問題建立預測模型和漏損診斷模型，并對漏損問題和預測建模展開深入研究，這將為我國優化城市供水管網漏損問題控制方法提供經驗，同時也是我國當下及今后主要研究的目標方向。

2.5 提高管理性方法的應用

第一，提高重點用水單元的控制力度。在漏損控制過程中，需要將主動防控和被動維修進行有機結合，尤其是一些“用水大戶”企業，有必要構建完備的漏損防控機制，在檢測水表異常的同時選擇水平衡檢測技術，找出可能存在的“兩趟管”現象。第二，完善用水統計機制，規避系統誤差和隨機誤差帶來的額外成本問題，構建合理的統計體系，避免用水統計出現漏項、錯項等問題，控制供水管道漏損率。水計量器也需要盡量引進先進產品，確保計量結果的精確性，針對一些無償用水行為可以建立合理的計量機制，比如消防栓上安裝計量水表，為灑水車的取水進行指引等。第三，對供水稽查制度進行改進，比如違規用水或拖欠水費的現象會對供水企業帶來一定影響，甚至可能造成管網漏損，因此需要和執法部門進行協調，避免違規行為出現的同時加大警示力度[5]。

2.6 老舊城區供水管網改造

針對老舊城區供水管道改造工程，需要委派經驗豐富的技術人員來執行工程計劃，提前做好前期的準備工作，包括工程規劃和技術論證等；針對改造工程期間可能存在的問題進行分析，制訂供水管道改造方案與城市供水中長期發展規劃，提高供水服務質量的同時降低老舊城區供水管網存在的安全隱患[6]。改造工程需要根據企業、小區等區位人口分布特征，以及周邊自然環境特性作為中心，合理規劃管網布局，科學推進改造分區，不僅要明確改造工程的重點，還要做好分批次改造的實施規劃。

3 ??結語

很多城市供水管道存在漏損率高的問題，對于供水企業不管是從短期的經濟效益還是從長遠發展目標而言都是極為不利的，所以在管網維護管理中，需要明確漏損問題形成的原因，針對其成因采取有效的措施，做好事前的預防和事后的補救。