富平縣管網漏損治理項目淺析

田 可，安慧琳

（陜西水環境工程勘測設計研究院,陜西 西安 710016）

富平縣是關中平原和陜北高原的過渡地帶,區位優勢突出,輻射范圍廣,現狀管網建設年代久,漏損率高,通過一系列示范工程的實施,塑造富平縣供水管網漏損控制典范,對陜西省及周邊省份城市的管網漏損治理達到良好的示范引領效應顯著。

1 概況

富平古稱頻陽,位于陜西省關中平原中北部,地處關天經濟區東翼,屬大西安經濟圈規劃范圍,是陜西東大門建設的五個副中心城市之一。近年來,按照“園區化承載、集群化發展、大項目支撐、大集團引領”的發展思路,規劃建設了富平縣高新技術產業開發區、陜西省鎮級小城市綜合改革試驗區、富平現代農業示范基地等三大發展平臺,初步形成了裝備制造、能源化工、新型建材、農副產品加工、特色輕工等五大產業集群。

富平縣城區現狀居民用水由富平縣北塬水廠及南塬水廠供給。北塬水廠設計供水能力為6.0 m3/d,采用重力輸水輸送至城區管網。南塬水廠主要供給縣城南部區域,供給縣城水壓偏低。

目前,縣城供水管網現狀南起南二環、北至北環路、西起西環路、東至東環路,城區內形成環網供水管網。供水主管網老舊破損。接入小區支管網、配水管網大多建于20世紀80年代,管材為鋼管、PVC 管、個別為白塑料管,急需進行改造,且縣城供水無分區計量、用水無計量設備、供水管網信息化程度低、管控機制落后。

本次富平縣縣城公共供水管網漏損治理工程項目是根據富平縣供水管網現狀,以現行法規、行業政策為原則,通過管網改造工程、分區計量工程、壓力調控工程、智能化建設等工程降低公共供水管網漏損率,提高水資源利用率,實現供水管網網格化、精細化管理,建立較為完善的公共供水管網運行維護管理制度。

根據發改辦環資〔2022〕141 號《國家發展改革委辦公廳、住房和城鄉建設部辦公廳關于組織開展公共供水管網漏損治理試點建設的通知》（后面簡稱《通知》）,結合富平縣區城市實際現狀,確定工程治理年限和范圍如下：

治理年限：2022年～2025年。治理范圍：北起北環線,南到石川河,西起環城西路,東至環城東路。

2 建設目標

2.1 管網改造

通過實施供水管網改造工程,基本解決管網漏損率高、二次供水水壓等主要問題,提高水資源利用率。建設目標為項目區內老舊管網改造率≥90%；公共主干管道漏損率≤3%,小區公共管網漏損率≤4%；老舊二次供水設施改造率達到100%。

2.2 分區計量工程

通過供水管網分區計量工程,完善居民、市政、綠化、消防、環衛等用水計量體系,實現供水管網網格化,精細化管理。建設目標為戶表改造率≥90%（2000年以前未改造的小區）；分區計量覆蓋率達100%；公共事業用水（市政、綠化、消防等）計量設施覆蓋率100%。

2.3 壓力調控

通過公共管網壓力調控工程,解決區域集中調蓄加壓問題,提高調控水平。建設目標為公共管網壓力檢測設施覆蓋率100%；壓力調控覆蓋率100%。

2.4 智能化

借助物聯網技術,建立水廠～管網水量、水質全覆蓋的在線監測系統；運用4G/5G、LoRa、Nb-LOT、互聯網絡、數字鏈路,建立覆蓋管理中心～供水廠～管網監測點全覆蓋的通信傳輸網絡；建立標準統一的數據資源庫,實現數據資源集中存儲管理；建立滿足富平縣生產及運營管理需求的業務應用系統,提升公共供水現代化生產運營管理水平。

具體工程措施及主要建設內容見表1。

表1 工程措施及主要建設內容

3 工程措施

3.1 供水管網改造工程

為達到縣城建成區供水管網基本健全的建設目標,通過現場摸查和統計,供水管網需改造建設共14 段,本次結合《陜西省富平縣“十四·五”縣城供水工程規劃（2021-2025年）》,對富平縣供水進行總體分析論證,環狀管網平差計算,對漏損管網進行水量復核,管徑計算,分析漏損段水量、水壓,確定管道直徑和壓力,對漏損管段進行改造建設,保證居民用水安全。

根據工程投資、施工管理等比較分析,管徑≤300 mm的采用pe 管,管徑≥300 mm 的采用球墨鑄鐵管。

3.2 管網分區計量工程

依據地形、水源、城市發展方向及現狀水廠、管網情況,將富平縣縣城區域給水系統劃分為兩個分區,兩個分區系統干管在適當位置進行交聯,保障供水安全性。

富平縣管網供水主要為北區、南區兩個區域,分別安裝流量計進行水量計算,北區流量計均位于北塬水廠出水口及懷德大街,南區流量計位于南塬水廠出水口及懷德大街。結合富平縣管網分布情況,分為兩個一級區,再將兩個一級區按照分區管理原則分為6 個中間級分區,其余為DMA 獨立計量分區,具體分區圖見圖1、圖2。

表2 管網分區統計表

圖1 富平縣城區供水管網一級分區圖

圖2 富平縣城區供水管網中間級分區及DMA 分區圖

3.3 分區計量設備

在一級分區邊界、中間級分區邊界改造管道閥井,安裝電磁流量計、井下遠程監測終端,用于漏損分區校核；在DMA 獨立計量分區,改造現狀閘閥井,安裝無線遠傳水表/電磁流量計,復核用水戶用水量。

3.4 一戶一表改造

對于建設年代久遠,存在輸配水管道建設標準低,跑冒滴漏等現象嚴重,計量水表自動化程度低,居民飲水存在嚴重安全隱患的老舊小區實施一戶一表改造工程。通過現場摸查和統計,富平縣城區2000年之前建成的老舊小區尚未進行供水改造的涉及25 個小區,用水戶9524 戶。

3.5 市政設施用水計量

現階段富平縣市政及綠化用水仍然從地上式消火栓取水,且消火栓上無計量設備,本次在富平縣城區地上式消火栓安裝大口徑無線遠傳水表（與DMA 分區計量水表相同）,對綠化、澆灑等非消防用水進行計量。根據富平供水公司統計,富平縣城區地上式消火栓分布于各街道,總計325 座,此次共計改造地上式消火栓閥門井325 座,安裝大口徑無線元傳表325 臺,配套蝶閥及伸縮節。

3.6 供水管網壓力調控工程

3.6.1 調蓄加壓

富平縣現有兩座水廠,分別為北塬水廠和南塬水廠,北塬水廠主要供給城區,南塬水廠主要共計周邊可供給城區。

（1）根據縣城供水現狀,北塬水廠處高程為491 m,水源從北塬水廠供出,懷德大街以北,即縣城北區均為加壓區,計劃新建北塬水廠加壓站一座對北區管網壓力進行調控。

（2）南塬水廠高程為476.6 m,若利用南塬水廠轉輸2 萬m3/d 作為水源,重力供水至南二環,城區相對于南塬水廠屬于加壓區,作為城區備用供水工程,計劃新建南塬水廠加壓站對管網壓力進行調控。

故本工程根據縣城供水實際需要,增加加壓設施2 處,分別為北塬加壓站及南塬水廠加壓站。

3.6.2 壓力監測設施

由于管網系統規模大,管網聯系關系復雜,管網運行的真實情況無從了解。通過對管網壓力的數據監測,可直接有效的了解管網運行的實時狀況,減少預防管網漏損爆管等突發事件。

物聯壓力表集成了壓力信號采集、數據存儲和無線數據通信于一體的高性能監測設備,采用超低功耗技術,使用一次性鋰電池供電,現場不需要電源就可以直接實時采集標準壓力變送器信號或儀表輸出的數字信號,電平信號、干觸點、脈沖信號等,具備上下限自動監測實時預報的功能。

根據富平縣供水區域、供水管網長度和管網壓力監測點布設原則,本次共布設壓力監測點19 處。其中水廠（南塬、北塬）出口管道壓力2 處,管網分區水壓監測17 處。

3.7 供水智能化建設工程

富平縣供水智能化管理平臺基于地理信息服務,通過對前端采集的水質、水量、壓力、視頻等數據集中展示,運用大數據、計算機等技術,構建具有管網地理信息、分區計量、壓力調控、二次供水管理、營運管理功能的綜合性平臺。

3.7.1 管網地理信息系統

管網地理信息系統是以水源地、凈水廠、供水管網、用水DMA 在線監控站為對象,基于WebGIS 實時展示監測儀器、RTU、供電等監測設備運行狀態,實現水量監測計量分析、水質超標實時報警、化驗室水質檢測管理、供水管網事故報警、管網基礎數據管理等功能。

3.7.2 管網分區計量系統

基于水量平衡分析法,自動計算漏損率和產銷差率,實現DMA 區管理、夜間流量分析、漏損分析預警、企業效益分析評價等功能,為制定檢漏計劃、提高檢漏效率、降低產銷差、保障企業效益提供科學依據。

3.7.3 壓力調控與調度系統

壓力調控是對調蓄加壓設施、壓力在下監測、壓力調控設備等運行狀態及壓力監測數據進行在線分析預警,通過對調壓設備進行遠程控制,確保管網供水安全。同時結合水量壓力監測,以年、季、月、旬、日用水需求分析、可供水量預測為基礎,通過建立典型的日用水負荷調度圖,實現實時監控調度功能。

3.7.4 二次供水管理系統

二次供水管理主要實現對二次加壓泵房中補水系統、供水系統、排污系統、安防系統等所有設備運行狀態實時監測調控,實時查看二次加壓泵房的水質、水壓、流量、水箱液位等供水信息,能夠對運行過程出現的故障進行預警,同時依托強大的水務大數據,智能分析小區用水量曲線,從而以高效合理的方式智能補水,減輕市政管網補水壓力,也大大降低了能耗,給用戶帶來更加優質的用水服務。主要包括以下功能：

3.7.5 營運管理系統

主要包括：（1）報裝管理；（2）表務管理；（3）抄表管理；（4）收費管理；（5）發票管理；（6）賬務管理；（7）業務管理；（8）水價管理；（9）打印管理；（10）報表統計；（11）多網點收費；（12）自助機。

4 工程建設的主要任務及目標

（1）管網改造：通過實施供水管網改造工程,基本解決管網漏損率高、二次供水水壓等主要問題,提高水資源利用率；

（2）分區計量工程：通過供水管網分區計量工程,完善居民、市政、綠化、消防、環衛等用水計量體系,實現供水管網網格化,精細化管理；

（3）壓力調控：通過公共管網壓力調控工程,解決區域集中調蓄加壓問題,提高調控水平；

（4）智能化：借助物聯網技術,建立水廠～管網水量、水質全覆蓋的在線監測系統；建立滿足富平縣生產及運營管理需求的業務應用系統,提升公共供水現代化生產運營管理水平。

本工程共改造供水管線31.03 km；結合富平縣管網分布情況,分為兩個一級區,6 個中間級分區,139 個DMA 獨立計量分區；一戶一表涉及25 個小區,用水戶9524 戶。縣城供水增加加壓設施2 處,分別為北塬加壓站及南塬水廠加壓站；供水管網共布設壓力監測點19 處。通過對前端采集的水質、水量、壓力、視頻等數據集中展示,運用大數據、計算機等技術,構建具有管網地理信息、分區計量、壓力調控、二次供水管理、營運管理功能的綜合性平臺。

5 結語

富平縣縣城公共供水管網漏損治理工程項目是根據富平縣供水管網現狀,以現行法規、行業政策為原則,通過管網改造工程、分區計量工程、壓力調控工程、智能化建設等工程降低公共供水管網漏損率,提高水資源利用率,實現供水管網網格化、精細化管理,建立較為完善的公共供水管網運行維護管理制度。富平縣是關中平原和陜北高原的過渡地帶,區位優勢突出,輻射范圍廣,現狀管網建設年代久,漏損率高,通過一系列示范工程的實施,塑造富平縣供水管網漏損控制典范,對陜西省及周邊省份城市的管網漏損治理達到良好的示范引領效應顯著。