[组图]我国供水企业漏损控制的研究和发展   【字体:
我国供水企业漏损控制的研究和发展
作者:郑小明 姚…    文章来源:给水排水    点击数:803    更新时间:2015/10/23
摘要

介绍了我国主要城市供水企业的检漏历史和检漏工具的发展;论述了八十年代以来我国供水企业管网漏损控制技术研究情况,对漏损控制与检漏、分区计量与DMA、漏损水平衡结构分析等三个问题作了分析并提出了作者的观点,有助于了解我国供水管网漏损控制技术发展研究的历史和现状。

 

1我国主要城市早期的检漏工作

北京市自来水公司---我国较早开展检漏的自来水公司之一,解放前就有听漏工作,2个技术员带3个工人,所用的工具有实心铁钎和听漏饼,后有了美国的真空管漏水声音放大器;五十年代引入了苏联的技术,发展到40来人,1962年北京自来水公司研制出晶体管听漏仪;八十年代检漏人员减少到仅有7~8个人,九十年代初检漏人员重新集中建班,规定检漏准确率部低于95%。

 

天津市自来水公司---也一直有自己的检漏工人,全市两个服务站,每个站里有一个检漏组,组里有5~6个人,主要工具是钢筋棒,前面有个叉,放在水表和阀门上听,后来有仪器了,但定点还是要靠人工用听漏棒确定;六十年代的考核检漏准确半径为一米,每人每月要五个准确的漏点才有奖金。

 

广州市自来水公司---在八十年代前几乎没有真正意义上的检漏队伍,检漏只是巡视组的工作内容之一。

 

成都市自来水公司---从1953年就开始检漏了,主要是到北京学习,用钢钎和检漏饼,用到六十年代后开始用听漏棒检漏,文革中检漏工作也处于停顿状态,直到九十年代又重新恢复;成都是较早在检漏工作中引入承包机制的自来水公司,九十年代在公司内部成立了自负盈亏、独立核算的检漏公司,发展到30~40人的规模,为全国十几家自来水公司检过漏,在四川省内则做了更多。

 

重庆市自来水公司---重庆在早年检漏工作是搞得较好的,由于当地的岩石地基,声音传导条件较好,客观上为地下漏水的检测提供了较好的外部条件,当年有一个检漏工用砍石头的铁斧听漏,百发百中,还被评为全国劳动模范。

 

武汉市自来水公司---解放前自来水公司就有检漏工作了,主要工具是听漏棒和听漏饼,当时江南武昌是官营的自来水,有2~3个人听漏,北面汉口是商办自来水企业,有4~5个人,解放后检漏工作平稳进行,到了文革期间就停顿下来了,文革后到上海学习了检漏技术和管理,还学习了管道测流测压技术,对大口径管道进行粗糙系数的测定,但这些技术的应用时有停顿,到了九十年代,从地质大学和桂林理工大学引进了几个专业学生,并购买了地探雷达和相关仪,在管网部还成立了漏损控制研究室。

 

上海市自来水公司---漏损控制在全国做得最早,技术也较领先。

检漏工作情况---上海解放前上海城市分为英租界、法租界和华界等,1883年英商树浦水厂开始供水,自来水公司在1911年前就建立了检漏制度,至1949年上海市浦西地区的管网长度为808㎞,检漏工有30人分五班工作;七十年代检漏工还维持在30人左右;检漏工具主要是听漏棒,还有美国的电子管听漏仪等。1985年上海引进了国内第一台富士LC-1000型相关检漏仪。九十年代自来水公司的检漏队伍人员减少,开始从社会上引入专业检漏公司,目前主要依靠社会检漏。早年漏损控制技术的应用---上世纪初上海自来水公司已经使用狄根表检测流量的方法来发现可能的漏水管道,狄根表是一种能对瞬时流量自动记录的仪表,通过记录的流量来分析有无漏水可能,总共装了58处,40年代起逐步废弃。

 

在八十年代之前的漏损控制主要以管网检漏为主,八十年代初上海自来水公司宋仁元总工开始实验小型区域计量区,用区域装表法和区域测漏法,通过夜间最低流量发现漏损。

当时在上海南市区城隍庙地区,划定了一个封闭区域,通过对道路阀门的更换和安装计量水表,对区域的内的流入、流出和用户水量进行计量平衡,以希望发现有无漏水。上述同一时期,在上海复兴中路陕南村新式里弄公寓,对二路进水的小区安装一个总计量表,另一路关闭,再为每个门栋安装校核水表,实施小区、门栋和用户三级水平衡计量,同时又对每个门栋的校核表观察其夜间最低流量,对水量异常的门栋进行查漏和分析。

 

测流工作---上海在解放前就开始每年对主要干管进行测流量和测水压,测流的工具使用毕托管,通过流量和压力坡降的测定,计算出该管道的粗糙系数,进而对该管道的输送能力进行评估,上海的主要供水管道上都装有测流用的考克,但随者管道计量器具的发展,新的仪器设备正在逐步取代毕托管。

 

压力管理---每年四次对管网进行测压,测压点分布于全市供水管网的各个位置,在全市同一时间同时开测,然后根据测压数据绘制全市的压力等压线图,其中第三季度的测压非常重要,一般会选择当年气温最高和用水量最大日,这一日的数据将会发现全市的低压区分布,为管网规划和改造提供重要依据,也是全市调度的重要依据,随着水力模拟模型和SCADA的建立,这部分工作逐步被信息化技术取代。

 

中途增压和压力控制---上海供水管网随着城市的扩大经历了130多年的发展,在供水系统的建立初期,就确定了水厂压力的控制和中途增压泵站提升压力的技术原则,当时的自来水公司就建立了很多带水库的和不带水库的管网泵站,如卢家湾、胶州路、新闸路、复兴路、河滨等泵站,解放后,伴随城市发展,自来水公司又建设了很多增压泵站,均衡的泵站分布使得上海的供水压力整体较为平均,近些年,用水量上升而出厂压力略有下降,这对减少漏损和减少爆管是非常有利的。

 

2检漏工具的应用演变

2.1听漏饼

利用空气共振传递的原理,接听部分类似于医生用的听诊器,拾音部分是两个10cm左右的圆饼,检漏时将圆饼贴于地面或管位上方,工人们形象地称其为听漏饼,早期在北京、成都和武汉等地使用。

 

2.2铁钎

实心的铁钎,一端接触于阀门或管面上,用耳朵听铁钎传导的微弱声音,早期在成都、北京和重庆等地使用。

 

2.3听漏棒

木制的空心棒,内套有铜管,上接耳筒内的铜片,空心木棒是一个声学共振腔,对检拾的微弱漏水声有放大传递作用,检漏时木棒将声音传递到铜片,检漏工人从耳筒内铜片振动的声音来辨别漏水情况,早期在上海等地使用。

 

2.4听漏仪

利用电子放大技术将拾音器的声音放大过滤后由耳机听漏。用电子管制作的听漏仪四十年代引入我国,早期在上海、北京等地使用,八十年代初开始使用晶体管听漏仪。

 

2.5相关检漏仪

利用声音在不同管道材质上的传递特性,将两个音频拾取装置分别安装在可能有漏水的管道两端,通过计算机分析同一漏水声频传递到两个音频拾取器的时间差,计算出漏点的精确位置,八十年代中期引入我国,最早在上海使用。

 

2.6漏水记录仪

一种安放在管道上的收集记录声音的装置,将搜集的声音通过电脑分析,发现漏水管道发出的信息,九十年代后期引入我国,目前使用最多的城市是北京。

 

3漏损控制技术研究和发展

3.1改革开放以来我国供水企业漏损控制技术的研究

 

l  1986年宋仁元在担任中国城镇供水协会科技术委员会主任时,在国家城乡建设环境保护部、中国城镇供水协会和世界卫生组织的支持下,聘请了英国水研究中心专家Malcolm Farley等来华介绍英国的漏损控制经验,并在武汉举办了“给水系统漏损控制讲习班”,在全国供水行业推广了漏损控制的最新理念和检漏技术。

 

l  1988年宋仁元编写出版了《怎样防止给水系统的漏损》一书,这是我国现今已知最早的漏损控制专著。

 

l  1995年以来,中国水协科技委管道技术部将管道爆管和漏损作为供水企业长期关注和研究的内容,先后开展了球墨铸铁管管材遴选调研、阀门遴选调研、塑料管材遴选调研;并在每年开展供水企业漏损控制技术的交流活动。

 

l  2006年起连续十年,中国水协参与组织的“中国城镇水务发展国际研讨会”每年都有关于漏损控制技术方面的专题论坛,全国众多自来水企业在这个平台上开展了多层次多角度的交流。

 

l  2008年中国水协组织召开“城镇供水管网暨配水系统安全与技术发展战略”国际研讨会,来自国内外和港台地区的专家学者发表了一百多篇论文。

 

l  2010年郑州市自来水总公司侯煜堃等翻译出版了MalcolmFarley2008年出版的《无收益水量管理手册》,并组织了相应的实验课题研究。

 

l  2011年上海市供水行业协会组织华东六省一市开展“供水管网漏损控制与无收益水量管理培训会”,Malcolm Farley先生也在会上作了报告。

 

l  2012年上海市供水管理处组织各自来水企业开展“上海城市供水管网漏损调查及其评估方法”的课题研究。

 

l  2013年北京市自来水集团在国家“水专项”框架下组织开展了“供水管网产销差控制与相关管理技术研究”,其研究主要成果将应用于《城市供水管网漏损控制及评定标准》的修订。

 

3.2国外漏损控制的研究对我国的影响和推动

英国是国际上较早开展供水管网漏损控制研究的国家,早年国际上无“DMA”的特别定义,美国和英国在计量分区的方法上有各自不同的理解,“在北美,当操作人员为水质和消防原因不喜欢系统的覆盖区域时,分区趋向于很大和暂时分区。在欧洲,操作人员喜欢在连续的基础上在小型的永久区域上操作”。

 

在漏损检测技术上国际上比较认同的有区域装表法和区域测漏法之说,“英国的区域测漏法的经验是每区宜按1000-4000幢(户)划分,测漏时关闭所有连通的阀门,在深夜测定一定时间的最低流量…”。日本东京都水道局桑折敬男写的《利用空隙时间测定最小流量》也详细介绍了如何判读夜间最低流量。

 

随着国际上对无收益水量管理(NRW)的深入研究,漏损控制技术也日益的到提高,英国、美国和日本等水行业工程师不断总结经验,其中英国MalcolmFarley在2008年出版的《无收益水量管理手册-管网漏损控制指南》中前言和第七章较正式提到了DMA的概念,并对DMA作了相应的诠释,美国JulianThornton在2002年出版的《供水漏损控制手册》中并没有采用“DMA”的专门表述。

 

我国从八十年代起就始终跟踪国际漏损控制的发展方向,在中国水协的推动下开展了与国际组织和国际同行的各种交流,开展与国际水协IWA多方面的合作,九十年代中期在上海成功承办了国际水协的年会;在中日友好城市的结对带动下,那一时期与日本各城市的交流较多,近十年与德国水汽协会的交流也较频繁。

 

3.3我国漏损控制技术进入快速推广发展期

2000年后水资源的紧缺,供水行业居高不下的漏损,引起政府和更多行业内外研究人员的关注,一些外资水务企业的进入也带来了一些国外的做法,国际水行业的一些做法和理论在中国也进行了一些实验。中国水协与国际水协往来频繁,我国技术人员每年参加各类国际会议和技术交流,各地自来水企业也与一些国外友好城市的供水企业建立了长期的交流机制,聘请一些漏损控制专家来华讲学,这些活动拓展了我国供水行业的国际视野,也促进了行业间的技术提升。中国城镇供水协会在2002年主持编写了国家行业标准《城市供水管网漏损控制及评定标准》,2007年在上海组织了漏损控制国际学术交流会,2013年主持编写了《城镇供水管网运行、维护和安全技术规程》,2014年主持编写了《城镇供水管网抢修技术规程》和《城镇供水管网非开挖工程技术规程》;城市建设研究院2011年主持编写了《城镇供水管网漏水探测技术规程》。这些供水管网的技术标准引领和推动了行业的技术进步。

 

4当前国内供水企业在漏损控制技术上研究发展

4.1已经逐步形成以漏损控制技术为主的发展方向

早期的漏损管理是以管网检漏为重点开展工作的,因此一些技术人员以为加强检漏就是开展漏损控制的全部工作,其实检漏是通过检漏工具和技术来发现管网上水量泄漏的一种活动,检漏技术分为发现漏水管道和漏水点定位二类,主要是利用漏水泄出管道时产生的声音,通过机械或电子放大,用人耳朵或电脑寻找漏水的技术。“漏损控制就是积极采取措施把给水系统中的漏水和损耗水控制到经济合理的程度”。这里漏水是指管道真实的漏失,而损耗则是指非法用水和计量误差或数据误差形成的水量损失。漏损控制包括了检漏技术、材料技术、运行技术、计量技术等,而检漏技术只是漏损控制的一部分内容。

 

随着漏损管理研究的深入,更多的专家倾向于开展全面的漏损控制,即从管网材质和接口技术、管网检漏技术、压力运行控制、分区计量、计量技术、无计量水量管理、运营管理体制机制和社会用水道德等方面开展实施。正在修订编制的《城市供水管网漏损控制及评定标准》也听取了行业专家的意见和汲取了国际漏损控制的理论经验,注重以全面的漏损控制技术来引导我国行业漏损的技术发展和完善评定标准。

 

4.2分区计量和DMA的应用更趋普遍

分区计量是管网运行管理的一种方法,从管理角度可以获得每个分区的计量信息,用于企业计量、压力、营销、财务等管理;从技术角度可以利用其计量数据来分析判断这个分区的产销差量或管网无收益水量(NRW),进而研究控制和降低NRW的各种措施,包括指导漏损控制。

 

DMA是一种建立在小型区域计量区上,利用最低流量法对管网进行判断有无漏损的一项技术。DMA (District Metered Area)国际水协推荐的有关技术文件对此有专门的释义,对其区域大小、支管数和用户数有一定限制,对其计量表具和阀门有一定的精度要求,对其如何划分、如何获得夜间最低流量并分析数据有一定指导,因此在国际、国内供水行业,DMA是一个带有特别内容的专有缩写词。分区计量着意的是产销差水量管理,是经济指标,其作用是体现在财务表现,体现供水企业的整体管理水平和经营业绩,其管理的手段包括企业管理、管网计量管理、压力管理、漏损管理、养护管理、更新改造管理、营销管理、员工职业道德管理等。DMA是漏损管理的一部分内容,而漏损管理是产销差管理的一部分。漏损管理着意的是漏损率管理,是技术指标,其作用是体现在管网表现,漏损率是体现供水企业管网技术状态和泄漏管理水平,其管理的手段包括建立DMA、检漏技术应用、检漏设备改进、数据分析技术、材料技术、维修技术等。因此分区计量可以涵盖漏损控制,进而涵盖DMA;而DMA不能上升替代漏损控制,更不能涵盖产销差管理。

 

4.3探索利用国际水协IWA的水平衡表指导漏损控制

国际水协制定的无收益水量(NRW)构成要素的水平衡表,是按照同一时间内水的可能去途来分析的。而我们实际漏损控制工作中,既要能分析出损失水量的去途,还需知道他们的各自比例以选择重点抓手,更重要的是要研究发生这些水量损失的深层次的原因,有些问题需要从个人用水品德、社会用水法制的角度着手,有的需要从企业管理层和员工的工作态度及技能角度来分析,即体制机制问题。因此,我们在实践中经常会发现,拿着这个水平衡表,怎么也找不到产销差大的原因,一味的强调检漏的作用,一味的强调做DMA,产销差还是降不下来。有一些技术人员寄希望于将水平衡表上的构成要素进行定量分析,但发现,分析到最后有些数据就是无法确切获得的,只能以局部来扩估全部。其实IWA的水平衡表只是罗列了“漏损发生在什么地方”,并没有告诉你每一个地方确切漏损了多少,这个表是一个横向并列的分析表。如要获得确切的数据,需要长时间的数据积累和大量的技术投入,按目前我国大部分供水企业的技术投入、管理水平和数据积累现状,是很难对水平衡表进行完整的量化。

 

目前国内也有供水企业以管理角度着手,从出厂水量开始,以产销差为主控目标,以流程每一阶段水量的逐级水平衡为导向,以各级计量分区域内的水量平衡为基本要求,建立管理者责任到位,效益挂钩,充分发挥管理者和员工智慧和能力的体制机制,树立好的典型,在取得一定效果后,进一步则是用IWA水平衡表分析漏损构成,进入精细化的管理。我国天津市自来水、绍兴市自来水和上海奉贤自来水在这方面都有成功的经验。正在修订编制的《城市供水管网漏损控制及评定标准》也引入了国际水协的水平衡表,并结合中国的国情进行了适当的修正。

 

我国漏损控制的研究和应用是以国家水资源节约为先导,以供水企业的经营效益为动力,积极引入国际上近年来发展形成的一系列供水管网漏损控制的理论,结合我国供水行业长期以来积累的有效经验和实践,一定会在不远的将来形成具有我国特点的漏损控制理论,并在实践中取得明显成效。

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