小区漏损监测试验研究王维燕n 1 吴珊n 1 自来水公司课题组幢1 周玉文n 1 吕鉴n 1 1 北京工业大学建筑工程学院2 北京市自来水集团公司供水分公司课题组蔫耍t 本文对居民小区内供水管道的漏损监测在整个供水管网漏损控制中的重要作用进行了阐述，并采用区域装表法对某小区的供水管网进行了多日现场试验监测，利用所得大量的试验数据对小区内供水管道在不同时间内的漏损情况做出了分析比较，并计算确定了该小区内的供水管道漏损率。关调。供水管网漏损监测居民小区现场试验1 引育一 随着全球范围内的水资源短缺问题的出现，以及人们对可持续发展与经济效益和环境保护之间关系的重视程度不断提高，供水系统漏损已经成为被世界关注的重大问题。目前我国城市供水行业漏失水平普遍较高，根据2 0 0 2 城市供水年鉴，2 0 0 1 年中国供水总量为2 6 9 8 3 亿立方米，全国平均漏失率为1 6 0 7 ，与建设部城市供水管网漏损控制及评定标准中规定的城市供水企业管网基本漏损率不应大于1 2 还有一段差距，因此，开展管网漏损控制工作对于自来水公司提高管理水平和经济效益都是非常必要和紧迫的。2 区I 损控棚的基本理论整个供水管网可以看成是由若干个大小不一的供水区域构成的，区域漏损控制管理的作用是将供水管网划分成易于管理的区域或部分，因此，对不同的供水区域内管现漏失状况的分析确定可以看成是对整个管网的漏失监测和控制工作的基础。在供水管网分区域管理的基础上，通过在区域边界安装计量设备来对不同区域内用水量、压力等数据进行记录，从而可达到对供水管网进行长期检测，发现管网漏损的宏观分布情况，以及均衡管网的服务压力进而降低漏损率。这种通过构建相对独立的计量区域堆管网进行管理这一做法，不但可以对区域漏损状况进行评价，而且比较不同区域的漏损状况，可以发现漏损较为严重的区域，并对其进行主动检漏。有效的区域漏损控制管理的关键是从技术角度正确理解这一概念，区域内的漏损由两部 分组成背景漏失和破损( 物理) 漏失。背景漏损是指管网中所有装置( 接口、设备等)上的漏损之和，单个背景漏损很小不易检测。破损漏失是指当管网出现漏孔或破裂时，出现的漏损水量，这种漏失可以通过检漏装置进行检测。 在分析独立计量区域的流量时，需要对流进区域内的最小流量中的实际漏失量进行分析。最小流量一般发生在夜间，这时用户用水量达到最小值，因此漏失水量在总进水量中所占比例达到最大。夜间的流量变化可以通过数据自动记录仪连续记录。通过分析流量数据，管理人员可以在最短时间内发现管道漏损，特别是爆管事故，可以快速确定爆管发生的地点，及时抢修进而减少漏水量和因此产生的其他损失。2 8 0对独立计量区域长时间的记录可以使管网管理者监控到区域内的水量的变化情况，如果将城市的整个供水管网分成多个独立计量区域，并对它们进行监测，通过比较不同区域的数据，可以找出有问题的区域，这将有助于确定整个供水管网漏损发生的位置。 3 居民小区供水管道损监测试验研究试验选择了一个居民数量大约2 4 0 0 户的小区进行漏损监测试验，试验区域内管线总长度为3 5 k m 左右。运用区域装表法对所选区域的供水管网漏损情况进行分析，在区域边界内适当关闭阀门使得区域有一或两个进出水口，并在区域管网进出口安装可以自动记录流量和 压力等数据的流量计，从而可以确定区域的总进水量。统计区域内楼门水表和商用水表的位置和数量，在区域内安装可以记录存储数据的水表，这些数据可以反映区域居民的用水情况。根据区域内流量计和所有水表记录的数据，分析区域内供水管网的漏损状况，漏损量随时间的变化情况，以及漏损量与区域内总用水量的关系。3 1 试验方法，安装在小区供水管网两个进出口上电磁流量计可以记录小区内的用水情况，并将数据及时传输到计算机上。根据电磁流量计记录数据可以知道小区内的用水总量、管网压力随时间的变化情况。同时，安装在小区内的智能水表可以记录各个用水户的用水量随时间的变化情况。试验装置示意如图1 。理论上，水表过水量总和等于两支流量计的过水总和。但是，由于小区管网存在漏损、流量计和水表计量误差等原因，使得两个量并不相等。试验方法见图l ，要求将数据采集时间因素降低到最小程度，也就是要求同时采集流量计和水表数据。各计量设备在某一时间勰隔t 内的过水量Q 。，则单位时间内的漏损量为：漏损量= 【( Q l + Q 2 ) - ( Q 3 + Q 4 + Q 5 + Q 6 + ) 】t小区供水管网漏损率为：漏损率：f ( Q I + Q 2 ) - ( Q 3 + Q 4 + Q 譬+ Q 6 + LL ) 1 0 0 I【u l + u 2 )图1 试验装置示意图2 8 13 2 试验数据分析3 2 1 夜间流量分析试验区域内夜间的供水管网漏失量的估计值等于夜间最小流量减去区域内合理的夜间用水量，合理的夜间用水量可以通过估计或计量获得。这样计算出的供水管网漏失量估计值，可以为夜间的供水管网漏失量的确定提供依据。为了将这一估计值转换成日间的供水管网漏水量必须考虑系统的压力变化。通过最小夜间流量法计算供水管网漏失量的优点是受外界影响少、可独立计算漏水量，如果这种分析方法在整个供水管网中进行，将可以主动检测出管网中存在较高漏损的区域。试验区域内日间0 5 ：0 0 2 4 ：0 0 平均压力为3 3 0 9 m ，夜间0 0 ：0 0 , - 0 5 ：0 0 平均压力为3 3 9 4 m 。由此可以看出，虽然供水管网在夜间0 0 ：0 0 , - 0 5 ：0 0 采取了减压措施，但是由于管网庞大及夜间用水量减少，使得区域内的管网压力日间和夜间并无明显变化。表l 是2 0 0 5年1 月连续六天的夜间最小流量变化情况，其中Q l 为用水总量、Q 2 供水总量，单位为m 3 。表1夜间流量分析第一天第二天第三天第四天第五天第六天 时间 Q jQ 2Q lQ 2Q 】Q 2Q 1Q 2Q 】Q 2Q 】Q 2l ：0 02 4 5 72 7 8 01 7 0 22 1 7 01 8 8 93 1 3 01 4 9 02 2 4 01 7 4 02 7 1 02 8 8 02 7 3 02 ：0 01 8 6 92 2 1 02 0 0 63 0 2 02 8 2 l2 6 7 01 6 9 71 9 9 01 8 3 22 0 4 02 0 8 02 7 3 03 ：0 02 1 _ 9 32 7 2 01 6 3 42 0 7 01 9 6 42 5 7 01 9 6 42 5 3 01 6 2 42 4 0 01 8 3 32 3 6 04 ：0 01 5 1 92 1 4 02 2 2 82 9 9 01 4 5 52 1 2 01 4 2 82 1 4 02 0 3 02 4 1 01 4 6 92 1 2 0合计8 0 3 89 8 5 07 5 7 01 0 2 5 08 1 2 91 0 4 9 06 5 7 98 9 O O7 2 2 69 5 6 08 2 6 29 9 4 0漏量1 8 1 22 6 8 02 3 6 12 3 2 l2 3 3 41 6 7 8由上表可以看出1 ：0 0 4 ：0 0 的漏水量在1 6 。2 7 m 3 之间变动，经计算可得其平均值为2 1 9 8 m 3 。根据英国、日本等国家有关研究人员进行的一系列试验表明漏水量与节点自由水压的1 1 8 次方成正比。故试验区域全天平均漏水量Q = 2 1 9 8 ( 1 + 1 4 + ( 3 3 0 9 3 3 9 4 ) 1 1 8 1 9 4 ) = 1 2 8 8 0m 3试验区域的目平均总供水量为1 0 8 1 0 6 m 3 ，试验区域内漏水量约占总供水量的t q 9 1 。为了减少计量误差对数据的影响，在试验区域内安装了高精度流量计来计量区域供水量，区域内原有售水表被更换为新的，所以，基本忽略了由于仪表磨损而引起的误差。3 2 2日平均流量及漏损量分析表2 反映了试验区域内每日流量计记录水量和所有水表记录水量之和变化情况，流量计的日记录水量1 1 0 0 。1 0 5 0 吨之间变动，平均值为1 0 9 8 7 8 吨，水表记录值在9 0 0 1 0 9 0 吨之间变动，平均值为9 6 3 7 8 吨，供水管网每日的漏损量在1 1 0 1 5 0 吨之间变动，平均为1 3 5 0 0吨，漏损率大约为1 2 。如表1 所示。2 8 2表2 试验区域的漏损情况第一天第二天第三天第四天第五天第六天第七天平均水表记录量( t )1 0 8 1 8 49 6 7 8 29 5 9 4 89 2 7 9 09 0 5 5 99 0 2 2 61 0 0 1 5 79 6 3 7 8流量计记录量( t )1 2 1 1 2 01 1 0 9 1 01 1 0 4 5 71 0 6 6 4 01 0 3 4 8 01 0 4 5 2 01 1 2 0 2 01 0 9 8 7 8漏损量( t )1 2 9 3 61 4 1 2 81 4 5 0 91 3 8 5 01 2 9 2 l1 4 2 9 41 1 8 6 31 3 5 0 0漏损率( )1 0 6 81 2 7 41 3 1 41 2 9 91 2 4 91 3 6 8l O 5 91 2 3 3由图2 可以看出流量计记录的进水总量、所有水表记录的用水总量、漏损量随时间的变化情况，水表记录的用水总量与流量计记录的进水总量有较好的相关性。一般认为在同一时段内进水总量应大于用水总量，在图2 中有时用水总量大于进水总量。这是由于区域内供水管线较长，水流先经过流量计后经过水表，水流存在滞后性，所以与进水总量相比用水总量具有滞后性。吨6 0树帆吣W 、炒咻彬舻，墨XX 墨墨X ；吕笛若吕磊墨苗苗高菇品高菇墨嚣菇= = = = = = = = 留誉；X = 宝昌S 器誉= 墨= 磊宝8 器譬；= 赛昌S 葛譬= 墨= 昌昌昌 8g 窨8g8888 8 g888 888 8g 窨88 88 窨容88 8 888图2 进水总量、用水总量及漏损水量随时间的变化情况3 3 结论根据最小夜间流量法计算出试验区域内的漏损率约为1 1 9 1 ，通过分析试验区域内的日平均流量及漏损量确定的区域内的漏损率为1 2 3 3 ，可见最小流量法与日平均流量分析法的计算结果较为接近，因此认为两种方法均可由于计算。参考文I t ,【l 】俞锋区域供水管网漏失水平评价方法中国给水排水2 0 0 4 ，2 0 ( 1 ) ：3 1 3 3【2 】赵洪宾，何文杰，韩宏大，周建华，郑毅我国供水管网实现区域管理的思路中国给水排水2 0 0 1 。1 7 ( 9 ) ：5 9 6 1【3 】I W AT a s kf o r c e M a n a g i n gl e a k a g eb yD i s t r i c tM e t e r e dA r e a s ：ap r a t t i c a la p p r o a c h W a t e r2 1 2 0 0 4 ，( 2 ) ：4 4 4 6【4 1中国水网，专题报道：管网漏损知识讲座。2 8 3