供水管网的泄漏及压力管理

1、供水管网的泄漏及压力管理第22卷第18期2006年9月中国给水排水CHINAWATER&WASTEWATERVo1.22No.18Sep.2006供水管网的泄漏及压力管理林守江,沈钢,彭慧(1.天津市嘉信测控工程 ,天津300204;2.天津天保公用设施 ,天津300461;3.中国市政工程华北设计研究院,天津300074)摘要:通过压力管理减少供水管网泄漏损耗是近几年在国外出现的新理念,它有效地解决了供水管网漏损这一棘手问题.对管网压力的控制可以有效地避免管网中不必要高压力的出现,减少爆管事故的发生进而降低漏损率.笔者介绍了压力管理的概念及实现方法.关键词:供水管网;漏损控制;压力管

2、理中图分类号:TU991.2文献标识码:C文章编号:10004602(2006)18008603ManagementoftheLeakageandPressureofWaterSupplyNetworksLINShou-jiang,SHENGang,PENGHui(1.TianjinGeniusSuyandControlEngineeringCo.Ltd.,Tianjin300204,China;2.TianjinTianbaoPublicServicesCo.Ltd.,Tianjin300461,China;3.NorthChinaMunicipalEngineeringDesign&

3、;ResearchInstitute,Tianjin300074,China)Abstract:Toreducewaterlossinwatersupplynetworksthroughmanagementofleakageandpressureisanewwayinforeigncountriesinrecentyears.Itsolvestheknottyproblemofhighwaterlossinnetworks.Pressurecontrolofthenetworkscanavoidpresentexcessivehighpressure,thusreduceaccidentofp

4、ipeburstandthelostrateofpipelineleakage.Thisarticleintroducestheconceptsandactualizingmethodsofpressuremanagement.Keywords:watersupplynetworks;leakagecontrol;pressuremanagement供水管网的漏损很早就成为供水公司生产运行管理的一大难题,即使在具有良好基础设施和管理经验的发达国家也是如此.漏损率可以直接反映出供水管网的设备及管理水平.根据建设部信息中心的统计资料,2001年我国供水管网的漏损率高达16%.现实的情况往往是,通过

5、检漏,修补漏水点,管道的供水压力升高,继而又出现新的漏水点,这固然与管网的陈旧老化状况有关,但即便在管道较为完好时,若压力在特定时段有较大的上升,也会导致管道不能承受而产生新的漏点甚至爆管.通过对管网压力的控制可以有效地控制管网中不必要高压力的出现,进而减少爆管事故的发生.此外,在同等程度的泄漏点,管道的运行压力越高,造成的漏损就越严重.所以说通过压力管理的实施,可有效地打破补老漏出新漏的恶性循环,达到减少输水管网的漏损率,保护水资源,提高企业的经济效益的目的.1城市供水管网漏水的原因通过调查分析,管网漏损的原因主要有:管网现状许多研究证明,管网陈旧老化,闸阀,消火栓漏水,埋设条件变化而导致的

6、过大载荷或无法承受的压力,都会给管网造成不同程度的损坏.另外,管材种类多,质量参差不齐,施工质量不达标,设计不合理?86?第18期林守江,等:供水管网的泄漏及压力管理第22卷以及工程监督不严都会成为降低管网质量的因素.管网系统的服务压力管网压力是影响输配水漏损率的重要因素.它不仅影响地下管线的漏损量,同时也影响爆管频率.一般情况下,山区的管网泄漏量要比平原地区的高一些.服务年限和管网的类型管网的服务年限长可能导致漏损量和爆管频率增加.有报道指出,我国管网服务年限在50年左右则其漏水量为30%左右,如果采取了积极的补漏措施,其漏水量为20%左右,否则其漏水量可高达45%.而国外供水企业其管网服务

7、年限为2025年的漏损率仅为2%;即使没有采用漏水控制措施,最大也只有15%,这表明管网的服务年限是影响漏损的重要因素.在管网严重老化的状况下,为了保证正常供水不得不提高干管的服务压力,从而进一步导致干管的漏损量增加.2压力管理的概念按照建设部对供水行业提出的标准,供水管网的漏损率必须控制在12%以内.要达标就必须加强输送管网的泄漏控制工作,而在满足用户需要的前提下改变管网的压力,是减少输送管网漏损最为快速,有效的方法.压力与泄漏管理的策略基本内容包括:重新规划调整各个管理区的网络布局,达到性能优化的目的;不间断地进行检漏以及管网的维修,使管网处于相对完好的状态;通过加装调压设备,在保证正常供

8、水的前提下,根据用水量调节管网中的压力,使管网处于最优的压力条件下运行.通过管网压力管理的实施可以带来很多好处.其一,当压力减至200kPa可以将主干管的爆管事故率降低50%以上.对于供水管网来说,这能节省巨额维修费用,以及因维修对交通等造成的影响.其二,广大用户可以得到更为稳定的供水服务,也就是居民的水压在用水高峰期和非高峰期具有相同的水压,用户浪费水量减少.其三,持续的压力管理可以有效地延长管道的使用寿命,使供水公司的管网资产得以有效利用,取得更好的经济效益.现已广泛使用的减压阀可以很好地降低某些高压区域的管道压力,在管道的关键部位使用压力控制器,在最大限度节约用水的同时不会给用户带来明显

9、的用水中断.其结果是对整个供水分区设置一个临界压力,使得管网通常处于比大多数时间所需求的压力高一些的状况下运行.3压力及泄漏管理的实施案例3.1金海岸管网减压的成功案例根据2001年澳大利亚供水协会的统计,澳大利亚全国平均水流失量为总供水量的9.6%.面对在输送管网的水源处要增加压力的需求,减少输送管网的水流失已成为降低成本的一种管理方法.WideBay供水公司针对金海岸的具体情况提交了一个压力及泄漏管理的实施策略计划案,计划的关键在于根据管理分区需求(DMZ)对网络系统进行重新设计,进行漏点检测并对漏水处进行维修,进而降低管网的输送压力.为了证明计划的可行性,市议会决定实施第一个DMZ计划案

10、,验证该方案的可行性.试验期间(2003年9月一2004年1月)采取的措施及相应的水压变化见表1.日最小流量变化情况见图1.试验初期(2003年9月)平均消费水量为2798m/d,结束时(2004年2月)消费水量降到2190m/d,水量大约减少了22%.在整个城市应用压力与泄漏管理策略后约有2610113/d的节水潜力.表1试验期间的水压变化Tab.1Waterpressurecll|mg髑duringtest日期采取的措施压力/kPa日期采取的措施压力/kPa2003年8月泄漏及压力管理试验实施之前520700安装流量控制器,最大5502003年9月安装减压阀(固定出口压力)最大650200

11、3年12月根据用水量自动调节压力最小340调节减压阀设置最大5502003年10月最大5202004年1月优化流量控制器的工作参数(固定出口压力)最小280?87?第18期中国给水排水第22卷f嘲嘣皿半明j./Us平均平均3.44L/s3_25L/s再调节参数维修完成舰2004-01-28.人口压力fMNF控制安装/2压力004模-0-调节08/取得最小流差20o39一l6压力控制安装200312一Ol图1试验期间日最小流量变化Fig.1Daffyminimumflowchangesduringtest3.2英国博内茅斯管网实现泄漏控制英国的博内茅斯供水管网的压力控制项目,采用压力调整控制器,

12、达到并保持在ELL(泄漏的经济水平)泄漏水平的良好效果.这些控制器确保输送管网中减压阀输送出的水压更为接近供水量的需要,它既可以在高用水量时开大阀门允许流过较大的流量,也可以在用水量小的时段内关小阀门到某一程度.也就是说当夜晚需求降低时管道中压力就会下降,因此可以通过减小管网中已存在的漏点处水的流速,达到降低漏损实现节水的目的.这种方法已经产生了一些显着的效果.安装一个控制器,就将前一晚上管道中泄漏的水量几乎减少了一半,泄漏速度从9.5L/s降到5L/s.显然,这个结果为在整个管网的54型减压阀上安装压力调整控制器提供了信心.实施后,夜晚管道泄漏量明显减小.对于季节性的需求变化,以前在需求高峰

13、期不得不根据需求改变压力设置.全自动的减压阀控制器能够根据需求的变化改变输出压力,并打算应用远程数据查询功能.通过现有的减压阀可完成压力和流量的数据记录,但需要工程师到每个记录器安置点获得数据.若采用遥测方式与办公室建立连接通路,则可大大节省人力.因此,使用泄漏调节装置能够节省费用和人力.利用流量计可以监视DMA分区供水情况,在分区内已经安装了自动遥测装置,同样可以使用通讯手段完成压力控制器的通讯功能.尽管将来会使用GSM通信手段,所有这些改良的通信和控制器可以帮助分析泄漏,管理用水需求,以便更好地完成需求服务.经过相应的试验,试验区内平均日用水量大约减少了20%以上.当在整个城市推广压力与泄漏管理策略时,实现的节约用水量应是相当可观的.4结语供水管网泄漏和压力管理的概念和实践在我国才刚刚开始.结合我国的供水实际,开发出适合国情的管理模式,设备配套方案以及压力管理的参数模型十分紧迫也十分必要.在当前广泛应用的变频调压设备基础上,结合自动控制,远程数据网络,GIS管理信息技术,数据库软件管理技术,建立一套安全可靠,简单实用,方便灵活的泄漏和压力管理系统,在技术上是完全可行的.其中,借助当前广泛应用的公共无线通讯网络