鄭小明1 姚黎光2
（1 中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會科學(xué)技術(shù)委員會管道技術(shù)部；2 上海城投水務(wù)集團供水分公司）
摘要 介紹了我國主要城市供水企業(yè)的檢漏歷史和檢漏工具的發(fā)展；論述了八十年代以來我國供水企業(yè)管網(wǎng)漏損控制技術(shù)研究情況，對漏損控制與檢漏、分區(qū)計量與DMA、漏損水平衡結(jié)構(gòu)分析等三個問題作了分析并提出了作者的觀點，有助于了解我國供水管網(wǎng)漏損控制技術(shù)發(fā)展研究的歷史和現(xiàn)狀。
1我國主要城市早期的檢漏工作
北京市自來水公司---我國較早開展檢漏的自來水公司之一，解放前就有聽漏工作，2個技術(shù)員帶3個工人，所用的工具有實心鐵釬和聽漏餅，后有了美國的真空管漏水聲音放大器；五十年代引入了蘇聯(lián)的技術(shù)，發(fā)展到40來人，1962年北京自來水公司研制出晶體管聽漏儀；八十年代檢漏人員減少到僅有7~8個人，九十年代初檢漏人員重新集中建班，規(guī)定檢漏準(zhǔn)確率部低于95%。
天津市自來水公司---也一直有自己的檢漏工人，全市兩個服務(wù)站，每個站里有一個檢漏組，組里有5~6個人，主要工具是鋼筋棒，前面有個叉，放在水表和閥門上聽，后來有儀器了，但定點還是要靠人工用聽漏棒確定；六十年代的考核檢漏準(zhǔn)確半徑為一米，每人每月要五個準(zhǔn)確的漏點才有獎金。
廣州市自來水公司---在八十年代前幾乎沒有真正意義上的檢漏隊伍，檢漏只是巡視組的工作內(nèi)容之一。
成都市自來水公司---從1953年就開始檢漏了，主要是到北京學(xué)習(xí)，用鋼釬和檢漏餅，用到六十年代后開始用聽漏棒檢漏，文革中檢漏工作也處于停頓狀態(tài)，直到九十年代又重新恢復(fù)；成都是較早在檢漏工作中引入承包機制的自來水公司，九十年代在公司內(nèi)部成立了自負盈虧、獨立核算的檢漏公司，發(fā)展到30~40人的規(guī)模，為全國十幾家自來水公司檢過漏，在四川省內(nèi)則做了更多。
重慶市自來水公司---重慶在早年檢漏工作是搞得較好的，由于當(dāng)?shù)氐膸r石地基，聲音傳導(dǎo)條件較好，客觀上為地下漏水的檢測提供了較好的外部條件，當(dāng)年有一個檢漏工用砍石頭的鐵斧聽漏，百發(fā)百中，還被評為全國勞動模范。
武漢市自來水公司---解放前自來水公司就有檢漏工作了，主要工具是聽漏棒和聽漏餅，當(dāng)時江南武昌是官營的自來水，有2~3個人聽漏，北面漢口是商辦自來水企業(yè)，有4~5個人，解放后檢漏工作平穩(wěn)進行，到了文革期間就停頓下來了，文革后到上海學(xué)習(xí)了檢漏技術(shù)和管理，還學(xué)習(xí)了管道測流測壓技術(shù)，對大口徑管道進行粗糙系數(shù)的測定，但這些技術(shù)的應(yīng)用時有停頓，到了九十年代，從地質(zhì)大學(xué)和桂林理工大學(xué)引進了幾個專業(yè)學(xué)生，并購買了地探雷達和相關(guān)儀，在管網(wǎng)部還成立了漏損控制研究室。
上海市自來水公司---漏損控制在全國做得最早，技術(shù)也較領(lǐng)先。
檢漏工作情況---上海解放前上海城市分為英租界、法租界和華界等，1883年英商樹浦水廠開始供水，自來水公司在1911年前就建立了檢漏制度，至1949年上海市浦西地區(qū)的管網(wǎng)長度為808㎞，檢漏工有30人分五班工作；七十年代檢漏工還維持在30人左右；檢漏工具主要是聽漏棒，還有美國的電子管聽漏儀等。1985年上海引進了國內(nèi)第一臺富士LC-1000型相關(guān)檢漏儀。九十年代自來水公司的檢漏隊伍人員減少，開始從社會上引入專業(yè)檢漏公司，目前主要依靠社會檢漏。
早年漏損控制技術(shù)的應(yīng)用---上世紀初上海自來水公司已經(jīng)使用狄根表檢測流量的方法來發(fā)現(xiàn)可能的漏水管道，狄根表是一種能對瞬時流量自動記錄的儀表，通過記錄的流量來分析有無漏水可能，總共裝了58處，40年代起逐步廢棄。
在八十年代之前的漏損控制主要以管網(wǎng)檢漏為主，八十年代初上海自來水公司宋仁元總工開始實驗小型區(qū)域計量區(qū)，用區(qū)域裝表法和區(qū)域測漏法，通過夜間最低流量發(fā)現(xiàn)漏損。
當(dāng)時在上海南市區(qū)城隍廟地區(qū)，劃定了一個封閉區(qū)域，通過對道路閥門的更換和安裝計量水表，對區(qū)域的內(nèi)的流入、流出和用戶水量進行計量平衡，以希望發(fā)現(xiàn)有無漏水。
上述同一時期，在上海復(fù)興中路陜南村新式里弄公寓，對二路進水的小區(qū)安裝一個總計量表，另一路關(guān)閉，再為每個門棟安裝校核水表，實施小區(qū)、門棟和用戶三級水平衡計量，同時又對每個門棟的校核表觀察其夜間最低流量，對水量異常的門棟進行查漏和分析。
測流工作---上海在解放前就開始每年對主要干管進行測流量和測水壓，測流的工具使用畢托管，通過流量和壓力坡降的測定，計算出該管道的粗糙系數(shù)，進而對該管道的輸送能力進行評估，上海的主要供水管道上都裝有測流用的考克，但隨者管道計量器具的發(fā)展，新的儀器設(shè)備正在逐步取代畢托管。
壓力管理---每年四次對管網(wǎng)進行測壓，測壓點分布于全市供水管網(wǎng)的各個位置，在全市同一時間同時開測，然后根據(jù)測壓數(shù)據(jù)繪制全市的壓力等壓線圖，其中第三季度的測壓非常重要，一般會選擇當(dāng)年氣溫最高和用水量最大日，這一日的數(shù)據(jù)將會發(fā)現(xiàn)全市的低壓區(qū)分布，為管網(wǎng)規(guī)劃和改造提供重要依據(jù)，也是全市調(diào)度的重要依據(jù)，隨著水力模擬模型和SCADA的建立，這部分工作逐步被信息化技術(shù)取代。
中途增壓和壓力控制---上海供水管網(wǎng)隨著城市的擴大經(jīng)歷了130多年的發(fā)展，在供水系統(tǒng)的建立初期，就確定了水廠壓力的控制和中途增壓泵站提升壓力的技術(shù)原則，當(dāng)時的自來水公司就建立了很多帶水庫的和不帶水庫的管網(wǎng)泵站，如盧家灣、膠州路、新閘路、復(fù)興路、河濱等泵站，解放后，伴隨城市發(fā)展，自來水公司又建設(shè)了很多增壓泵站，均衡的泵站分布使得上海的供水壓力整體較為平均，近些年，用水量上升而出廠壓力略有下降，這對減少漏損和減少爆管是非常有利的。
2檢漏工具的應(yīng)用演變
2.1聽漏餅
利用空氣共振傳遞的原理，接聽部分類似于醫(yī)生用的聽診器，拾音部分是兩個10cm左右的圓餅，檢漏時將圓餅貼于地面或管位上方，工人們形象地稱其為聽漏餅，早期在北京、成都和武漢等地使用。
2.2鐵釬
實心的鐵釬，一端接觸于閥門或管面上，用耳朵聽鐵釬傳導(dǎo)的微弱聲音，早期在成都、北京和重慶等地使用。
2.3聽漏棒
木制的空心棒，內(nèi)套有銅管，上接耳筒內(nèi)的銅片，空心木棒是一個聲學(xué)共振腔，對檢拾的微弱漏水聲有放大傳遞作用，檢漏時木棒將聲音傳遞到銅片，檢漏工人從耳筒內(nèi)銅片振動的聲音來辨別漏水情況，早期在上海等地使用。
2.4聽漏儀
利用電子放大技術(shù)將拾音器的聲音放大過濾后由耳機聽漏。用電子管制作的聽漏儀四十年代引入我國，早期在上海、北京等地使用，八十年代初開始使用晶體管聽漏儀。
2.5相關(guān)檢漏儀
利用聲音在不同管道材質(zhì)上的傳遞特性，將兩個音頻拾取裝置分別安裝在可能有漏水的管道兩端，通過計算機分析同一漏水聲頻傳遞到兩個音頻拾取器的時間差，計算出漏點的精確位置，八十年代中期引入我國，最早在上海使用。
2.6漏水記錄儀
一種安放在管道上的收集記錄聲音的裝置，將搜集的聲音通過電腦分析，發(fā)現(xiàn)漏水管道發(fā)出的信息，九十年代后期引入我國，目前使用最多的城市是北京。
3漏損控制技術(shù)研究和發(fā)展
3.1改革開放以來我國供水企業(yè)漏損控制技術(shù)的研究
1986年宋仁元在擔(dān)任中國城鎮(zhèn)供水協(xié)會科技術(shù)委員會主任時，在國家城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境保護部、中國城鎮(zhèn)供水協(xié)會和世界衛(wèi)生組織的支持下，聘請了英國水研究中心專家Malcolm Farley等來華介紹英國的漏損控制經(jīng)驗，并在武漢舉辦了“給水系統(tǒng)漏損控制講習(xí)班”，在全國供水行業(yè)推廣了漏損控制的最新理念和檢漏技術(shù)。
1988年宋仁元編寫出版了《怎樣防止給水系統(tǒng)的漏損》一書，這是我國現(xiàn)今已知最早的漏損控制專著。
1995年以來，中國水協(xié)科技委管道技術(shù)部將管道爆管和漏損作為供水企業(yè)長期關(guān)注和研究的內(nèi)容，先后開展了球墨鑄鐵管管材遴選調(diào)研、閥門遴選調(diào)研、塑料管材遴選調(diào)研；并在每年開展供水企業(yè)漏損控制技術(shù)的交流活動。
2006年起連續(xù)十年，中國水協(xié)參與組織的“中國城鎮(zhèn)水務(wù)發(fā)展國際研討會”每年都有關(guān)于漏損控制技術(shù)方面的專題論壇，全國眾多自來水企業(yè)在這個平臺上開展了多層次多角度的交流。
2008年中國水協(xié)組織召開“城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)暨配水系統(tǒng)安全與技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略”國際研討會，來自國內(nèi)外和港臺地區(qū)的專家學(xué)者發(fā)表了一百多篇論文。
2010年鄭州市自來水總公司侯煜堃等翻譯出版了MalcolmFarley2008年出版的《無收益水量管理手冊》，并組織了相應(yīng)的實驗課題研究。
2011年上海市供水行業(yè)協(xié)會組織華東六省一市開展“供水管網(wǎng)漏損控制與無收益水量管理培訓(xùn)會”，Malcolm Farley先生也在會上作了報告。
2012年上海市供水管理處組織各自來水企業(yè)開展“上海城市供水管網(wǎng)漏損調(diào)查及其評估方法”的課題研究。
2013年北京市自來水集團在國家“水專項”框架下組織開展了“供水管網(wǎng)產(chǎn)銷差控制與相關(guān)管理技術(shù)研究”，其研究主要成果將應(yīng)用于《城市供水管網(wǎng)漏損控制及評定標(biāo)準(zhǔn)》的修訂。
3.2國外漏損控制的研究對我國的影響和推動
英國是國際上較早開展供水管網(wǎng)漏損控制研究的國家，早年國際上無“DMA”的特別定義，美國和英國在計量分區(qū)的方法上有各自不同的理解，“在北美，當(dāng)操作人員為水質(zhì)和消防原因不喜歡系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域時，分區(qū)趨向于很大和暫時分區(qū)。在歐洲，操作人員喜歡在連續(xù)的基礎(chǔ)上在小型的永久區(qū)域上操作”。
在漏損檢測技術(shù)上國際上比較認同的有區(qū)域裝表法和區(qū)域測漏法之說，“英國的區(qū)域測漏法的經(jīng)驗是每區(qū)宜按1000-4000幢（戶）劃分，測漏時關(guān)閉所有連通的閥門，在深夜測定一定時間的最低流量…”。日本東京都水道局桑折敬男寫的《利用空隙時間測定最小流量》也詳細介紹了如何判讀夜間最低流量。
隨著國際上對無收益水量管理（NRW）的深入研究，漏損控制技術(shù)也日益的到提高，英國、美國和日本等水行業(yè)工程師不斷總結(jié)經(jīng)驗，其中英國MalcolmFarley在2008年出版的《無收益水量管理手冊-管網(wǎng)漏損控制指南》中前言和第七章較正式提到了DMA的概念，并對DMA作了相應(yīng)的詮釋，美國JulianThornton在2002年出版的《供水漏損控制手冊》中并沒有采用“DMA”的專門表述。
我國從八十年代起就始終跟蹤國際漏損控制的發(fā)展方向，在中國水協(xié)的推動下開展了與國際組織和國際同行的各種交流，開展與國際水協(xié)IWA多方面的合作，九十年代中期在上海成功承辦了國際水協(xié)的年會；在中日友好城市的結(jié)對帶動下，那一時期與日本各城市的交流較多，近十年與德國水汽協(xié)會的交流也較頻繁。
3.3我國漏損控制技術(shù)進入快速推廣發(fā)展期
2000年后水資源的緊缺，供水行業(yè)居高不下的漏損，引起政府和更多行業(yè)內(nèi)外研究人員的關(guān)注，一些外資水務(wù)企業(yè)的進入也帶來了一些國外的做法，國際水行業(yè)的一些做法和理論在中國也進行了一些實驗。中國水協(xié)與國際水協(xié)往來頻繁，我國技術(shù)人員每年參加各類國際會議和技術(shù)交流，各地自來水企業(yè)也與一些國外友好城市的供水企業(yè)建立了長期的交流機制，聘請一些漏損控制專家來華講學(xué)，這些活動拓展了我國供水行業(yè)的國際視野，也促進了行業(yè)間的技術(shù)提升。
中國城鎮(zhèn)供水協(xié)會在2002年主持編寫了國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市供水管網(wǎng)漏損控制及評定標(biāo)準(zhǔn)》，2007年在上海組織了漏損控制國際學(xué)術(shù)交流會，2013年主持編寫了《城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)運行、維護和安全技術(shù)規(guī)程》，2014年主持編寫了《城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)搶修技術(shù)規(guī)程》和《城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)非開挖工程技術(shù)規(guī)程》；城市建設(shè)研究院2011年主持編寫了《城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏水探測技術(shù)規(guī)程》。這些供水管網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)和推動了行業(yè)的技術(shù)進步。
4當(dāng)前國內(nèi)供水企業(yè)在漏損控制技術(shù)上研究發(fā)展
4.1已經(jīng)逐步形成以漏損控制技術(shù)為主的發(fā)展方向
早期的漏損管理是以管網(wǎng)檢漏為重點開展工作的，因此一些技術(shù)人員以為加強檢漏就是開展漏損控制的全部工作，其實檢漏是通過檢漏工具和技術(shù)來發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)上水量泄漏的一種活動，檢漏技術(shù)分為發(fā)現(xiàn)漏水管道和漏水點定位二類，主要是利用漏水泄出管道時產(chǎn)生的聲音，通過機械或電子放大，用人耳朵或電腦尋找漏水的技術(shù)。
“漏損控制就是積極采取措施把給水系統(tǒng)中的漏水和損耗水控制到經(jīng)濟合理的程度”。這里漏水是指管道真實的漏失，而損耗則是指非法用水和計量誤差或數(shù)據(jù)誤差形成的水量損失。漏損控制包括了檢漏技術(shù)、材料技術(shù)、運行技術(shù)、計量技術(shù)等，而檢漏技術(shù)只是漏損控制的一部分內(nèi)容。
隨著漏損管理研究的深入，更多的專家傾向于開展全面的漏損控制，即從管網(wǎng)材質(zhì)和接口技術(shù)、管網(wǎng)檢漏技術(shù)、壓力運行控制、分區(qū)計量、計量技術(shù)、無計量水量管理、運營管理體制機制和社會用水道德等方面開展實施。正在修訂編制的《城市供水管網(wǎng)漏損控制及評定標(biāo)準(zhǔn)》也聽取了行業(yè)專家的意見和汲取了國際漏損控制的理論經(jīng)驗，注重以全面的漏損控制技術(shù)來引導(dǎo)我國行業(yè)漏損的技術(shù)發(fā)展和完善評定標(biāo)準(zhǔn)。
4.2分區(qū)計量和DMA的應(yīng)用更趨普遍
分區(qū)計量是管網(wǎng)運行管理的一種方法，從管理角度可以獲得每個分區(qū)的計量信息，用于企業(yè)計量、壓力、營銷、財務(wù)等管理；從技術(shù)角度可以利用其計量數(shù)據(jù)來分析判斷這個分區(qū)的產(chǎn)銷差量或管網(wǎng)無收益水量（NRW），進而研究控制和降低NRW的各種措施，包括指導(dǎo)漏損控制。
DMA是一種建立在小型區(qū)域計量區(qū)上，利用最低流量法對管網(wǎng)進行判斷有無漏損的一項技術(shù)。DMA （District Metered Area）國際水協(xié)推薦的有關(guān)技術(shù)文件對此有專門的釋義，對其區(qū)域大小、支管數(shù)和用戶數(shù)有一定限制，對其計量表具和閥門有一定的精度要求，對其如何劃分、如何獲得夜間最低流量并分析數(shù)據(jù)有一定指導(dǎo)，因此在國際、國內(nèi)供水行業(yè)，DMA是一個帶有特別內(nèi)容的專有縮寫詞。
分區(qū)計量著意的是產(chǎn)銷差水量管理，是經(jīng)濟指標(biāo)，其作用是體現(xiàn)在財務(wù)表現(xiàn)，體現(xiàn)供水企業(yè)的整體管理水平和經(jīng)營業(yè)績，其管理的手段包括企業(yè)管理、管網(wǎng)計量管理、壓力管理、漏損管理、養(yǎng)護管理、更新改造管理、營銷管理、員工職業(yè)道德管理等。
DMA是漏損管理的一部分內(nèi)容，而漏損管理是產(chǎn)銷差管理的一部分。
漏損管理著意的是漏損率管理，是技術(shù)指標(biāo)，其作用是體現(xiàn)在管網(wǎng)表現(xiàn)，漏損率是體現(xiàn)供水企業(yè)管網(wǎng)技術(shù)狀態(tài)和泄漏管理水平，其管理的手段包括建立DMA、檢漏技術(shù)應(yīng)用、檢漏設(shè)備改進、數(shù)據(jù)分析技術(shù)、材料技術(shù)、維修技術(shù)等。
因此分區(qū)計量可以涵蓋漏損控制，進而涵蓋DMA；而DMA不能上升替代漏損控制，更不能涵蓋產(chǎn)銷差管理。
4.3探索利用國際水協(xié)IWA的水平衡表指導(dǎo)漏損控制
國際水協(xié)制定的無收益水量（NRW）構(gòu)成要素的水平衡表，是按照同一時間內(nèi)水的可能去途來分析的。而我們實際漏損控制工作中，既要能分析出損失水量的去途，還需知道他們的各自比例以選擇重點抓手，更重要的是要研究發(fā)生這些水量損失的深層次的原因，有些問題需要從個人用水品德、社會用水法制的角度著手，有的需要從企業(yè)管理層和員工的工作態(tài)度及技能角度來分析，即體制機制問題。因此，我們在實踐中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)，拿著這個水平衡表，怎么也找不到產(chǎn)銷差大的原因，一味的強調(diào)檢漏的作用，一味的強調(diào)做DMA，產(chǎn)銷差還是降不下來。
有一些技術(shù)人員寄希望于將水平衡表上的構(gòu)成要素進行定量分析，但發(fā)現(xiàn)，分析到最后有些數(shù)據(jù)就是無法確切獲得的，只能以局部來擴估全部。其實IWA的水平衡表只是羅列了“漏損發(fā)生在什么地方”，并沒有告訴你每一個地方確切漏損了多少，這個表是一個橫向并列的分析表。如要獲得確切的數(shù)據(jù)，需要長時間的數(shù)據(jù)積累和大量的技術(shù)投入，按目前我國大部分供水企業(yè)的技術(shù)投入、管理水平和數(shù)據(jù)積累現(xiàn)狀，是很難對水平衡表進行完整的量化。
目前國內(nèi)也有供水企業(yè)以管理角度著手，從出廠水量開始，以產(chǎn)銷差為主控目標(biāo)，以流程每一階段水量的逐級水平衡為導(dǎo)向，以各級計量分區(qū)域內(nèi)的水量平衡為基本要求，建立管理者責(zé)任到位，效益掛鉤，充分發(fā)揮管理者和員工智慧和能力的體制機制，樹立好的典型，在取得一定效果后，進一步則是用IWA水平衡表分析漏損構(gòu)成，進入精細化的管理。我國天津市自來水、紹興市自來水和上海奉賢自來水在這方面都有成功的經(jīng)驗。正在修訂編制的《城市供水管網(wǎng)漏損控制及評定標(biāo)準(zhǔn)》也引入了國際水協(xié)的水平衡表，并結(jié)合中國的國情進行了適當(dāng)?shù)男拚?
我國漏損控制的研究和應(yīng)用是以國家水資源節(jié)約為先導(dǎo)，以供水企業(yè)的經(jīng)營效益為動力，積極引入國際上近年來發(fā)展形成的一系列供水管網(wǎng)漏損控制的理論，結(jié)合我國供水行業(yè)長期以來積累的有效經(jīng)驗和實踐，一定會在不遠的將來形成具有我國特點的漏損控制理論，并在實踐中取得明顯成效。
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