真實(shí)漏損包括輸配水干管漏失、蓄水池漏失和溢流以及用戶支管至用戶水表之間的漏失
輸配水干管漏失通常都是比較大的事故,因此能迅速得到公眾報告。如果不進(jìn)行及時的維修,將導(dǎo)致非常嚴(yán)重的危害。對于漏失較不顯著的漏損類型,其檢測和維修則更加困難
一個成功的漏失管理策略需要壓力管理、積極的漏失控制、管線和資產(chǎn)管理以及快速高質(zhì)的管網(wǎng)維修
所有的配水管網(wǎng)都存在真實(shí)漏損現(xiàn)象,即使是新鋪的管道也不例外。真實(shí)漏損有時也稱為漏失,它是總漏損水量與表觀漏損水量的差值。真實(shí)漏損(real or physical losses)主要包括以下三個主要部分:
? 輸配水干管漏失水量;
? 水庫或蓄水池的漏失和溢流水量;
? 用戶支管至用戶水表之間的漏失水量。
漏失管理主要有四大策略:壓力管理、維修、積極的漏失控制策略及資產(chǎn)管理(如下圖)。這些因素影響供水企業(yè)管理配水管網(wǎng)漏失的方向,包括漏失水量及其經(jīng)濟(jì)價值。
積極的漏失控制策略
積極的漏失控制策略是經(jīng)濟(jì)有效及高效率漏失管理的必備條件。即便對某區(qū)域的破管或漏失水量一無所知,仍可采用監(jiān)測流入該區(qū)域(或稱之為DMA的計(jì)量分區(qū))總流量的方法,來決定是否需要對該區(qū)域?qū)嵤┓e極的漏失控制。該方法廣為世界各國所接受且行之有效。作業(yè)人員越快分析DMA的流量數(shù)據(jù),則能越快鎖定破管或漏失發(fā)生的位置。此方法與快速的搶修相結(jié)合,可減少總的水量損失。在配水管網(wǎng)中存在很多容易發(fā)生漏失的點(diǎn),因而需要實(shí)施很好的監(jiān)控(如下圖)。
? 流量計(jì)量
現(xiàn)代流量計(jì)量和數(shù)據(jù)采集技術(shù)在快速鑒別破管漏失和估算小滲漏的逐步累積上發(fā)揮了很重要的作用。許多供水企業(yè)借助遙測技術(shù)將DMA監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)集成到他們的SCADA系統(tǒng)中。這種方法結(jié)合數(shù)據(jù)分析軟件包,能有效幫助供水企業(yè)管理人員確認(rèn)需要漏失定位的DMA。
? 漏失位置的區(qū)劃、定位及定點(diǎn)
供水企業(yè)管理人員需要制定一個詳細(xì)的漏失定位流程:
? 利用水表數(shù)據(jù)來確認(rèn)DMA是否存在暗漏或者累積滲漏;
? 縮小DMA的漏失范圍;
? 漏失位置的準(zhǔn)確(或接近準(zhǔn)確)定點(diǎn)。
該流程要求每個步驟都合理準(zhǔn)確,以避免高的開挖成本及“干洞”現(xiàn)象(對疑似漏點(diǎn)開挖后卻發(fā)現(xiàn)沒有明顯的漏失)的發(fā)生。檢測和定位漏失的最基本方法是聽取管線流經(jīng)壓力流所產(chǎn)生的噪音。這種方法的有效性取決于系統(tǒng)的壓力、漏水孔的尺寸和形狀以及管道的材質(zhì)。
為了確保精確定位滲漏或破管漏失的發(fā)生位置,供水企業(yè)需要各種聲振測量儀器,包括噪聲記錄儀、漏失噪聲相關(guān)器、地面麥克風(fēng)及聽音桿。這些設(shè)備都對積極的漏失控制非常有用,供水企業(yè)管理人員必須懂得設(shè)備的正確使用及維護(hù)保養(yǎng)方法,確保每個設(shè)備發(fā)揮最大的作用。
壓力管理
壓力管理是完善漏失管理策略的基礎(chǔ)之一。配水管網(wǎng)的漏失流量是管網(wǎng)壓力(以水泵或重力所提供)的一個函數(shù)。在漏失流量的比值和壓力之間存在一個物理關(guān)系,破管的發(fā)生頻率與壓力之間也存在一個函數(shù)關(guān)系:
? 壓力越高(或越低),漏失流量越高(或越低);
? 壓力與漏失流量間的關(guān)系是復(fù)雜的,但是供水企業(yè)管理人員最初可假設(shè)它們之間存在一個線性關(guān)系(假設(shè)壓力降低10%,漏失量也會降低10%);
? 壓力水平和壓力循環(huán)強(qiáng)烈影響破管頻率。
為了評估壓力管理在特定系統(tǒng)中的適用性,供水企業(yè)應(yīng)該首先完成一系列工作,包括:
? 通過現(xiàn)場調(diào)研,確定可進(jìn)行壓力控制的區(qū)域、安裝位置以及用戶資料;
? 通過用水量分析確定用戶類型以及壓力控制范圍;
? 確定流量及壓力的測量位置(后者通常在區(qū)域入水口、平均壓力點(diǎn)以及供水最不利點(diǎn));
? 利用專業(yè)模型模擬潛在效益;
? 確定適宜的控制閥門及控制裝置;
? 建立適宜的控制模式,使達(dá)到預(yù)期的結(jié)果;
? 進(jìn)行成本效益分析。
有很多種降低系統(tǒng)壓力的方法,包括使用變速泵控制器及調(diào)壓罐。其中,自動減壓閥(或稱為PRV)是使用最普遍且最符合成本效益的設(shè)備。PRV是安裝在管網(wǎng)中關(guān)鍵點(diǎn)處的一種設(shè)備,用來降低或維持管網(wǎng)壓力在一個設(shè)定的壓力值。此閥門用來維持先前設(shè)定的下游壓力,而不考慮上游壓力及流量波動。PRV通常安裝在DMA小區(qū)水表的后端,如下面的照片所示。PRV必須安裝在水表的下游,才不會使閥門帶來的水流擾動影響水表的準(zhǔn)確性。最好的方法是將PRV安裝在旁通管上,這樣也不會影響將來進(jìn)行較大規(guī)模的管網(wǎng)維修工作。
維修速度與質(zhì)量
漏損時間的長短會影響真實(shí)漏損的水量,因此,一旦檢測到漏損就應(yīng)盡快維修。維修質(zhì)量對維修結(jié)果的持久性也會產(chǎn)生影響。制訂維修措施所應(yīng)考慮的關(guān)鍵因素包括:
? 有效的組織方法及規(guī)程(涉及從最初引起關(guān)注到進(jìn)行維修整個過程);
? 設(shè)備和材料的可用性;
? 充足的資金;
? 適宜的材料和工藝標(biāo)準(zhǔn);
? 有較強(qiáng)責(zé)任感的管理和員工;
? 高質(zhì)量的用戶支管——用戶支管通常是最薄弱的環(huán)節(jié)。
資產(chǎn)管理
資產(chǎn)管理是很好的工程及商業(yè)實(shí)踐,它包括了供水企業(yè)管理及運(yùn)行的所有方面。持久而又經(jīng)濟(jì)的漏失管理需要有好的資產(chǎn)管理,目的是以最符合成本效益的方式來控制漏失。當(dāng)實(shí)施壓力管理、改進(jìn)作業(yè)及維護(hù)計(jì)劃表并存時,需要制定優(yōu)先順序,以及決定是否進(jìn)行維修、更換、修復(fù)或者置之不理。資產(chǎn)管理的決定因素主要有:
? 了解資產(chǎn)目前的運(yùn)營情況;
? 收集數(shù)據(jù)并將之轉(zhuǎn)換成對制定資產(chǎn)管理計(jì)劃有用的信息;
? 良好的信息系統(tǒng)。
管網(wǎng)的年份以及何時替換或更新管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施,與擬定NRW削減策略息息相關(guān)。這需要了解資產(chǎn)狀況以及資產(chǎn)劣化速率。利用破管數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行破管頻率模擬,有助于排定管道修復(fù)、更換和更新的優(yōu)先次序。此外,積極的漏失控制可確認(rèn)管網(wǎng)中連續(xù)發(fā)生破管和維修的某些特定管線。
若這些措施沒能減少漏失,供水企業(yè)管理人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)行狀況評估,以決定是更換管道還是繼續(xù)進(jìn)行維修。在決策過程中,供水企業(yè)管理人員應(yīng)當(dāng)提出下列疑問:
? 如果對資產(chǎn)進(jìn)行維修、更換或更新,應(yīng)該使用什么材質(zhì)?
? 應(yīng)該現(xiàn)在更換,還是以后為了應(yīng)對用水量需求增加進(jìn)行管網(wǎng)擴(kuò)展時再進(jìn)行更換?
未完待續(xù)
本文節(jié)選自國際水協(xié)管網(wǎng)漏損控制專家組(IWA Water Loss Specialist Group)專家Malcom Farley先生等編著的《The Manager's Non-Revenue Water Handbook - A Guide to Understand Water Losses》一書。該書由候煜堃博士等人翻譯整理為《無收益水量管理手冊-供水管網(wǎng)漏損控制指南》,由同濟(jì)大學(xué)出版社出版。
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