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广东惠州水司利用信息技术解决管网漏损实践经验

发布于：2023-05-12 13:24:12 来自：给排水工程/建筑给排水 [复制转发]

供水管网的损耗是水司运营过程中的一大难题，损耗形成的原因主要是明漏、暗漏、违章用水和其他情况。明漏是指供水管网设施在 “ 跑、冒、滴、漏 ” 的情况下，让人一看便知的漏水；暗漏是指供水管网设施在地下 “ 跑、冒、滴、漏 ” 而不易被人发现的，也是最不受人控制的漏损；违章用水是指某些用户采用非法手段，直接从供水主管拉接管道，绕越城市供水企业用水计量器盗窃供水及破坏用水计量器的行为；另外，影响水损耗因素的还有表具计量不准等。降低供水管网的损耗，可增加营业利润，大幅提高经济效益，因此如何做好降耗工作非常重要。

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管网设施漏耗成因分析

以惠州市供水有限公司（以下简称惠州水司）为例进行分析。该水司始建于1962年9月，供水范围包括惠城区、仲恺高新区以及惠阳区部分区域，现辖江北水厂、河南岸水厂、桥东水厂和潼湖水厂等9 座水厂，供水能力约1 00×10 ⁴ m ³ /d ，注册用户总数达到44万户，DN100以上供水主管道逾 1 500km 。近年来惠州经济快速发展，供水需求每年以约5%的速度增长，随着市区老管网使用年限的增长，部分管网漏耗日益严重，巡查维修压力不断增大。

1.1 近两年管道维修情况

该水司近两年的管道维修情况分别见表 1、2。

表 1 小管维修情况统计

宗

表 2 DN100以上管道维修统计

宗

以上维修调查统计显示， DN50（含）以内的管道维修量占 75 %左右； > DN50管道中D50～DN200的维修量占 24 %左右，DN200以下管道维修量占9 9 %左右。

1.2 漏耗原因

① 供水设施受到外力作用及自然灾害的影响损坏，如车辆碾压、钻探孔钻穿、挖机不规范施工破坏等。
② 管材使用年限长，管道内外腐蚀生锈，造成漏水。

③ 管道的施工质量不佳。管道施工过程中，管沟底面的垫层及基础处理等施工不达标，导致管身失稳而断裂，承插口拉脱而跑漏水等。

④ 违章用水，用户采用非法手段直接从供水主管拉接管道，或破坏用水计量器，偷盗供水设备（如水表、消防栓）等。

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管网漏损的控制对策

目前国内供水公司针对管网漏损采用的控制方法主要有： DMA分区计量，通过对压力计、流量计等数据采集、数据清洗、数据建模、数据应用、数据调度等相关数据内容建设，做好分区数据分析，科学指导降低漏损；加大供水管网巡查力度，消除管网运行潜在隐患。成立管线巡视队伍，购买先进的听漏仪、管线定位仪、多点相关仪等先进的检漏仪器，提高检漏水平，从而降低暗管网漏损；构建供水快速抢修体系，提高应对突发事故能力，通过快速抢修减少明漏水损失；加大对老旧供水管网改造力度，降低管网破损事故发生。加强用水监管，打击违法用水，监控水表的抄表及回收，提高水费回收率。在这些措施中充分利用好水务数字化各种工具，如GIS系统、巡查系统、调度系统、分区漏损控制系统、营收系统等可辅助进行高效的探漏、抢修、管网改造、计量及保证抄表回收率等工作。

2.1 DMA分区计量

合理设计分区是做 DMA分区计量的重要前置工作，必须依据供水管网现状进行合理规划。分区规划需满足 5 大原则：第一，确保分区的合理性。分区的大小以用户数和用水量来衡量，二级分区用户数为 500～3 000户，用水量基本保持平衡。第二，确保管网的完整性。既要便于分区管理，又要减少管线改造和关闭阀门。第三，确保计量的封闭性。对难以确定的边界点，通过停水或物探等手段理清管道连接关系，并在分区建成后对分区的计量封闭性和灵敏度进一步核查。第四，流量计应既便于施工，又满足其稳定性要求。分区流量计的选择原则：一级分区流量计担负着相邻水量考核区域的计量重任，必须兼有准确和稳定的特性，宜选用管段式流量计；二级分区重点在于提供管网突发性爆漏监控，因而流量计量稳定尤为重要，如管网不具备安装管段式流量计时，可考虑选用插入式流量计。第五，确保压力的可控、能控、在控。在高压区域设置分区时，应用远控调流阀或自动减压阀对水压进行合理控制，以尽量降低管网富余压力和漏损。

惠州水司在陈江供水片区做了五级分区尝试，实现对片区内大部分水量的监控，主要划分了17个一级分区，每个一级分区划分为3～5个二级分区，根据供水管道拓扑结构，在二级分区的基础上按大用户、住宅小区、支状管划分为若干个三级分区，在住宅小区内或村庄前装设第四级监控水表，并将第四级监控水表与终端用户注册水表建立总分表关系，形成五级分区管理。通过合理增设管网的压力监测点，主动改造和更换大用户水表等措施，完成分区计量。通过运维和管理机制的健全和完善，实行 “三个倾斜、四项考核”政策，实现了优化管网运行工况、提高管网运行掌控能力的目的，实现分区水量能定量、突变水量能预警、供水调度能决策。

2.2 测漏

由于供水管网大都埋在地下，具有隐蔽的特点，探漏盲目性比较大。为了缩小搜索范围，减少工作量，可采用区域水量数据分析的办法锁定重点区域进行实地探测排查，以提高工作效率。建立数据库存储历史维修抢修纪录，记录管径、材质、位置、时间等相关数据，然后进行数据分析，根据分析结果决定测漏对象的主次和工作力度。以惠州水司为例，根据历史维修记录分析，查漏时管径应以 DN50 ~ DN200为主，小管以镀锌管为主。管网巡查与探漏应有计划的分区域进行，利用GIS系统和分区计量系统可有效地帮助工作人员确定管线位置，进行探漏工作。测漏方法目前主要有：相关分析法、示踪气体检测法、地表雷达检漏法、被动检测法、传统手持式听漏棒技术、电子放大听漏仪、瞬变流检测法、噪声记录仪检测法、分布式光纤传感技术法等。实践证明，目前采用声波检测和探测技术，操作简单，费用低，效果较好。

2.3 抢修与旧管改造

目前，国内很多公司建立 GIS地理信息管理系统和漏损分析系统，可满足城市建设对供水管网信息提出的高效、准确、及时的需求，为应对突发事故的调度指挥提供了科学手段和技术支持。少数公司还建立了管网抢修GPS阀门复测/定位系统，将关闭闸门的坐标导入阀门管理人员的GPS接收机，引导关阀人员对阀门进行快速定位并完成关阀工作，摒弃原有的携带图纸和卡片进行工作的传统方式。这些措施都将有效加快抢修工作，减少漏水损失。惠州水司采用巡查 APP系统对进行定位管理，应用效果很好。

在旧管改造方面，由于成本难解决，施工有困难，因此如何有效进行计划就显得非常重要。使用 GIS系统中记录的管道的材质、年限等数据，在做计划改管时，就可以根据数据分析有的放矢，确定计划优先度，利用市政工程施工时机也可自动搜索需改管范围进行改管。另外根据修漏经验，可建立老化数据库，可有效预测管道的生命周期，提前确定修不如换的界限，供决策参考。

供水管网漏耗与供水管网安装施工联系密切，施工现场质量没有管理好，可能导致以后供水管网在运行中产生断裂、接头松脱，是引起暗漏的潜在原因之一。惠州水司建设了工程管理系统，全面管理报装、预算、材料、安装、施工、验收的各个环节，完善工程全过程信息，如填报材料、图纸、费用、结算等，并自动归档备案，给工程管理带来方便。

2.4 表具的管理

供水公司的水表厂家多、采购来源广泛，质量各不相同。如何准确性简便地对水表进行管理、如何统一采集抄表数据、如何降低表务抄读管理运维成本也是主要关注点。目前，仍有不少供水公司在安装时只记录一个表号，这是不够的。针对表务管理难题，惠州水司建立了一套完整的水表全生命周期信息管理系统，在进行采购时，系统即生成唯一的识别码作为表号，并记录各水表的来源、批次、寿命、材质、适用环境等数据，在后续的报装、维修、退换等管理中都使用唯一表号进行信息关联使用，在日常的安装使用管理中要求各部门及时更新维修人员、维修地点、施工照片、施工位置等相关信息，换表后可必须记录旧表信息，同步更新营收系统、表务系统等数据。凭借逐步完善的表务数据可进行综合分析，可进行有的放矢的管理工作，如对已达寿命期限的水表可自动查询打印，有计划地批量更换等。

随着智能水表的普及推广，不同厂家的智能表表通信协议没有统一，采集系统各自独立，管理使用不便，容易形成新的数据孤岛。针对这个问题，惠州水司规范远传水表集采协议，在水表招标时要求生产商按要求协议进行生产，智能表更换时不再受厂家品牌制约，增加采购的灵活性。数据采集需统一报送到统一抄表管理系统，再对接营收系统，实现一键抄读，抄表数据即时生成账单，大幅提升抄表员的抄表效率。

2.5 抄表回收

除漏水外，主要影响水费回收的有违章用水和表具计量漏失。针对普通用户可以采用加强日常监控的方法。利用营业系统采集的用水数据进行分析，可以对大口径大用水户进行汇总，一月多次跟踪查看，对各种用水量自动监控，一有异常波动自动报警。对同一表具可进行不同年度相同月份水量对比分析、同年份不同月水量曲线分析、季度用水对比分析等操作，这样可有效指导一线员工对用水进行监控。在实际应用中，为了降低工作人员的分析工作量，提高分析效率，惠州水司营收系统开发了数据审核功能，设定抄表数据超限规则，一旦触发安全条件，则系统自动将该条数据设置为待审状态，前台工作人员只需对待审数据进行二次核查即可，发现异常可要求抄表员使用手持机拍照上传现场表具图片进行核实。通过抄表数据筛查步骤，能有效保证计费准确率，减少纠纷数量。另外，惠州水司还采用总表分表的办法进行总水量监控，如总表计量数与分表计量数之和差异过大超过合理警戒线，即可认定该总表后有偷水或漏水现象，同样自动归入待核状态，马上派专人进行摸查。

抄表管理工作还需避免人为的误读、估表等问题。惠州水司使用手机 APP进行机械表数据抄读，在抄表的同时会记录抄读的位置、时间、问题记录、现场照片等信息，录入表底时会自动对比分析上期抄表水量，遇到异常自动弹出提示提醒抄表员核查等。后台管理人员可以查看抄表员工作轨迹、查看表具图片，对抄表员工作情况进行督查，有效杜绝估表、误读现象，整体抄表数据质量得到大幅提升，因抄表错误导致的纠纷大幅下降。

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结语

利用信息技术解决管网漏损问题是所有水务企业需不断深入挖掘的课题，在实际生产运营中已得到广泛的重视和应用，但是各供水公司在建设投入方面仍存在不足，在实际应用中还面临各种应用难题。随着数据采集和大数据分析技术的发展，新方法新思路不断呈现，尤其是AI技术的出现必将推动漏损控制能力得到突破式的发展，可以预见信息技术在供水行业将会有着更为广阔的应用前景。

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