我国城市供水管网规划改扩建研究探析

一、 供水企业损失率及变化趋势  
       中国供水企业的损失率及其变化趋势主要集中在供水管网的漏损问题上。根据前瞻网的报告，2012年至2018年，中国城市供水管网的漏损率从16.71%下降至14.62%。然而，2019年这一比率又略有上升，达到16.99%。这表明虽然漏损率有所下降，但仍然是一个需要关注和改进的问题。   相关产业研究的报告指出，2022年中国城市供水漏损率为12.9%，但在一些城市和偏远地区，这一比率甚至超过20%，有的地方甚至达到70%以上。这与发达国家5%-8%的漏损率相比，存在较大差距。   为应对这一问题，国家提出了具体目标。《“十四五”节水型社会建设规划》中明确提出，到2025年，城市公共供水管网的漏损率将降至9%。这一政策目标有望推动智慧水务行业的发展，通过智能化技术降低漏损率，提升运营管理水平。 

综上所述，中国供水企业的损失率主要表现为供水管网的漏损，虽然近年来有所下降，但与发达国家相比仍有较大差距。政府已经制定了降低漏损率的目标，并推动智慧水务技术的发展以改善这一状况。

二、 城市供水管网运行中存在的问题  
     在现代社会，城市供水管网作为保障民生的重要基础设施，其运行状况直接关系到居民的日常生活和社会经济的稳定发展。然而，随着时间的推移和城市化的加速，城市供水管网在运行中暴露出了一系列问题，这些问题不仅影响了供水效率，也对水质安全构成了威胁。以下是城市供水管网运行中存在的四个主要问题的详细分析。

1.管网老化与漏损问题

城市供水管网的老化与漏损问题是当前供水行业面临的最大挑战之一。这些管网大多建于上世纪，经过几十年的运行，管道材料逐渐老化，锈蚀和磨损现象严重。老化的管网不仅漏损率居高不下，造成了水资源的巨大浪费，还增加了供水企业的运营成本。据相关数据显示，一些城市的漏损率高达20%以上，这意味着每供100吨水，就有20吨在输送过程中流失。  漏损的水资源不仅在经济上造成损失，还可能引发一系列环境问题。例如，长期的地下漏损会导致土壤侵蚀，破坏地下结构，甚至引发地面塌陷。此外，老化的管道可能会释放有害物质，如铅、铜等重金属，这些物质进入供水系统，对水质造成二次污染，严重威胁居民的健康。     

解决管网老化与漏损问题，需要从以下几个方面入手：首先，加强管网设施的定期检查和维护，及时发现并修复漏损点；其次，逐步更换老化管道，采用新型材料和技术，提高管道的抗腐蚀性和耐久性；最后，建立完善的漏损监测系统，利用物联网、大数据等技术手段，实现管网漏损的实时监控和精准定位。

2.树枝状管网布局的限制

     传统的树枝状管网布局在历史上为城市供水提供了基础服务，但随着城市规模的不断扩大和人口密度的增加，这种布局的局限性日益显现。树枝状管网的主要问题在于其结构上的单一性和脆弱性。一旦管网的主干道出现问题，整个下游区域的供水都会受到影响，导致大范围的水压下降甚至供水中断。  此外，树枝状布局在管网末端的水流速度缓慢，容易形成死水区，这些区域的水质容易受到污染，不利于水质的保持。为了解决这些问题，有必要对现有管网进行优化改造，引入环状管网或混合型管网布局，提高供水的可靠性和灵活性。环状管网能够在一定程度上缓解主干道故障带来的影响，确保供水的连续性和稳定性。

3.日常维护与管理不足

     在日常维护与管理方面，城市供水管网存在的问题同样不容忽视。由于管网多埋于地下，日常检查和维护工作难度大，往往得不到足够的重视。维护资金不足、技术落后、管理机制不健全等问题，导致管网的小问题长期得不到解决，最终演变成大问题。  为了改善这一状况，需要从以下几个方面加强日常维护与管理：一是增加维护资金的投入，确保管网维护工作能够得到有效执行；二是引进先进的维护技术和设备，提高维护工作的效率和效果；三是建立健全的管理制度，明确责任分工，加强对管网运行状况的监控和评估；四是提高维护人员的专业技能和责任意识，确保维护工作的质量。

4.技术更新滞后

     在科技飞速发展的今天，城市供水管网的技术更新却显得滞后。许多城市的供水管网仍在使用陈旧的技术和设备，难以满足现代城市的高效供水需求。技术更新滞后不仅影响了供水效率，也增加了管网故障的风险。 为了提升城市供水管网的运行水平，必须加快技术更新的步伐。首先，应当引进先进的管网设计理念和技术，如采用新型材料、优化管网结构等，以提高管网的整体性能；其次，应当推广智能化管理技术，利用GIS、SCADA等系统，实现管网运行的实时监控和智能调度；最后，应当加强技术创新和研发投入，推动供水行业向智能化、高效化方向发展。 

综上所述，城市供水管网运行中存在的问题是多方面的，涉及管网老化、布局不合理、维护管理不足和技术更新滞后等多个层面。解决这些问题，需要政府、企业和社会各界的共同努力，通过政策支持、资金投入、技术创新和管理优化等手段，不断提升城市供水管网的运行效率和水质安全，为城市的可持续发展提供坚实的水资源保障。

三、供水管网规划改扩建应用需求案例  

 

1. 管网老化问题的改扩建案例

案例背景：某南方老城市，其供水管网始建于20世纪50年代，主要采用镀锌钢管和灰口铸铁管。由于长期使用，管网老化严重，漏损率高达30%。改扩建需求：为了降低漏损率，提高供水效率，该市启动了供水管网改扩建工程。实施措施：

· 将老旧的镀锌钢管和灰口铸铁管更换为球墨铸铁管和PE管。

· 利用先进的非开挖技术进行管道修复和更换，减少对城市交通和居民生活的影响。

· 安装智能漏损监测系统，实时监控管网运行状态，快速定位漏损点。

成效：改扩建工程完成后，漏损率降至10%以下，供水效率显著提升，居民用水质量得到保障。

2 .改善负荷运行的改扩建案例

案例背景：某北方城市，随着城市快速发展，用水需求激增，原有供水管网难以满足高峰时段的用水需求。改扩建需求：为了改善管网负荷运行状况，该市计划对供水管网进行改扩建。实施措施：

· 新建供水泵站，提高供水能力。

· 扩大管网规模，增加主干管径，提升输配水能力。

· 优化调度系统，实现供水泵站的智能调度，确保供水均衡。

成效：改扩建工程实施后，管网运行负荷得到有效缓解，高峰时段用水需求得到满足。

3. 结合不同地形的改扩建案例

案例背景：某山区城市，地形复杂，供水管网建设难度大。改扩建需求：为了确保供水安全，该市需要结合地形特点进行供水管网改扩建。实施措施：

采用分区供水方式，根据地形划分为多个供水区域，每个区域独立供水。

在山区采用重力流供水，平原地区采用压力流供水。

利用地形高差，建设高位水池，作为供水的调节和储备设施。

成效：改扩建工程完成后，山区供水稳定性得到提升，解决了因地形复杂导致的供水难题。

4 .改善管网布局的改扩建案例

案例背景：某沿海城市，原有供水管网布局不合理，导致部分区域供水压力不足。改扩建需求：为了提高供水服务质量，该市决定对供水管网布局进行优化。实施措施：

· 新建环状供水管网，提高管网互联互通能力。

· 调整管网布局，使供水线路更加合理，减少供水死角。

· 增设调压设施，确保各区域供水压力均衡。

成效：改扩建工程完成后，供水压力得到有效改善，居民用水满意度显著提高。这些案例展示了供水管网规划改扩建在不同方面的应用需求，以及通过实施改扩建工程所带来的积极成效。     

四、结语  

     在城市发展的宏伟蓝图中，供水管网的规划改扩建工程占据着举足轻重的地位。它不仅关乎居民的日常用水安全，更直接影响着城市的健康发展和居民的生活质量。因此，我们必须坚持以规划为先导，确保改扩建工程的每一步都坚实而有力。规划先行：在启动任何改扩建项目之前，详尽的前期规划和科学预测是不可或缺的。这要求我们不仅要对现有的管网状况进行深入调查，还要对未来城市的发展趋势、用水需求变化进行前瞻性分析。只有这样，我们才能制定出既符合当前需求又具备长远视角的管网改扩建方案。技术更新：随着科技的不断进步，新技术和新材料的应用为供水管网的建设和运营带来了革命性的变革。从耐腐蚀的球墨铸铁管到灵活轻便的PE管，从非开挖修复技术到智能监测系统，每一次技术的更新都是对管网性能的一次全面提升。因此，我们应当积极拥抱技术革新，不断提升管网的建设和运营水平。管理优化：管网的建设只是起点，高效的管理才是确保其长期稳定运行的关键。通过加强管网运行管理，实现信息化、智能化监控，我们可以实时掌握管网的状态，及时发现并解决问题。这种精细化的管理方式，不仅提高了管网的运行效率，也为城市的可持续发展提供了有力支撑。持续监测：供水管网如同城市的血脉，需要定期的监测和维护来保持其活力。通过持续监测，我们可以及时发现管网的老化、漏损等问题，并采取相应的维护措施。这种预防性的维护策略，不仅能够延长管网的使用寿命，还能有效降低突发故障的风险。   

综上所述，供水管网规划改扩建的经验告诉我们，只有坚持规划先行、技术更新、管理优化和持续监测，我们才能构建起一个安全、高效、智能的供水网络，为城市的繁荣发展和居民的幸福生活提供坚实的保障。