摘要：随着我国社会经济和城市化建设的高速发展，城市用水量需求与日剧增，有限的水资源已经成为我国社会和经济发展的重要影响因素。城市供水管网漏损率是影响城市水资源可持续利用的重要指标之一，正逐渐得到国内外城市供水管理行政部门和科研机构的广泛重视。开发和应用供水管网漏损控制技术，降低城市供水管网漏水率，是我国城市供水科学技术现代化技术进步的重要标志，对提高水资源利用效率，降低供水设施建设投资和运行成本，促进管道和仪器设备开发制造行业的发展，实现水资源可持续开发和利用，具有重要的社会经济效益和科学价值。
关键词：城镇供水管网；漏损监测；控制技术；应用
引言
给水管网漏损控制是促进水资源可持续开发利用的科学技术进步发展方向，是提高供水系统运行效率、运行安全可靠性和供水企业经济效益和社会效益的有效途经。本文分析了我国供水管网漏损和水资源开发利用的技术发展现状，提出了城市供水管网漏损控制的技术需求和发展方向，为城市供水企业实施管网漏损控制管理和建设规划方案设计提供参考。
1中国水资源利用和城市供水设施发展
随着社会经济的持续发展和高速工业化进程，我国城市规模不断扩大，人口增加，用水量需求与日剧增。但是，我国淡水资源十分有限，地区分布不均匀，已经成为社会和经济发展的重要影响因素。中国淡水资源总量为28000亿m3，占全球淡水资源总量的6%，名列世界第6位，但由于人口众多，人均水资源量只有2100m3，约为世界平均水平的1/4，是全球人均水资源贫乏的国家之一。同时，我国是世界上用水量最多的国家，2010年全国淡水取用量达到5990亿m3，约占世界淡水年取用量的10%。可以看出，从1949年到1997年的近50年间，我国的总用水量呈逐年递增的趋势，而农业灌溉用水量所占据的比例呈现逐年降低趋势，从1949年的97%降低到1997年的75.4%。1997年后，总用水量基本保持稳定，增长缓慢，表明了我国水资源开发利用率已经达到了较高的程度，也表达了水资源缺乏的明显影响。同时，农业用水量开始逐年下降，工业用水量增速变缓，而城市供水系统用水量增速加快。我国的水资源开发利用和管理正在通过加快科学技术进步，用有限的水资源量支持和保证中国社会和经济的高速发展。
2城镇供水管网漏损监测与控制的问题
接口环节的漏水有以下几种形式:刚性接口渗漏、柔性接口胶圈的密封作用损坏、承插式接口脱落、接头破裂等。从管网维修统计数据看，大部分的铸铁管漏水是接口处承接头脱落或爆裂造成的。这主要是由于铸铁管道早期大多采用的是铅麻接口、水泥和麻接口等刚性接口形式，这种接口容易松动，漏水频率较高。1960年之后，城市供水管网接口填料开始普遍采用石棉水泥，之后又发展为膨胀水泥。这种填料刚性很强，握固力也很好。当管道由于温度变化引起收缩或产生不均匀沉降时，收缩的受力和接口填料的握固力大于管道抗拉能力，从而导致管道横向断裂，引起漏水。除了接口本身的刚性和填料原因外，施工质量的好坏也直接影响接口漏损。接头焊接不好，留有沙眼或者没做防腐处理，易造成腐蚀漏水;丝口或法兰密封不严的情况下，时间一久易造成滴漏;套接头太浅，一旦管道稍有轴向位移，就会出现接头脱落漏水;但套接头过深，当管道发生径向偏移时，因管头没有活动空间，作用力转移至接头处，也容易引起大小头破裂而漏水。由于刚性接口不能有纵向、竖向位移和扭转，当温度变化或产生不均匀沉降时易使管道损坏。而柔性接口可有效地避免这种情况，因此在工程中应多采用柔性接口。80年代以后出现了橡胶圈式的柔性接口，柔性接口有一个回弹量，可避免不均匀沉降及微小变形时损坏管道，是比较理想的管道接口。因此，除特殊管段外，接口应以橡胶圈密封的柔性接口取代刚性接口。
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3城镇供水管网漏损监测与控制技术的应用
3.1开发和应用漏损检测先进设备
目前，常用的漏损检测设备主要有听漏棒、电子听漏仪、噪声自动记录仪和相关仪等。连续自动的在线检测技术和设备也已得到广泛应用，但其价格仍然较高，高端技术设备较多依赖进口。检漏设备的选用应根据经济及技术等条件综合确定，提高使用效果的关键是建立完善的漏损监测和事故处理技术队伍的技术水平和规范化管理机制，必须提高管网检漏设备使用效率，不断降低管网检漏检测和维护成本。同时，加快开发和生产适合中国国情的高科技检漏设备产品，也已成为国内科研和生产企业的重要发展方向。
3.2管网信息化管理技术
供水行业应积极应用现代通讯、监测和计算机技术，实现管网的信息化管理。建立完善的管网地理信息系统和管网压力与流量监测SCADA系统，建立管网水力模拟系统，实时监控管网中的供水压力和流量变化，实现对管网漏损控制的数字化综合管理，能够实现供水管网漏损状态的在线快速分析计算和管网漏损的预报和预警，已经成为管网运行管理和漏损控制的现代化高新技术手段。
3.3管网的更新换代
管网的更新速率是控制漏损最为有效的手段之一。但是更新的速率过快会导致整个投资的成本过高，因此在管网的更新速率上应该是循序渐进，在保证整个管网运行符合最低标准的前提下，将情况恶劣区域的管道先进行更新。因此对巢管网的更新就是采取分批次更新。根据研究数据表明球墨铸铁管发生漏损的概率低，并且具有强度高、延伸率大、抗腐蚀、抗老化等优点，使用寿命可达50年以上，接口可采用衔接方式更好的柔性橡胶圈接口，安装方便。在巢湖市的管网改造中供水管网的干管和主要支管均逐步用球墨铸管来取代以前参差不齐的管材。过去采用的刚性接口在管道受压后容易引起开裂、断裂，在管网更新中所有的衔接方式尽量采用柔性接口方式。因为柔性接口具有很好的伸缩性，可避免微小的变形而导致管道破坏。
3.4给水管网智能漏损监控平台开发与示范
一是研发城市管网系统综合应用与管理平台，综合管网模型、地理信息系统（GIS）、数据采集监督系统(SCADA)，建立以运行调度、管理为中心，集建模与优化调度为一体的系统平台。二是选择不同类型的城市进行综合示范应用，显著降低示范区管网供水产销差。三是总结集成供水管网漏损监控技术，形成城镇供水管网漏失监测与控制技术体系。四是建立一个城镇管网漏损监控与检测试验基地，成为漏损检测实验与设备评估平台。项目预期目标是建立“漏损监测—主动识别—精准定位—压力管理—优化维护”耦合的管网漏损控制一体化技术解决方案，研发高效的漏损监（检）测设备，编制漏损监测与控制技术指南、导则与标准，重点解决目前漏损探测精度差、漏损控制技术粗放和效率低下的问题，以实现城镇供水管网漏损的精准化和高效化监测与控制，提升供水行业现有漏损检测装备水平和漏损综合检测能力。
结语
漏损控制以及初步定位仍然是供水管网在实际运行管理中最大的难题。漏损点定位的的计算研究方法是漏损控制研究的重要理论支撑和实践依据。本研究采用的是先通过以巢湖市管网运行为实例，通过数据分析对比了解管网在运行中，存在哪些影响因素会影响管网的漏损率。针对管网漏损的主要原因提出针对性的控制策略。以供水管网为研究对象，研究漏损点的初步定位。由于实际操作中实际管网的运行情况较为复杂，难以进行理论研究。本研究通过相似变态理论，以供水管网的某区域为拓扑原型，在实验室搭建管网模型，运用EPANET软件结合PSO算法，进行管网漏损定位的计算研究，并在实验用实际模拟的运行结果反向验证。
参考文献：
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论文作者:王述魁
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/13
标签：管网论文; 接口论文; 水资源论文; 用水量论文; 管道论文; 柔性论文; 技术论文; 《防护工程》2018年第21期论文;