以N市為例，對供水管網(wǎng)漏損現(xiàn)狀進(jìn)行分析，漏失水量在漏損水量中占比為64.3%，計(jì)量損失水量占比為0.1%，其他損失水量占比為35.6%，漏損水量主要集中于漏失水量及其他損失水量。從點(diǎn)-線-網(wǎng)-智慧四個(gè)維度出發(fā)對N市供水管網(wǎng)漏損系統(tǒng)化控制措施進(jìn)行研究。對于漏失水量，首先對供水管網(wǎng)資料進(jìn)行收集，通過分析供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)，從點(diǎn)的方面出發(fā)，采取調(diào)控壓力、優(yōu)化壓力監(jiān)測點(diǎn)的措施；從線的方面出發(fā)，采取管道更新的措施；從網(wǎng)的方面出發(fā)，采取劃分DMA計(jì)量分區(qū)、計(jì)量網(wǎng)絡(luò)搭建的措施；從智慧的方面出發(fā)，采取建設(shè)智慧管網(wǎng)體系的措施。對于其他損失水量，采取加大監(jiān)管、稽查力度，完善管理控制措施對偷盜水量及管理因素導(dǎo)致的漏損水量進(jìn)行控制。
供水管網(wǎng)漏損是每個(gè)國家都存在的問題。2015年國務(wù)院通過了“水十條”，將公共供水管網(wǎng)漏損率控制目標(biāo)分成了兩級：一級為公共供水管網(wǎng)漏損率控制在10%以內(nèi)，二級為公共供水管網(wǎng)漏損率控制在12%以內(nèi)。為加強(qiáng)公共供水管網(wǎng)漏損控制、提高水資源利用率，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳、國家發(fā)展改革委辦公廳于2022年1月19日印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)公共供水管網(wǎng)漏損控制的通知》，其中對全國城市公共供水管網(wǎng)漏損率提出了新要求：到2025年，城市公共供水管網(wǎng)漏損率達(dá)到漏損控制及評定標(biāo)準(zhǔn)確定的一級評定標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū)，進(jìn)一步降低漏損率；未達(dá)到一級評定標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū)，將漏損率控制到10%以內(nèi)。
目前，國內(nèi)外對供水管網(wǎng)漏損的研究集中于對檢漏方法、漏損水量的確定、漏損原因、智慧供水管網(wǎng)漏損控制等方面?，F(xiàn)國內(nèi)外在供水管網(wǎng)漏損研究中對系統(tǒng)化控制措施的研究較少，本文以N市為例，通過點(diǎn)-線-網(wǎng)-智慧四個(gè)維度對N市的漏損系統(tǒng)化控制措施進(jìn)行研究，對供水管網(wǎng)漏損控制的措施提出建議，為其他城市的供水管網(wǎng)漏損系統(tǒng)化控制提供借鑒思路。
點(diǎn)-線-網(wǎng)-智慧指的是從點(diǎn)線面體四個(gè)維度出發(fā)，對供水管網(wǎng)漏損控制措施進(jìn)行研究。點(diǎn)的方面是從供水管網(wǎng)壓力點(diǎn)出發(fā)，對壓力進(jìn)行分析調(diào)控并優(yōu)化壓力；線的方面是從供水管線出發(fā)，對供水管線的材質(zhì)、管徑、管齡等要素進(jìn)行分析，得出需要改造更新的管線；網(wǎng)的方面是從供水管網(wǎng)計(jì)量分區(qū)出發(fā)，實(shí)現(xiàn)快速及時(shí)的發(fā)現(xiàn)供水管網(wǎng)漏損點(diǎn)，確定漏損點(diǎn)的具體位置；智慧的方面是從智慧管網(wǎng)出發(fā)，實(shí)現(xiàn)對點(diǎn)-線-網(wǎng)三個(gè)方面的綜合，進(jìn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)控。
01 N市主城區(qū)漏損現(xiàn)狀
2021年，N市城市公共供水總量59877.99萬m3，注冊用戶用水量53359.24萬m3，其中注冊用戶計(jì)費(fèi)用水量50152.32萬m3。2021年城市供水管網(wǎng)綜合漏損率10.89%。漏損率反映了供水單位的供水效率，這一指標(biāo)既與技術(shù)應(yīng)用水平、管理精細(xì)化程度密切相關(guān)，也不可避免地受到供水管網(wǎng)特征的影響和制約。為最大程度減少客觀因素影響，科學(xué)、公平評定漏損控制水平，本文從居民抄表到戶水量、單位供水量管長、年平均出廠壓力以及最大凍土深度四個(gè)方面設(shè)置了修正值，對N市漏損率進(jìn)行修正值計(jì)算。結(jié)果顯示漏損率標(biāo)準(zhǔn)修正值1.20%，經(jīng)過計(jì)算修正后的供水管網(wǎng)漏損率為10.89%-1.20%=9.69%。
經(jīng)過修正后的漏損率已經(jīng)達(dá)到一級評定標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)供水管網(wǎng)漏損率控制新要求，需要進(jìn)一步降低漏損率，結(jié)合N市漏損水量現(xiàn)狀，采取相應(yīng)的控制措施，有效降低漏損率。對未達(dá)到一級評定標(biāo)準(zhǔn)的城市以及達(dá)到一級評定標(biāo)準(zhǔn)需要進(jìn)一步降低漏損率的城市提供借鑒。
02 N市主城區(qū)漏損系統(tǒng)化控制措施
通過對N市主城區(qū)漏損現(xiàn)狀進(jìn)行分析，對漏損原因進(jìn)行細(xì)化，采取點(diǎn)-線-網(wǎng)-智慧四個(gè)維度的措施進(jìn)行控制，對預(yù)期效果進(jìn)行評估。
2.1 漏損原因分析
參考《城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損控制及評定標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ 92-2016）中的水量平衡表，對N市漏損水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及計(jì)算可得表1。
根據(jù)2021年N市水量平衡分析表繪制2021年N市漏損水量構(gòu)成圖，如圖1所示。
根據(jù)2021年N市漏損水量構(gòu)成圖中可以明顯看出，明漏水量、暗漏水量以及背景漏失水量在漏損水量中占有較大的比例，占有64.3%的比例，偷盜水量及未注冊用水和用戶拒查等管理因素導(dǎo)致的損失水量占有35.6%的比例，表具誤差損失水量僅占0.1%的比例，對N市來說，控制漏損的工作重點(diǎn)在漏失水量的控制以及其他損失水量上。
2.2 漏失水量控制措施
2.2.1 供水管網(wǎng)壓力點(diǎn)
N市中心城區(qū)為狹長地形，水廠主要分布在城市西邊，供水模式由西往東經(jīng)長距離輸送，供水線路較長。同時(shí)，N位于丘陵地帶，城區(qū)內(nèi)各區(qū)域地勢相差較大，用水點(diǎn)所需供水服務(wù)壓力存在較大差異性。既有的現(xiàn)狀管網(wǎng)材質(zhì)老舊、管徑偏小，管網(wǎng)水頭損失普遍較大，現(xiàn)狀管網(wǎng)用水點(diǎn)壓力逐年下降，隨著中心區(qū)改造實(shí)施帶來的人口增加和用水量的提升，存在高峰期水量供應(yīng)不足和高層戶表水壓不足的問題。
壓力調(diào)控即在保證用戶正常用水的前提下降低管網(wǎng)的富裕壓力，可大大降低管網(wǎng)由于壓力過高造成漏失的頻率。
選取N市2020年全市用水量最高日9月15日的壓力數(shù)據(jù)作為典型日數(shù)據(jù)，各時(shí)刻管網(wǎng)平均壓力變化見圖2。管網(wǎng)的用水壓力隨用水量有明顯的晝夜變化，并且有早晚用水高峰，以9月15日凌晨用水量趨于穩(wěn)定，壓力維持在較高值，4：00平均壓力最高為34.6mH2O，隨著管網(wǎng)用水量增多，壓力逐漸下降，22：00管網(wǎng)平均壓力最低為18.7mH2O。
首先對N市進(jìn)行供水管網(wǎng)壓力區(qū)域分級。根據(jù)《城鎮(zhèn)供水服務(wù)》（CJ/T 316），供水管網(wǎng)末梢壓力不應(yīng)低于14 mH2O。根據(jù)《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》（GB 50282-2016），有條件的城市可適當(dāng)提高供水水壓，滿足用戶接管點(diǎn)處服務(wù)水頭28 mH2O的要求，相當(dāng)于將水送至6層住宅所需的最小水頭，以保證六層住宅由城市水廠直接供水或由管網(wǎng)中加壓泵站加壓供水，從而多層住宅建筑屋頂上可不設(shè)置水箱，降低水質(zhì)污染的風(fēng)險(xiǎn)。因此，將N市壓力調(diào)控分為4個(gè)等級：14mH2O以下、14~28mH2O、28~55mH2O、55mH2O以上。
圖3及圖4為最高壓時(shí)段以及最低壓時(shí)段即凌晨4：00以及夜晚22：00壓力調(diào)控前水利模擬結(jié)果圖。由圖可知，凌晨4：00進(jìn)行壓力調(diào)控前中心部分的管網(wǎng)壓力點(diǎn)大部分都小于14mH2O，并且在其他區(qū)域存在55mH2O以上的高壓區(qū)域。夜晚22：00進(jìn)行壓力調(diào)控前壓力較多區(qū)域的管網(wǎng)壓力點(diǎn)都小于14mH2O，并且也存在55mH2O以上的高壓區(qū)域。
通過合理布局區(qū)域集中調(diào)蓄加壓設(shè)施、更新壓力不足小區(qū)的增壓設(shè)施，使N市主城區(qū)供水管網(wǎng)整體壓力穩(wěn)定在14~55mH2O，消除了低于14mH2O的壓力不足區(qū)域和供水服務(wù)壓力在55mH2O以上的過高壓力區(qū)。此外，還可以通過閑時(shí)降壓的措施對高壓力區(qū)進(jìn)行降壓。在凌晨1:00~6:00對加壓泵站壓力進(jìn)行主動(dòng)下調(diào)，降低出站壓力，減少出站流量，降低區(qū)域漏損。新建擴(kuò)建集中調(diào)蓄加壓設(shè)施分布如圖5所示。
圖6及圖7為最高壓時(shí)段以及最低壓時(shí)段即凌晨4：00以及夜晚22：00壓力調(diào)控后水利模擬結(jié)果圖。由圖可知。凌晨4：00經(jīng)過壓力調(diào)控后，壓力小于14mH2O的壓力點(diǎn)均提升到了14mH2O以上，55mH2O以上的高壓區(qū)域全部調(diào)整到了55mH2O以下，14~28mH2O的壓力點(diǎn)占少數(shù)，28~55mH2O的壓力點(diǎn)占大多數(shù)。夜晚22：00經(jīng)過壓力調(diào)控后，壓力小于14mH2O的壓力點(diǎn)均提升到了14mH2O以上，55mH2O以上的高壓區(qū)域全部調(diào)整到了55mH2O以下，14~28mH2O的壓力點(diǎn)與28~55mH2O的壓力點(diǎn)各占一半。
同時(shí)，各城市逐步在供水管網(wǎng)中增加了壓力監(jiān)測點(diǎn)，但由于初期設(shè)立監(jiān)測點(diǎn)時(shí)往往依據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置，隨著城市的飛速發(fā)展、管網(wǎng)的改造和擴(kuò)建，以及壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳的有效性和實(shí)時(shí)性不能保證，原有壓力監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)已無法滿足供水調(diào)度的需求。優(yōu)化壓力監(jiān)測點(diǎn)布置是非常重要的。
