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摘要通过对广州市近年来供水管网的漏损资料研究和影响因素的分析,得出管道及管材质量原因、管道敷设安装质量原因、管道腐蚀与结垢的影响、计量误差等的主要原因。文章提出了预防措施和管理方法,以期为城市供水管网漏水的预防、检测和修复提供参考借鉴。
关键词 供水管网;漏损分析;对策研究
供水管网漏损是指在供水过程中,由于管道本身的结构所引起必然损耗和一定的沿程和局部损耗所造成的水量损失以及由于管线老化所带来的其它损失。供水管网漏损水量占所有供水量的比例称为供水管网漏损率。
供水管网的漏损是供水行业普遍存在的现象,而且目前我国城市供水行业漏损水平普遍较高,城市供水管网漏损是许多自来水公司所面临的共同问题。据最近中国供水协会公布的统计数据表明:国内的供水管网漏损率平均达到27%,且呈逐年上升的趋势,中小城镇的管网漏损率更是高达35一42.6%,某些城市的供水漏损率甚至超过了50%。建设部公告第59号文规定,我国城市供水管网基本漏失率不应大于12%,而国外很多城市供水管网漏失只有6%~9%[1]。因此,加强对我国城市给水管网漏水的预防、检测和修复显得极其重要。
1 供水管网漏损情况
以广州市为例,城市供水管网管线总长5084.4公里,输配水管道上设立了61个管网压力监测点及15个主干管流量监测点;在供水面积达483.8平方公里的覆盖面上,现在又增加了日设计供水量达到100万立方米的南洲水厂,使目前该市日生产设计能力达472万立方米,逐步形成了四平八稳的供水格局。以该市2008年售水量为13.47 × 108 m3、漏损率为15.92%计,每月漏失的水量就达58.74 × 104 m3,比新塘水厂、江村水厂和西洲水厂的日供水量还多,相当于每秒漏失水量为407.92 m3,造成巨大的水资源浪费。经调查分析发现:小口径管道较易发生漏损;漏损同管道材质有密切的关系;管道漏失量远远大于管件漏失量;供水管道的损坏与气温、埋深、荷载大小有密切关系,冬季管道因用水量小,水压高,气温低较易爆管;埋深浅,荷载大时管道易被压坏。
2 供水管网漏损原因分析
2.1管道及配件质量原因
铸铁管强度低,易腐蚀,在所有管材中铸铁管的漏损所占比例最大[2]。水泥管承压能力低,脆性大,抗冲击能力差[3],道连接采用刚性接口,从漏水记录资料中可以看到水泥管漏水占相当数量,主要体现在管体破裂;接头脱落或爆裂。
2.2管道敷设安装质量原因
由于地基下沉和基础不好造成的漏损比例也比较高。管道接口施工质量不好,易导致大口径管道在管道承口处开始豁裂,小口径管道可能产生横向断裂。还有覆土不按规定分层夯实,未达到最佳密实度,会使管道受力显著增加,这也大大增加了管道漏损的可能性[4]。另外,由于市政规划和一些单位的设计存在不合理的地方,交叉施工不可避免,给部分管道的安全留下了永久的隐患。
2.3管道腐蚀与结垢的影响
水在管网流动的过程中,往往形成管内腐蚀、沉淀及结垢的情况。腐蚀会使管道变薄,穿孔而漏水,有时候会产生爆管而大面积漏水,造成大量水量损失。水垢是细菌微生物的避风港,在有有机物营养物质条件下,会繁殖生长,进而产生微生物腐蚀,同样会产生穿孔或爆管。
2.4道路加宽和城区改造的影响
随着城区内部分道路相继加宽和变坡以及旧城区的改造,造成供水管道中心位置由人行道移至慢车道、快车道上或者压在建筑物下,使此类管道长期受压或者受地面荷载变化和原土层扰动。从而导致部分管线产生开口或者裂缝,由于位置空间的因素制约,无法及时发现漏水点,造成漏水量变大,从而呈现单点漏水量较大的态势。
2.5 计量误差
计量误差是供水管网漏损的一个重要因素,涉及供水的出厂计量和售水计量。表现在:
大口径水表( DN80 - DN150 ) 随着使用时间的增加转速变慢,计量误差趋负;小口径水表( DN15 - DN80)水表随着使用时间的增加转速变快,计量误差趋正;没有针对用户的具体用水情况选择匹配的水表,造成水表口径偏大,发生低于水表最小流量的小流量用水无法计量;水表估抄造成售水计量的误差。
3 供水管网漏损防治对策
3.1保证管道工程施工安装质量和管道安全
合理选用管材,把好材料关[5]。选择管材的基本原则是:承压能力强,使用性能可靠,施工方便,使用年限长,内壁光滑,输水能力基本保持不变,造价低。选用优质的管材是保证给水管道工程安全运行的前提条件。
在给水管道的安装工程中,保证其施工质量是防止接口漏水,使管网安全、可靠运行的关键.在实际设计中,对管道的埋置深度、管道地基、夯实覆土的密度、接口的施工工艺等都有具体的规定和要求。在管道施工中应严格按照要求施工,提高施工技术,保证施工质量。改进接口形式提高接口质量,避免管道发生爆漏。
3.2旧管道的更新改造
为了减少管道漏损,适时而又合理的管网改造必不可少。按建设部文件精神,首先重点改造管龄在50年以上的管道和小区管网,其次是改造40年以上的管道。某些30年以上的居住小区,如管网结垢、污染严重,在条件许可的情况下也应进行改造。开发区的小区一般建设都在20年以上,大多采用镀锌管和钢管,腐蚀结垢较严重,多有漏水情况发生。小区管网的改造目前采用两种办法:一是传统的办法,即全部更换;二是采用磨研刮管和涂料的办法。
3.3做好新管道的防腐处理
新管道防腐必须严格按照工作流程执行,管道外防腐采用涂热沥青,管道内防腐采用水泥砂浆内衬防腐,具体做法按IS04179标准执行。对于老管道为提高经济效益,每五年进行一次防腐处理。原先过路管及临时水多采用钢管,埋地钢管安装前应做好防腐绝缘,焊缝部位未经试压不得防腐,在运输和安装时应防止损坏防腐层。
3.4做好水表计量管理工作
出廠水计量器具选型必须先进准确,确保计量正确;加强用户水表的强行周检工作,减少计量漏失;加大大用户的管理,特别是大耗水用户(洗浴、宾馆等)的监督管理工作,采用周抄制度;加大对无铅封和铅封损坏用户的重点稽查,加强对特种行业的洗浴、桑拿、洗车等用户监督管理。健全激励机制。主干管设环状网,保证水压水量,保证调配。次干管通过常闭部分阀门,加装单向阀和计量表,保证树枝状管网,利于分区分片指标承包和考核。
4结论与建议
通过对广州市近年来供水管网漏损资料分析,发现发生漏损的主要原因是:管道及管材质量原因、管道敷设安装质量原因、管道腐蚀与结垢的影响、计量误差等。
通过对漏损原因的分析,对漏损防治提出4点对策:保证管道工程施工安装质量和管道安全;旧管道的更新改造;做好新管道的防腐处理;做好水表计量管理工作。
城市给水管漏损因素往往不是单一的,而是由各种主客观因素多方面造成的,因此对管段的分析应从整体的角度出发,收集区域管网的漏损资料,把区域管网作为一个有机整体,对管网的连接形式、管材材质、承压、受力等情况进行综合分析,确定各影响因子之间的相互关系,对管网漏损进行综合控制。
参考文献
[1] 曹红梅. 城市供水管网漏失及其控制[J].工程科学,2009(23):148-149.
[2] 王翠萍.供水管网管材的选用[J].建材技术与应用,2005(2):36-38.
[3]NIU Zhi-guang,ZHANG Hong-wei.Application of LINGo to the Solution of
the Water Supply System’S Operation Model[J].Transactions of Tianjin University, 2002,8(4): 246-250.
[4] 牛璋彬,王洋,张晓健.给水管网金属化学稳定性分析[J].中国给排水,2005,21(5):18-19.
[5] 侯鸿昌,侯会乔.北京市供水管网漏损分析及控制措施[J].城市管理与科技,2005(4):175-176.
关键词 供水管网;漏损分析;对策研究
供水管网漏损是指在供水过程中,由于管道本身的结构所引起必然损耗和一定的沿程和局部损耗所造成的水量损失以及由于管线老化所带来的其它损失。供水管网漏损水量占所有供水量的比例称为供水管网漏损率。
供水管网的漏损是供水行业普遍存在的现象,而且目前我国城市供水行业漏损水平普遍较高,城市供水管网漏损是许多自来水公司所面临的共同问题。据最近中国供水协会公布的统计数据表明:国内的供水管网漏损率平均达到27%,且呈逐年上升的趋势,中小城镇的管网漏损率更是高达35一42.6%,某些城市的供水漏损率甚至超过了50%。建设部公告第59号文规定,我国城市供水管网基本漏失率不应大于12%,而国外很多城市供水管网漏失只有6%~9%[1]。因此,加强对我国城市给水管网漏水的预防、检测和修复显得极其重要。
1 供水管网漏损情况
以广州市为例,城市供水管网管线总长5084.4公里,输配水管道上设立了61个管网压力监测点及15个主干管流量监测点;在供水面积达483.8平方公里的覆盖面上,现在又增加了日设计供水量达到100万立方米的南洲水厂,使目前该市日生产设计能力达472万立方米,逐步形成了四平八稳的供水格局。以该市2008年售水量为13.47 × 108 m3、漏损率为15.92%计,每月漏失的水量就达58.74 × 104 m3,比新塘水厂、江村水厂和西洲水厂的日供水量还多,相当于每秒漏失水量为407.92 m3,造成巨大的水资源浪费。经调查分析发现:小口径管道较易发生漏损;漏损同管道材质有密切的关系;管道漏失量远远大于管件漏失量;供水管道的损坏与气温、埋深、荷载大小有密切关系,冬季管道因用水量小,水压高,气温低较易爆管;埋深浅,荷载大时管道易被压坏。
2 供水管网漏损原因分析
2.1管道及配件质量原因
铸铁管强度低,易腐蚀,在所有管材中铸铁管的漏损所占比例最大[2]。水泥管承压能力低,脆性大,抗冲击能力差[3],道连接采用刚性接口,从漏水记录资料中可以看到水泥管漏水占相当数量,主要体现在管体破裂;接头脱落或爆裂。
2.2管道敷设安装质量原因
由于地基下沉和基础不好造成的漏损比例也比较高。管道接口施工质量不好,易导致大口径管道在管道承口处开始豁裂,小口径管道可能产生横向断裂。还有覆土不按规定分层夯实,未达到最佳密实度,会使管道受力显著增加,这也大大增加了管道漏损的可能性[4]。另外,由于市政规划和一些单位的设计存在不合理的地方,交叉施工不可避免,给部分管道的安全留下了永久的隐患。
2.3管道腐蚀与结垢的影响
水在管网流动的过程中,往往形成管内腐蚀、沉淀及结垢的情况。腐蚀会使管道变薄,穿孔而漏水,有时候会产生爆管而大面积漏水,造成大量水量损失。水垢是细菌微生物的避风港,在有有机物营养物质条件下,会繁殖生长,进而产生微生物腐蚀,同样会产生穿孔或爆管。
2.4道路加宽和城区改造的影响
随着城区内部分道路相继加宽和变坡以及旧城区的改造,造成供水管道中心位置由人行道移至慢车道、快车道上或者压在建筑物下,使此类管道长期受压或者受地面荷载变化和原土层扰动。从而导致部分管线产生开口或者裂缝,由于位置空间的因素制约,无法及时发现漏水点,造成漏水量变大,从而呈现单点漏水量较大的态势。
2.5 计量误差
计量误差是供水管网漏损的一个重要因素,涉及供水的出厂计量和售水计量。表现在:
大口径水表( DN80 - DN150 ) 随着使用时间的增加转速变慢,计量误差趋负;小口径水表( DN15 - DN80)水表随着使用时间的增加转速变快,计量误差趋正;没有针对用户的具体用水情况选择匹配的水表,造成水表口径偏大,发生低于水表最小流量的小流量用水无法计量;水表估抄造成售水计量的误差。
3 供水管网漏损防治对策
3.1保证管道工程施工安装质量和管道安全
合理选用管材,把好材料关[5]。选择管材的基本原则是:承压能力强,使用性能可靠,施工方便,使用年限长,内壁光滑,输水能力基本保持不变,造价低。选用优质的管材是保证给水管道工程安全运行的前提条件。
在给水管道的安装工程中,保证其施工质量是防止接口漏水,使管网安全、可靠运行的关键.在实际设计中,对管道的埋置深度、管道地基、夯实覆土的密度、接口的施工工艺等都有具体的规定和要求。在管道施工中应严格按照要求施工,提高施工技术,保证施工质量。改进接口形式提高接口质量,避免管道发生爆漏。
3.2旧管道的更新改造
为了减少管道漏损,适时而又合理的管网改造必不可少。按建设部文件精神,首先重点改造管龄在50年以上的管道和小区管网,其次是改造40年以上的管道。某些30年以上的居住小区,如管网结垢、污染严重,在条件许可的情况下也应进行改造。开发区的小区一般建设都在20年以上,大多采用镀锌管和钢管,腐蚀结垢较严重,多有漏水情况发生。小区管网的改造目前采用两种办法:一是传统的办法,即全部更换;二是采用磨研刮管和涂料的办法。
3.3做好新管道的防腐处理
新管道防腐必须严格按照工作流程执行,管道外防腐采用涂热沥青,管道内防腐采用水泥砂浆内衬防腐,具体做法按IS04179标准执行。对于老管道为提高经济效益,每五年进行一次防腐处理。原先过路管及临时水多采用钢管,埋地钢管安装前应做好防腐绝缘,焊缝部位未经试压不得防腐,在运输和安装时应防止损坏防腐层。
3.4做好水表计量管理工作
出廠水计量器具选型必须先进准确,确保计量正确;加强用户水表的强行周检工作,减少计量漏失;加大大用户的管理,特别是大耗水用户(洗浴、宾馆等)的监督管理工作,采用周抄制度;加大对无铅封和铅封损坏用户的重点稽查,加强对特种行业的洗浴、桑拿、洗车等用户监督管理。健全激励机制。主干管设环状网,保证水压水量,保证调配。次干管通过常闭部分阀门,加装单向阀和计量表,保证树枝状管网,利于分区分片指标承包和考核。
4结论与建议
通过对广州市近年来供水管网漏损资料分析,发现发生漏损的主要原因是:管道及管材质量原因、管道敷设安装质量原因、管道腐蚀与结垢的影响、计量误差等。
通过对漏损原因的分析,对漏损防治提出4点对策:保证管道工程施工安装质量和管道安全;旧管道的更新改造;做好新管道的防腐处理;做好水表计量管理工作。
城市给水管漏损因素往往不是单一的,而是由各种主客观因素多方面造成的,因此对管段的分析应从整体的角度出发,收集区域管网的漏损资料,把区域管网作为一个有机整体,对管网的连接形式、管材材质、承压、受力等情况进行综合分析,确定各影响因子之间的相互关系,对管网漏损进行综合控制。
参考文献
[1] 曹红梅. 城市供水管网漏失及其控制[J].工程科学,2009(23):148-149.
[2] 王翠萍.供水管网管材的选用[J].建材技术与应用,2005(2):36-38.
[3]NIU Zhi-guang,ZHANG Hong-wei.Application of LINGo to the Solution of
the Water Supply System’S Operation Model[J].Transactions of Tianjin University, 2002,8(4): 246-250.
[4] 牛璋彬,王洋,张晓健.给水管网金属化学稳定性分析[J].中国给排水,2005,21(5):18-19.
[5] 侯鸿昌,侯会乔.北京市供水管网漏损分析及控制措施[J].城市管理与科技,2005(4):175-176.