供水管网产销差率分析及其漏损控制对策研究.pdf

2023 年 31 期研究视界科技创新与应用Technology Innovation and Application供水管网产销差率分析及其漏损控制对策研究李彩霞1，马运东1，孟国军1，武艳涛1，李晓辉1，李陆生1，2*（1.中州水务控股有限公司，郑州 450000；2.华北水利水电大学 水利学院，郑州 450046）供水管网作为城镇最重要的基础设施之一，担负着将饮用水保质保量地输送到用户手中的重任。如果将供水系统看作是一个封闭的系统，那么供水系统的理想状态应是进入配水管网系统的水量等于向客户出售的水量，然而实际情况并非如此。由于输配水管道漏失、蓄水池漏失与溢流水量和用户支管与计量表具之间的差值、政策减免用水量、消防系统用水量等均会导致供水系统中向用户出售水量小于系统进水量1，从而使得部分供水未产生收益，即产销差水量（无收益水量）。较高的产销差水量使收益流失、水资源浪费、运行成本增加，削弱了供水企业对必要的延伸服务的资助能力，从而对其财务活力产生不利影响2。已有研究表明供水管网漏失是导致产销差水量产生的重要原因。截至 2020 年，我国城市供水管网综合漏损率为 13.39%，个别城市漏损率甚至达到 25%以上。而国外发达国家，如日本、美国等的供水管网漏损率均控制在 8%以下，荷兰、德国、瑞士等则将漏损率控制在 5%左右。近些年，国家发改委和住建部组织开展了公共供水管网漏损治理试点建设，要求 2020 年我国公共供水管网漏损率高于 12%的试点城市（县城）建成区，到 2025 年漏损率不高于 8%；其他试点城市（县城）建成区，漏损率在 2025 年不高于 7%3。因此，在我国城镇化发展到大尺度、高密度的时候，如何降低供水管网漏损率？从而降低产销差水量，实现水资源节约、能源节约和社会经济可持续发展的目标。本文以河南省某区域为研究对象，开展产销差率分析及其漏损控制对策研究。1研究区域研究区域供水单位为股份制企业，主要经营自来水供应、供水管网铺设、改造、水暖配件经营、水暖安装、水表修与校等工作。研究区域目前有 3 座水厂，其中第一水厂和第二水厂均以地下水为水源，设计规模分别为 0.6 m3/d 和 2 m3/d，仅在第三水厂由于停电、水源问题等发生停产时启用；第三水厂水源采用南水北调水，设计总规模 3 万 m3/d。供水主管网长度约 126km，供水区域面积约 21.5 km2。2产销差率与漏损水量研究方法2.1水量平衡分析方法水量平衡是一种对供水系统输入、输出的水量量化分析的方法，国际水协（IWA）制定了标准国际水量摘要：供水管网是城市必不可少的基础设施，其漏损率的大小是判断供水企业经营和维护能力综合水平的一项关键指标。该文介绍国际水协水量平衡表，以某区域供水管网为实证研究对象，基于水量平衡计算结果，分析影响该区域产销差水量的关键因素，并提出近期、远期一系列管控措施，可为企业提高供水收益率、增加企业经济效益提供参考。关键词：供水管网；产销差；漏损；控制策略；水量平衡中图分类号院TU991.33文献标志码院A文章编号院2095-2945渊2023冤31-00怨愿-0源Abstract:Water supply network is an indispensable infrastructure in a city,and its leakage rate is a key index to judge thecomprehensive level of operation and maintenance capacity of water supply enterprises.This paper introduces the water balancetable of the International Water Association,takes a regional water supply network as the empirical research object,analyzes thekey factors affecting the difference between production and marketing in this region based on the calculation results of waterbalance,and puts forward a series of short-term and long-term management and control measures.This study can providereference for enterprises to improve the rate of return of water supply and increase the economic benefits of enterprises.Keywords:water supply network;difference between production and marketing;leakage;control strategy;water balance第一作者简介：李彩霞（1972-），女，工程师。研究方向为工程管理及运维技术。*通信作者：李陆生（1986-），男，博士，讲师。研究方向为水利工程。DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2023.31.02398-研究视界科技创新与应用Technology Innovation and Application2023 年 31 期平衡表的组成要素和专业术语见表 12，根据水量平衡结果，明晰漏损的主要组分，制定相应的实施方案。表 1产销差水量渊NRW冤构成要素的水量平衡表2.2产销差率与漏损水量占比分析所有围绕产销差水量管理、漏损控制的措施和决策，都必须基于对供水系统进行客观真实的评价，了解现阶段影响产销差率的主要因素，才能找准目标和方向4。研究区 2021 年 19 月水量平衡计算结果如图 1所示，月产销差率介于 13.80%26.17%，其中重要组成分别为暗漏占 25%28%，各类计量误差和数据处理错误造成的损失水量占 5%9%，各类消火栓等免费用水量占 2%3%。根据上述分析可知，研究区供水系统影响产销差率的关键因素：淤暗漏；于各类计量误差和数据处理错误造成的损失水量；盂各类消火栓等免费用水量。图 12021 年 1要9 月产销差率趋势图3漏损控制措施建议经过对研究区域供水系统的调研及对漏损现状评估，该区域产销差率目前的控制水平与国内外先进水平相比还存在一定差距，仍然有较大降低产销差率的潜力。基于研究区域供水管网水量平衡结果，可采取下列供水系统产销差率控制措施。3.1近期措施3.1.1建立表务管理系统根据 IWA 提供的水平衡计算表中关于表观漏损的计算，可以看出产销差水量中有很大一部分是表具计量误差造成的，可以说，管网漏损率很大程度与表具的计量精度与准确度间接相关，表具计量包括出厂流量计、分区流量计及用户水量计量。因此，研究产销差水量必须对系统计量的完整性和准确性有一个客观评价。对研究区域自来水公司而言，了解当前计量工作、计量设备中存在的问题，提高表务管理水平，具有重要意义。1）水表普查。水表是供水企业向用户收取水费的公平计量设备，是进行产销差水量管理的基础设施。确定管网中水表的位置及运行状态是企业完善重要基础资料的基本工作，也是产销差水量管理的重要工作。供水企业应该选择合适的时间对供水用户进行全面普查，尤其是大用户，对水表的信息进行统计：淤水表位置；于水表在营收系统对应关系及计费情况；盂是否正确安装并计量用水量；榆是否存在水表量程与水量不匹配问题；虞水表防护措施是否到位，抄读是否容易方便；愚是否存在旁通管、偷盗水的情况。2）大表监控管理。建议成立大水表管理中心，针对在册及即将安装的大水表，从水表购买、安装、使用至水表报废的生命周期过程进行管理，实现水表档案的维护、水表的拆换复购检等操作以及水表库存管理等;对水表因故障或周期强检换表等进行分析和统计，灵活查询水表在线状态。3）水表更换计划。严格执行水表周期检定、到期轮换的要求，加大对水表的更换或校验管理，国家强制实行的自来水水表使用年限是 6 年，在到达使用年限后可强制更换，对计量有疑问的水表应不定期进行校验5。4）提高抄表准确率。实行抄表轮换和抽检复抄的制度，加强供水企业内部管理。建立并完善供水企业内部用水和售水制度，建立一套科学的监管体系，从根本上杜绝人情水。提高水费收取精度，提高抄表准确率，减少漏户和人为产生的数据偏差6。5）使用智能抄表系统。研究区水表抄表中存在以下问题：产销差水量管理没有专门的部门；不收费抄表数据难以查询，甚至丢失；营收系统中存在预存水费部分的水量记录不规范现象；对于偷盗水罚款、其他包费费用折合水量记录不清晰；其他不收费项目无抄表记录等。合法用水量 管网漏损 收费的合法用水量 未收费的合法用水量 表观漏损（商业漏损）真实漏损（物理漏损）收费 计量 用水 量 收费未计量用水量 未收费已计量用水量 未收费未计量用水量 非法用水量 因用户计量误差和数据处理错误造成的损失水量 输配水干管漏失水量 蓄 水 池 漏失 和 溢 流水量 用 户 支 管至 计 量 表具 之 间 漏失水量 收益水量 无收益水量 99-2023 年 31 期研究视界科技创新与应用Technology Innovation and Application针对研究区水务现状，为完善产销差水量管理，建议指派专职人员负责产销差水量的管理，使抄收一体化，并改善营收系统功能，完善数据表单，制定相应的技术标准管理制度。推荐使用手机抄表，从源头实现抄表数据信息化，使产销差水量数据统一管理，避免丢失等问题。通过移动互联手段，采用最经济的成本管理好用户水量，提高水费回收率。同时数据能够自动化信息化上传到服务器，有效避免水量数据缺失。3.1.2DMA 管理DMA 通常作为分区计量工作的一部分，也有的城市将 DMA 定义为三级计量分区。DMA 管理工作指通过关闭阀门或加装流量计，利用进出口流量计对区域的流量进行计量，通过流量分析来评估漏损水平。实行 DMA 分区管理可以使供水企业各部门的责权利明晰化，并通过计量和监测的数据实行远程传输，做好对数据的采集与管理以及对小区的漏损状况进行分析评估，最终可以较为直观地反映该区域漏损情况，为管网管理提供科学依据7-8。3.1.3供水压力管理经调研，研究区管网真实漏失占总供水量的比例约 8%，管网压力越高，背景漏失水量越多。控制管网压力，可有效降低背景漏失，同时还能减少爆管概率。充分考虑研究区供水区域内的地形地貌对关键点的高程进行核实，制定规划改造方案，优化供水分区，改善压力不均衡，减少爆管和背景漏失，保证管网安全运行。3.1.4完善数据表单，水量平衡工作日常化对于供水企业来说，最初的水量平衡周期以年计，当工作逐步步入正轨和规范化之后，应该将其作为一项持续性、日常化的工作。建议供水企业根据自身情况将水量平衡分析周期定为每季度或每月，将其作为部门考核目标的重要部分。作为产销差水量控制计划的一部分，研究区需要明确哪个部门持有所需要的数据、数据是如何收集和上报的、提高数据准确性和及时性需要采取哪些措施。在公司内部将这些需要的数据公开，使每个部门能更好地了解其在漏损控制中的作用。在制定研究区供水管网水量平衡表的过程中，发现存在数据记录不全、缺失、错误等问题。管理部门必须加强对管网基础数据的重视程度，形成全面、真实、详细的水量营收数据和管网运行数据等记录，才能为管理中的科学决策提供有效指导。根据研究区供水管网的现状，总结现存的典型问题，并结合研究区供水特点，制定适合研究区的水量平衡表收集表单。在进行水量核算时，将产销差的具体组分尽量细化，后期营收系统升级改造时可实现该部分模块化、智能化，实现所有关键数据的自动处理与核算。3.2远期推荐措施3.2.1分区计量供水分区计量管理方案可以解决传统人工抄表存在抄表周期长、水费回笼慢、表具故障不能及时发现、配表不合理、影响计量精度、人情水现象和无法分析的用水漏失等问题。3.2.2加强对未收费水量的管理未收费水量包括：未抄表水量、供水企业安装但未在册用户水量、政策减免、为维护管网进行冲刷的水量和消防等公益用水等。对这些水量都应采用科学的手段进行计量，逐步减少无表不计量用户。3.2.3有效漏点维修在减少漏损点以降低漏水量方面，普遍存在一个管理误区，那就是认为只要能找到漏点便有效降低了漏损。然而，实际情况却是找到漏点后能及时进行有效维修，才可阻止漏损继续发生。当检漏人员找到漏点之后，应立即通报管网维修人员，维修人员进行及时维修，若维修不及时，只会延长漏水时间和积累更多的漏失水量。3.2.4消火栓用水管理淤加强对现有在册消火栓管理，对现有消火栓位置、使用状态、用途等进行分类排查统计，并在管网图上标明位置，便于后期维护管理。于加强无表消火栓巡查，构建消火栓用水管理系统研究区消火栓的总量为 438 个，其中有计量表的消火栓数量为 327 个，无表计量消火栓 111 个。有表消火栓的抄表、管理、收费归总调办负责，抄收水费和水量独立结算，不通过营业部结算。抄表周期：重点用户一月一抄，保证所有消火栓一个季度抄一遍。对于无表消火栓取水行为并未进行详细盘查统计。而无表消火栓无计量设备，存在偷盗水隐患，很难进行监控各罚款。建议对无表消火栓加大巡查力度，并逐步实现消火栓全部装表计量。这样不仅可以减少产销差水量，也可以提供详细的市政用水信息，为下一步财政拨款等事宜提供详实的数据基础，同时还应构建消火栓用水管理系统，便于后期维护管理。3.2.5完善检漏制度，缩短检漏周期研究区的水务公司没有专业的检漏队伍，对管网漏水的检测主要靠不定期外包检漏。这就存在检漏周期较长、检漏不及时的问题。根据研究区供水管网现100-研究视界科技创新与应用Technology Innovation and Application2023 年 31 期状，造成漏损的原因可能是旧的 PE 管道老化，预留的支管、堵头承插口有的松动漏水等。积极检漏发现暗漏并及时组织维修，可大大降低产销差水量。由于研究区供水系统规模较小，组建检漏队伍、配备专业的检漏仪器，成本投入较高。因此建议研究区水务公司可与专业检漏公司达成长期合作关系，合理确定检漏周期，完善检漏制度。即可减小检漏的人员、财务等投入，又能提升检漏效率，缩短检漏周期。做到跑冒滴漏等现象及时发现、及时维修，对漏损严重和供水影响较大的供水管网进行有计划的改造，避免产生更严重的漏损或爆管现象，切实为维护管网安全运行保驾护航5。3.2.6加大供水设施的巡查力度加强对供水管网、管网附属设施、消火栓等供水设备的巡检力度，及时发现破损、漏水现象，避免管道及附属设施因长期跑水而无人监管的现象。消火栓是市政建设必不可少的基础设施，但因管理不善，会导致经常有人擅自开启，私自用水。如果管网巡查力度不够，往往会导致管网长时间漏水。加大巡查力度，可有效避免此类现象，有利于降低产销差水量。3.2.7加强管网改造，提高施工质量管网工程是地下工程，是隐蔽工程，管网老化、暗漏等不易被发现。所以应定期对管网漏水情况、维修情况进行统计分析，通过对管网运行状态、管网水质水力条件、安全运行等多方面进行评估，筛选出需要更新改造的管道，有计划有目地进行管网改造工程，加大投资力度。管网施工及改造过程中，应规范管道设计标准，严格按照 GB 500142021室外给水排水设计标准等一系列标准进行规划设计，以提高管网规划设计质量，为后续管网施工提供可靠的技术支持。管网施工过程中应严把质量关，合理选取管材，以减少真实漏损。给水管材的选取应遵循以下原则：淤有足够的强度，可以承载一定的外部荷载水密性良好；于管道内壁光滑，水力性能好价格适中，使用年限长防水性能、防腐性能良好施工简单、工作可靠；盂管网施工验收应严格按照 GB 502682008 给水排水管道工程施工及验收规范 执行，提高施工质量，减少跑冒滴漏水量，降低产销差水量。管网管理是一项综合复杂的工程，应多管齐下，统筹管理，才能保证管网安全运行，减少漏损水量。3.2.8建立管网 GIS 系统研究区管网信息还局限于 CAD 电子图，图上管线属性信息不完善，建议下一步构建管网地理信息系统，通过综合使用数字化图像和高级数据库技术，使企业更直观、形象、清晰了解供水管线并进行资产管理。3.2.9构建管网水力模型为提升管网精细化管理水平，建议研究区构建管网水力模型，对供水管网进行科学合理规划、科学调度和漏损控制。管网水力模型可应用于：淤管网新建改建规划；于合理划分 DMA 分区；盂合理确定管网压力水平；榆根据管网施工进行停水分析；虞供水的调度及事故分析。4结束语本研究通过对研究区域的基础数据进行调研与分析，发现了研究区域产销差率较大的现状，进而希望通过水量平衡分析，来判断产销差水量的各个构成部分，并以此为依据给出相应的漏损控制措施。参考文献院1 许月霞，张冰心，娄宁.IWA 水量平衡应用于我国供水系统水量平衡分析J.给水排水，2016，52（3）：112-115.2 周有德.供水企业减少无收益水量的研讨与实践J.净水技术，2012，31（3）：1-4，9.3 国家发展改革委办公厅 住房和城乡建设部办公厅关于组织开展公共供水管网漏损治理试点建设的通知（发改办环资2022141 号）EB/OL.https:/ 张可欣.从水量平衡谈郑州供水产销差率控制J.中国给水排水，2018，34（8）：27-30.5 英马尔科姆 法利.无收益水量管理手册-供水管网漏损控制指南M.候煜坤，赵春会，胡辉，译.上海：同济大学出版社，2017.6 肖琳.供水管网漏失原因和防治措施探讨以滁州市为例J.滁州职业技术学院学报，2017，16（2）：64-66.7 王光辉，韩伟，魏道联，等.DMA 分区管理在首创水务公司供水管网中的应用J.给水排水，2010，36（4）：111-114.8 任春娇，刘非，余薇薇.基于 EPANET 的供水管网优化J.市政技术，2022，40（5）：98-103，145.101-