物理漏失，也稱真實漏失，是管網(wǎng)漏損的重要組成部分，它是指由于管道及其附屬結(jié)構(gòu)破損導(dǎo)致的真正從管網(wǎng)系統(tǒng)中泄漏出來的水量。可以說，物理漏失是真正被浪費掉的水量，需要更加重視。同時，物理漏失越高，說明管網(wǎng)的健康狀況越差，需要加強(qiáng)管網(wǎng)的維護(hù)。因此，供水單位普遍重視管網(wǎng)物理漏失的控制。然而，由于管網(wǎng)多埋于地下，破損點難以發(fā)現(xiàn)，物理漏失也是控制的難點。IWA微信公眾號今天帶大家了解管網(wǎng)物理漏失的控制技術(shù)與優(yōu)化使用。

管網(wǎng)物理漏失的檢測技術(shù)

物理漏失的根源在于管網(wǎng)系統(tǒng)的破損，從而使得水從破損處泄漏出來。這個過程就會產(chǎn)生很多的漏水音信號。漏水音主要包括水從漏水孔向管外噴射時產(chǎn)生的摩擦音、噴出的水沖擊周圍介質(zhì)時產(chǎn)生的沖擊音、管道內(nèi)的水在漏水孔周圍旋轉(zhuǎn)時形成渦流的聲音及管道因漏水而產(chǎn)生的震動聲等聲音的總和。最常見的傳統(tǒng)物理漏失檢測方法便是基于對這種聲音信號捕捉而產(chǎn)生的技術(shù)，這一類技術(shù)統(tǒng)稱為聽音法（CJJ 159 –2011 城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏水探測技術(shù)規(guī)程）。除此之外，非傳統(tǒng)方法還包括采用示蹤氣體法或管道內(nèi)窺法來探測管道的損傷。隨著現(xiàn)代計算技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，一些“智慧”方法與上述傳統(tǒng)檢漏方法進(jìn)行結(jié)合，形成了智慧型的常規(guī)檢漏法，包括遠(yuǎn)傳型噪聲記錄儀法；具有顛覆常規(guī)辦法遙感探測法、虛擬分區(qū)結(jié)合人工智能運算的方法等。

常規(guī)與智慧測漏方法

這些檢漏技術(shù)各有優(yōu)劣，深圳水務(wù)集團(tuán)的金俊偉認(rèn)為若從定位精度和應(yīng)用難度兩個維度來考慮，聽音法應(yīng)用難度最小、定位最準(zhǔn)確，所以在供水單位得到了廣泛應(yīng)用。智能球、瞬變流等方法定位精度也較高，但應(yīng)用難度較大。以DMA夜間流量分析為代表的流量分析法，定位精度較差，但應(yīng)用相對簡單，所以它常被用于監(jiān)控一個區(qū)域有沒有發(fā)生漏水異常。而管網(wǎng)資產(chǎn)管理與水力模型法，定位精度較低，應(yīng)用難度也較大，所以在供水單位應(yīng)用不普遍。但是作為一種資產(chǎn)及其運行狀況的評價，它們是值得采用的。

物理漏失探測手段

管網(wǎng)物理漏失的控制技術(shù)

當(dāng)供水單位發(fā)現(xiàn)物理漏失之后，最基本的處置方法是開挖修復(fù)。根據(jù)IWA的系統(tǒng)化漏損控制方案，及時的破損修復(fù)是控制物理漏失的重要手段。除此之外，管道更新和壓力管理也是控制物理漏失的主要方法。來自賽萊默（中國）有限公司的孔祥劼認(rèn)為，在漏損控制的不同階段，應(yīng)采取不同的解決方案。在初期漏損率較高時，應(yīng)重點開展檢漏工作；當(dāng)漏損降低到一定程度時，再對管網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行評估，制定并實施管網(wǎng)更新計劃；最后，當(dāng)管網(wǎng)破損狀況得到改善后，應(yīng)實施優(yōu)化的動態(tài)壓力管理，進(jìn)一步降低管網(wǎng)漏失。在具體實施的過程中，供水單位應(yīng)根據(jù)自身的情況確定正處于哪個階段。根據(jù)王雨夕的建議，如果漏損率高達(dá)40% 時，漏水調(diào)查是最重要措施，降到25% 以下后，再開始引入其他措施。

漏損控制不同階段的解決方案

前面提到，管網(wǎng)更新是控制物理漏失的主要方法。實際上，管網(wǎng)更新是一種從根本上減少物理漏失的手段，因為它不僅消除了現(xiàn)有的漏水點，還提高了管網(wǎng)的承壓能力，降低了新漏水點發(fā)生的可能性。尤其是將管材質(zhì)量較差的管道更新為管材質(zhì)量較好的管道更是如此。目前，不銹鋼管道的應(yīng)用正越來越受到供水單位的青睞。不銹鋼材質(zhì)比鑄鐵管道強(qiáng)度更高，更抗腐蝕。采用不銹鋼管道可大大降低物理漏失。維格斯（上海）流體技術(shù)有限公司的高勝華介紹道，以日本東京為例，從 1983 年到 2016 年，其小口徑不銹鋼管道的占比從 11% 上升到了 98%，而其漏損率從 14.7% 下降到了2%。這充分說明，不銹鋼管材的應(yīng)用，對控制漏損起到了根本性作用。

東京不銹鋼管使用率及漏損率比較曲線

壓力降低之后，所有漏水點的泄漏速率都會隨之降低。同時，也會降低新漏水點發(fā)生的可能性。所以，管網(wǎng)壓力控制可謂是控制物理漏失最有效的手段。因此，對于地勢高差較大或者供水范圍較廣的城市，一般都會進(jìn)行壓力控制。例如，臺北有87% 的用戶是由二次供水供給，不受市政管網(wǎng)水壓的影響，因此其采用了低壓供水策略，同時采用變頻器使壓力更加穩(wěn)定。隨著管網(wǎng)壓力的逐步下降，漏失量也隨之顯著下降。

管網(wǎng)壓力控制及效果

水錘會對管網(wǎng)造成沖擊，嚴(yán)重時會導(dǎo)致爆管。因此，消除水錘也是控制管網(wǎng)漏失、保障管網(wǎng)安全的有效措施。新歌閥門（太倉）有限公司的李珺認(rèn)為，傳統(tǒng)消除水錘的方法有調(diào)壓塔、快閉止回閥，傳統(tǒng)方法有利有弊，沒有任何一種方法可以適用于所有系統(tǒng)。調(diào)壓塔是最傳統(tǒng)的方法之一，優(yōu)勢是可靠，缺點也很明顯，占地大，建設(shè)成本高，初次投資高。歐洲常用的是壓力罐和壓力鼓，優(yōu)點是對水質(zhì)不產(chǎn)生污染，可靠，缺點是成本高。爆破膜以前采用，現(xiàn)在不常用，缺點是需要人工干預(yù)。常見管線設(shè)計按照地勢設(shè)計，不同系統(tǒng)適用的水錘解決方案不同。

傳統(tǒng)消除水錘的方法

如何優(yōu)化地控制管網(wǎng)物理漏失？

檢漏修漏、管網(wǎng)更新和壓力管理三種物理漏失控制措施的成本和效益各不相同，根據(jù)臺北的實踐，檢漏修漏對降低物理漏失的貢獻(xiàn)率為5%，管網(wǎng)更新為50%，壓力控制為45%。而在成本方面，管網(wǎng)更新占了總投資成本的81%。這些數(shù)據(jù)充分說明，在進(jìn)行漏失控制時，在不同條件下采取何種措施具備優(yōu)化的空間。

不同措施對產(chǎn)銷差降低的貢獻(xiàn)率

隨著我國管網(wǎng)分區(qū)管理工作的推進(jìn)，供水管網(wǎng)被劃分成越來越多的分區(qū)。如何科學(xué)地制定這些分區(qū)的漏失控制措施，是供水單位面臨的一個重要問題。如果措施制定得合理，則可以提高漏失控制的效率和經(jīng)濟(jì)有效性，否則，就可能會導(dǎo)致效率低下，成本回收期延長。

來自中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心的徐強(qiáng)在本次論壇上分享了基于管網(wǎng)分區(qū)管理的漏失優(yōu)化控制策略。他認(rèn)為，由于每個分區(qū)的管網(wǎng)基礎(chǔ)屬性不同（管材、管長、管齡、戶數(shù)等），運行壓力不同，因此每個分區(qū)存在一個獨一無二的最低可達(dá)到的最小夜間流量。確定該最低可達(dá)的最小夜間流量有助于評估分區(qū)管網(wǎng)的漏失狀況，并可輔助制定優(yōu)化的控制策略?；?6 個DMA 樣本的數(shù)據(jù)，建立了DMA 最低可達(dá)的最小夜間流量模型，并將該模型用于了DMA 漏失狀況評價與漏失控制策略優(yōu)化。通過對北京市供水管網(wǎng)240 個DMA 數(shù)據(jù)的分析，借助于研究提出的方法，評價出96 個DMA 的最小夜間流量超出合理水平，95 個DMA 應(yīng)開展檢漏工作，122個應(yīng)進(jìn)行壓力控制，檢漏和控壓的成本回收期均為1 年之內(nèi)。

漏損控制策略優(yōu)化模型及應(yīng)用效果

供水單位應(yīng)綜合地、優(yōu)化地采用漏失控制措施，避免措施單一化。在此過程中，應(yīng)充分考慮技術(shù)成熟度、經(jīng)濟(jì)有效性。

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