自来水的漏失与检漏

郑小明 厉静明
上海市自来水市北有限公司

一、自来水的漏失情况

　　广义的说，水资源是人类生产和生活中不可缺少的自然资源，也是我们赖以生存的环境资源。水资源问题不仅可能影响并制约现代社会的可持续发展，而且将成为21世纪全球资源环境的首要问题。
　　狭义的说，输配水系统中水的漏失，不仅增加了水处理方面的费用，而且还额外地增大了管网及其构筑物的投资和运行费用。因此各自来水公司对此均极其关注。
　　1990年，我国413个城市中，最高漏失率约为50%，平均漏失率虽7.08%，但据权威估测，实际漏失率约为12%。
　　据统计，1997年德国供水系统中，进入输配水系统的水量为56.6亿立方米，实际销售49.65亿立方米，自用水3亿立方米，实际水量流失3.94亿立方米。如以进入输配水系统的水量为基数，则全德国实际平均漏失率为6.96%。
　　英国最古老的西北水务的统计数据显示，其日均供水量约为230万立方米，向680万户用户供水，而供水管网长度约达4万公里。在96年4月97年3月期间，共修漏1万5千只，如把用户宅基管计算在内，则超过5万6千只。约有180名员工从事检漏工作，每周300人次从事修漏工作。通过每年约700公里的用塑料管代替维多利亚时代的铸铁管及建立1550个计量区域，漏水水平呈现显著下降趋势：92--93年度漏失水量为94.8万立方米/日，93--94年度为89.9万立方米/日，94--95年度为87.7万立方米/日，95--96年度为78.9万立方米/日，96--97年度为66.6万立方米/日，现状实际漏失率达到35--40%左右。
　　同样在英国，作为英格兰和威尔士最大的ANGLIAN水务公司，其日供水量达到121万立方米，而管网长度达到3、5万公里。它的漏失水平是英国最低的，95--96年度的潜心失率为21.3%，目前的漏失水平控制在5、8立方米/公里/日。而英国十大水务公司的均值为11.2立方米/公里/日。
　　目前日内瓦的漏失率则仅为5%。
　　根据资料，1997年国际自来水平均漏失率为17%。

二、引起自来水损失的原因

　　自来水的损失实际上由两部分组成：实际的自来水漏失和虚假的损失。
　　一般地，自来水实际的漏失或者是由于输配水系统管网及其设备的损坏引起，或者是由于闸阀、消火栓、接口等不密封引起。
而虚假的损失主要表现在计量和估量的不准确等方面如用户龙头的滴水每天可达250升，抽水马桶每天的滴水可达1000升，但由于没有达到水表的启动流量而没有计量；又如水表的计量精度、管网中冲洗、放空等业务工作时的计量不准等情况以及可能存在的私接私装等情况。
　　因此，输配水系统中漏失控制应着重在于实际的自来水漏失方面，对于私接私装等情况则应通过其他途径如法律途径予以解决。

三、漏失水平

　　从水资源的角度来说，漏失水量控制得越低越理想，也即漏失控制水平越高越好，但是控制漏失需要投入，立足于这一点，对于作为企业的自来水公司来说，则需要解决好控制漏失的投入与控制漏失得到的回报二者之间的关系。因此，从平均二者关系出发，漏失水平应控制在一个比较合理的区间。因为在达到某种水平后，漏失控制的投入要远大于所减少的损失。
　　作为定性分析，欧洲国家一般采用以下方法（作图法）：

　　该图在用作为定量分析时，由于涉及参数较多，需要作大量的进一步工作。Thameswater和Anglianwater等公司均没有作出过详尽的分析。不过上面提过的水务公司的2000年目标值为：西北水务日漏失水量控制在62.7万立方米，Anglianwate为12%。而可能为我们参考所用的参数则是原德国水煤气协会（原DVGW）根据统计分析得出的结论：
　　●远距离输水管系统漏失率<5%；
　　●配水管网系统漏失率<10%。或
　　●漏失水量<3l/Min/km

四、仪器检漏原理

　　大家知道，在管道破损处，漏水会形成声波并以正弦曲线的方式向管道两侧传播，遇到管壁时，就引起振动。
　　声波的强度与已传播的距离成反比，一直到在管道中不再振动为止。
　　虽然土壤的密度、类型等因素影响着声波的传播，但是，管径在其的传播中起到了极为重要的影响作用。
　　一般情况下，管壁随着给水管道口径的增加而变厚，管道因此而京戏得难以振动起来，因而声波的传播距离随之减少。小口径的金属管、刚性管能够产生足够的振动，但在某些非金属管中，声音信号的传递能力就很差（见下表）

　　在金属管中漏水声波的频率一般为500-3000Hz,非金属为100-700Hz。而上表告诉我们，随着频率的增加，漏水声波的传播距离急剧衰减。在实际中，金属管道DN400漏水声波的传递情况与PVCDN100管相似，这也就解释了相关仪为什么只能对小口径金属管道起作用的道理。

五、漏水的确定

　　借助于一项技术设备和一个受过专门训练的人使得快速和有效地减少自来水的漏失成为可能。
　　漏水的确定方法不乎下列二大类：
1、区域漏水确定方法
　　● 流量仪法
　　基于大口径输水管对漏水声波传递性能很差等情况，一般欧洲国家在输水管的两段设置流量仪，通过实时检测来了解该管的漏水情况。
　　● 区域装表法
　　给水管道上小破损所产生的漏水噪声可能反而比大破损大，因此漏水声大并不等于漏失量大。而一般噪声仪器是根据漏水声来确定地方的。根据欧洲国家的经验，漏水量的80%是由占20%的较大漏水所造成的。因此应该首先确定大漏水地方。为此，在隔离某区域后用表通过分布测试法可测出漏水量较大的范围，以便进一步确定实际漏点。
　　● 零流量法
　　原理基本同区域装表法，只是在后半夜0---6：00间通过软管向该区域送水并通过合置的仪器（如车载）来计量、分析。根据区域用户数，其有一个基准值。
　　● 噪声监听法
　　在夜深人静的时候，一般用水量较小，水压较高，背景噪声较轻，容易检听噪声。通过声响记录仪在预定的凌晨0-4（2-4）点间每秒记录一次噪声。
　　判断依据，每个漏点会产生一个持续的漏水声，其强度和频度恒定。根据一组噪声记录仪所记录噪声的相关程度，确定大体漏水点。
　　一般该系统至少需要用6只噪声记录仪。对于大型管网，最好设置12只。对于金属管道，一般每只间距为200-400米(Anglian实际使用间距为50-250米)，非金属管道间距小于100米。
　　该仪器由充电电池供电，可持续使用14天；也可每天设定，每天使用。它可装在与管道相连的消火栓、闸阀或其它设备上。在德国，较多地安装闸阀井内或地下消火栓上，盖上盖子后可免于受到干扰。
2、具体地点确定方法
　　● 根据测压曲线
　　通过沿管线的测压，决定漏水点。
　　● 相关仪
　　该仪器在国内用得比较多，在此不再赘述。不过有一点必须指出，当管道内存在空气时，结果将受到很大影响，且使用受到给水管道口径的影响。
　　● 电子听音法
　　● 普通听音法

六、系统漏水监测、检测方法的应用

　　我们知道，漏水控制的形式虽然多种多样，但可将其归纳成两大类：主动监测控制法和现场地点确定方法。
　　一般主动监测控制法的原则是：通过建立输配水系统漏水监测系统，定期进行检查、监测，确定较大范围内是否存在明显的漏水，其主要由非现场方法来担任；具体漏水地点的确定方法则由现场地点确定法担任。
　　欧洲国家由于地形的关系，其较多地采用由用户水库存（泵站）供水的分区供水方式。这样通过设置流量仪和采用远传技术，可实时对大口径输水管道进行连续的流量控制。对于配水区域，则通过
　　a)、分析用户水库（泵站）供水情况（瑞士用得较多）；
　　b）、设置计量区域进行分步测试（英国用得较多）或采用零流量法（德国用得较多）；
　　c）、通过建立定期巡查制度使用噪声监听法（TWS已积累了十多年的经验）等第一步非现场方法确定大致区域，为现场方法做好前期准备，然后进入第二步现场方法定具体漏水地点。
　　在英国伯明翰，SEVERNTRENTWATER服务49.4913万户用户，供水管道长度为4600公里，分成5个压力供水区，建立了166个计量区域（DMA），安装水表457只，并对130个工业用户进行实时记录监测。
　　至于现场方法一般既可单独使用，又可互相渗透使用。这方面国内各水司各有足够的经验，故不再赘述。
　　目前，Anglianwater正在研究一种号称为世界最先进的漏水检测方法：“空间远传测向技术”。让我们拭目以待，既紧跟给水国际先进技术又因地制宜地搞好我国的漏水漏水控制。

参考文献：
1、10.Taschenbuch der Wasserversongung;
2、DVGW:Planwerke fuer die Rohrnetze der oeffentlichen Gas-und Wasserverssorgung;
3、DVGW:PLanungsregeln fuer Wasserleitungen und Wasserrohrnetze;
4、United Utilities:Environment Report 1997
5、North west water:The leak spotter *p+2Xs guide;