北京市供水管网漏损状况及控制措施

北京市自来水集团

刘锁祥

2003年10月

在城市节水工作座谈会暨城市供水管网漏损控制研讨会上的发言

各位领导、各位同仁：

　　建设部城建司、中国水协联合召开城市节水工作座谈会暨城市供水管网漏损控制研讨会，我们感觉是非常适时、非常必要的。这不仅对于推进节水事业的发展和供水管网漏损控制具有重要的意义，而且对促进供水企业的现代化建设，也将产生积极的影响。在此我代表北京水司向主办单位和热情接待我们的沈阳水司的朋友们，表示衷心的感谢!
　　借此机会，我就北京供水管网漏损状况及控制措施谈谈我们的一些做法和体会，以期同大家共同交流，不妥之处请批评指正。

北京市供水管网漏损状况及控制措施

　　城市供水管网是城市赖以生存和发展的物质基础，被称为城市的“生命线”，其正常运行和有效工作已成为城市保持生命活力的重要前提条件之一。北京市自来水集团公司担负着全面保障首都用水的重要任务，城市供水管网的运行可靠与否：同市民的生活、工作、工业生产等各个方面密切相关。管线一旦发生漏水，不但影响交通，造成停水，干扰市民的正常生产和生活，而且对于供水企业来说，水量损失意味着增加了供水成本，对企业的经济效益和社会效益会造成直接影响。故国内外供水企业无不把加强供水管网的漏损控制，降低管网漏损率作为企业的一项重要工作。

一、北京市城市供水管网概况

　　北京市自来水公司成立于1910年，约有近百年的悠久历史。在1910年，水量仅为1600m³／d，截止到2002年底，北京市自来水集团公司市区已有10座水厂，供水能力达300万m³／d。
　　目前，市区供水管网的覆盖范围是：东巨朝阳区定福庄，西到石景山区古城，南至亦庄经济技术开发区，北到回龙观文化居住区、中关村生命科学园和永丰高新科技产业基地。供水面积近500 km²，管线长5795.95 km，附属设施包括闸门49808座，消火栓22400座，测压测流井690座，排气阀1 794座。
　　随着城市化建设不断发展，城市经济活动日益加强，城市人口急增加，使得用水性质及用水量也在发生变化，供水管道的口径、管材、管线长度等都随之发生了变化。截止到目前，自来水管线的最大直径已达到DN2600mm。管材也由六七十年代的灰铸铁管、石棉水泥管、混凝土管等发展到现在的钢管、球墨铸铁管等。管线的长度更是与日俱增，1949年以前，管线长130818.75m，89年代以前的管线有3725336.82m，截止到2001年末，管线总长度达到了6045574.10m，其中市区管线长度为5595946.34m。管道防腐也随着技术水平的提高发生了很大变化，70年代以前的管道外防腐为石油沥青，80年代以后外防腐材料为环氧煤沥青和石油沥青，内防腐已由原来的无毒冷底子油改为水泥砂浆衬里。

二、影响城市供水管网漏损状况的主要因素

　　1.北京市城市供水管网漏损状况
　　随着北京市供水。管线的大力发展，管网漏水已成为制约企业发展的一个重要因素。据我们对2001年以来损失率的统计至2003年9月有明显的上升趋势，详见下表。

2001、2002全年及2003年前三季度水量计量误差对损失率的影响一览表 　 市区供水量(万立方米) 售水量(万立方米) 损失率

配水计量误差 　修正后损失率 　对损失率　 的影响 2003年1—9月份 69259.420 39294. 160 　21.82％ 　　 3.26％ 　 19.18％ 　2.64％ 2002年全年 66316.199 54967.090 　17.1l％ 　　 0.40％ 　16.70％ 　0.41％ 2001年全年 66718.540 56065.970 　18.05％ 　　 2.54％ 　 15.97％ 　2.08％ 附：表中2001年度测试后，已对测量计进行调整，2002年度测试后流量计未做调整。

　　近几年的管网漏损统计资料表明，管网年漏水点数高达3000个以上，1999年DN75mm以上的管线漏水点数为773处，2000年DN75mm以上的管线漏水点数为807处，2001年DN75mm以上的管线漏水点数为1038处；2001年的漏水总量为2698827m³，其中明漏的漏水量为720686m³，暗漏的漏水量为613314m³，工程漏的漏水量为1364827m³。
　　2. 影响城市供水管网漏损状况的主要因素
　　（1）计量误差
　　计量误差是供水管网漏失的一个重要因素，涉及供水的出厂计量和售水计量。出厂计量误差主要来自计量仪表自身的计量精度以及设备不完善和运行不稳定。如有的出厂管道由于条件限制没有安装流量计，依靠水泵的性能曲线和水泵台数来估计供水量，出厂流量计在流量、水温、水质有某些变化时或随着使用时间的增加，出现计量不稳定或发生故障。
　　售水计量误差：（a）水表经过一段时间的运行后计量精度会变化。大口径水表（DN80～DNl50）随着使用时间的增加转速变慢，计量误差趋负，小口径水表(DNl5—DN80)随着使用时间的增加转速变快，计量误差趋正。(b)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，这些用水无法计量。(c)在水表抄读中的估数抄表也会造成售水计量的误差。
　　(2)造成供水管网漏失的主要因素
　　①　管网材质原因
　　由于供水管网长期埋于地下自然老化，加之酸碱土壤腐蚀等原因，有些管材很容易造成管网漏损，从而导致管网不能良好运行。我集团目前使用的供水管道材质主要包括球墨铸铁管、钢管、普通灰铸铁管、预应力混凝土管，新建管线则全部采用球墨铸铁管和钢管。从九十年代初开始使用球墨铸铁管以来，从未发生影响较大的爆管，根据表4可以看出：由于材质引起管道漏损事故达37处，占总比例的7.82％，其中以普通灰铸铁管、预应力管居多，根据表4可知，铸铁管造成的漏损事故比例高达97.66％，当然这和铸铁管本身在整个管网中所占的比例(80.75％)很高有关。
　　但是普通灰铸铁管与现在的球墨铸铁管相比，强度与韧性都已落后。铸铁的强度本身就不是很高，连续浇铸工艺使管壁冷却过快，增加管身脆性，又进一步降低强度。铸铁管道的管壁较厚，通常铸铁管道周围的锈本身形成保护膜减慢管道腐蚀的进行。只要不接触酸性很强的土壤或水，…般很少因腐蚀导致漏水。但在埋设时管外面的防腐层容易造成损伤，以及在以后的施工中造成破损时也会生锈，强度降低，导致管道折损漏水；另一原因是根据原久保田标准普通灰铸铁管分为普压管和低压管，而我集团当年曾少量使用过低压管，而随着城市管网不断向周边地区延伸，因此，为保证边远地区的用水，供水压力正逐年提高，加大了这部分低压管的负荷，成为安全供水的另—隐患。
　　例如今年7月3日东大桥路口DN600爆管便是由此原因造成的（如照片所示）。而造成预应力管破损的原因主要是由于管道生产质量和施工质量低下造成的，据统计，从1987年至2002年底，预应力管共发生破损37次，其中接口漏水11次，约占总数的30％，由于管材本身材质和管道腐蚀造出的漏水共4次，约占总数的10％，例如钢筋裸露在混凝土外，造成钢筋锈蚀折断，降低管道承载强度。

　　②管道接口原因
　　管道接口往往是发生漏水的薄弱环节。由表4中的统计数据可以看出，管道接口漏水占有很大比例，达到了15.86％。这主要是由于铸铁管道早期接口为硬性接口，应用较多的接口形式是铅麻接口、水泥和麻接口，这种接口形式容易造成松动，漏水频率较高。五十年代起，城市供水管道接口填料普遍采用石棉水泥，以后又发展为膨胀水泥。这类填料刚性很强，握固力也很好，似乎把管道联接成一个整体。当管道产生不均匀沉降或者由于温差引起收缩时，收缩的受力和接口填料的握管力大于管道抗拉能力，从而导致管道横向折裂，引起漏水。
　　③野蛮施工造成的工程漏
　　一些不文明施工单位只要求施工进度，不管其它管线的安全。有的挖断管子，有的在管线上增加负荷(如堆土、车压)，造成管道破损。还有一些单位在上水管线附近施工，不注意对上水管线周围土壤的保护和回填，造成滚管和地基沉陷。另外在管线周围打桩、拔桩、降水等都可能造成上水管线的损坏。
　　例如，2001年6月5日，某施工单位用挖掘机开槽时，将已暴露的DN600管线挖断(如照片3)，结果造成德宝小区内二十多栋楼房停水，经自来水集团抢修队6个小时的抢修才恢复供水。又如2001年6月8日，照片3中被悬吊的自来水管断裂，造成北京动物园、天文馆附近居民停水。

　　④管线被占压造成的漏失
　　管道上边乱堆乱放货物，随便建立临时性建筑物，直接压在供水管道上，当基础超过其荷载极限时，发生沉降，导致管道断裂、脱节而爆管。车辆行驶不规范，为装卸货物方便，随意驶入人行道撞压所致管道爆管事故也时有发生。
　　如今年初市政文物局的施工队在崇文门明城墙作整修施工时，将大量暂存土压在DN600的管线上，堆土高达8米，而且将闸门也掩埋了，结果造成水管断裂(如照片4、5)。这样既影响了及时关闸止水，又延误了抢修时间，造成北京站供水告急，险些酿成大祸。
　　⑤管道敷设安装质量原因
　　管沟基础及回填土处理不符合规范要求。由于地基下沉和基础不好造成的漏水比例最高。管道基础不好，往往表现为管沟的底部不平，机械开挖时无其它平整措施，结果是管道沉陷较多。管沟回填土时不符合规范要求，如回填土中含有硬物、未分层夯实或管道两边的密实度不同，使管道局部受力显著增加，大大增加了爆管的可能性。
　　支墩、靠背未按标准施工。在较大口径管道的弯头、三通、堵板、变径管等处有较大的外向推力致使管道接口移动，尤其是柔性接口，所以应设支墩、靠背防止管道移动。如果不按设计标准进行设置支墩、靠背，管道通水后，很容易发生位移变形而漏水。
　　⑥违章用水
　　违章用水是指对公共供水设施的私自拆、改、移和未按照相应的用水类别缴纳水费、违章从绿化水管和消火栓窃水，私开跨表闸门、在表前私自安装水管盗用水等。违章用水会直接造成未计量水，从而导致管网产销：差率增大，资金的不能正常收回，直接给供水企业造成；极大的经济损失，使供水企业的成本上升，有时还会直接影响到供水管理秩序的正常运行。
　　⑦营销管理方面
　　供水营销的主要工作是查表收费，由于管理不到位、责任不到位、工作人员责任心差，产生种种漏洞。比如漏立户使供水量不能按期计量收费，甚至造成重大的水量丢失。有个别工作人员内外勾结营私舞弊，使企业蒙受损失，人为加大了产销差率。
　　对供水企业自身用水的计量与管理不当，也是造成水量损失的原因之—，如对新建管网进行冲洗时，按规定应该为2小时，但是由于操作人员不按规定严格执行，造成冲洗时间过长，白白浪费了水资源。

三、减少管网漏失的经验

　 1.严格执行有关标准，加强出厂水的计量管理
　　出厂水的计量，是统计漏失率的基础数据和基本条件。因此加强出厂水的计量管理是一十分重要的环节。按照规定，供水企业出厂水计量工作应符合CJ／T3019《城镇供水水量计量仪表的配备和管理通则》，并且坚持执行对出厂水计量仪表的周期签定，保证计量的准确性和可靠性。
　　2.加强管网管理
　　（1）加强质检队伍建设，保证施工质量
　　施工必须严格按施工规范进行，尤其是对管底基础、管道接口、覆土的质量、试压验收等一系列工序都必须严格把关；提高质检人员的技术业务素质，质检人员必须具.备施工经验，确保质检人员都是施工的行家里手，以免被表面现象所蒙蔽；加强材料检验，要求施工部门提供厂家的合格证及购货发票复印件，特别强调必须使用供水企业认定的产品，以确保质量和管道安全。
　　（2）对可能造成漏失的管网附属设施及时检修更换
　　阀门是管网中的主要设备，给水管网中的阀门要经常处于良好状态，随时都能启闭。为此对已损坏不能正常使用或者老旧淘汰阀门要及时修补、更换。如我公司从2000年至今，已投资2300多万元更换老旧阀门150多座，大大减少了由于阀门原因所造成的漏水。还有盘根也是发生漏水的一个重要环节，尤其是油麻盘根漏水观象严重，因此我公司今年1—7月份已换盘根2043处，大大减少了水量损失。另外对于经常由于接口造成漏水的混凝土管进行套筒定位密封技术改造，消除了接口漏水隐患。
　　3.加强用水管理
　　（1）建立供水稽查制度，认真查处违章用水
　　违章用水和拖欠水费是困扰供水企业的一大难题，给企业造成极大的经济损失。为维护企业的合法权益，挽回经济损失，我们认为必须建立有效的供水稽查机制，加大对违章用水的查处力度。
　　2001年6月我们成立了稽查大队。经过2年的努力，共查处违章用水916起，收回违章水费约2000万元，减少水量损失650多万立方米。
　　（2）安装消火栓防窃水装置
　　为了防止通过消火栓进行窃水，我公司从2001年开始对全市消火栓进行防窃水装置的安装，到目前为上，总共改造了2万多座消火栓，消除了窃水的一个重要途径。
　　（3）加强供水终端的计量管理工作
　　供水终端，即我们供水企业的自来水营销工作。具有两大基本职能，一是进行售水量的抄表统计和完成水费回收。二是降低产销差率，最大限度地降低企业成本和损失，追求效益的最大化。从企业的根本经济效益上讲，我们必须紧紧抓住这个至关重要的关键环节。
　　①严密管理　 堵塞漏洞
　　加强售水的计量管理，首先是所有用户必须装表计量，同时要根据用户的用水性质和水量合理配置计费水表的口径。既要保证水压水量，也要保证不丢失水量。在此基础上建立完善的表务和用户信息管理系统，实观对用户及计量水表从安装到关止全方位、全过程的管理。对周期换表、故障换表实行有效监控，堵塞私改、私校、私移表位和表径等—些违章行为和管理上的漏洞，对全部用户信息整理核实，保证用水性质及核定水价的准确合理，建立完善户（用户）表（计量）量（水量）费（水费）四位一体，的管理制度和有效措施。
　　②提高查收工作的科技含量，推广应用新型智能水表。查表准确计费合理，这是我们对外服务的基本要求，也是我们准确统计售水量，计算漏失率的可靠依据。但首先是能保证查到水表，而不是估数。2000年以来，我们在市政府的领导下，实施了查表到户工作。目前北京居民楼用户约为120户，使用的仍然是机械表，需要入户查表。但很多用户经常家中无人，估数的观象难以避免。特别是今年“非典”期间，广大用户拒绝入户查表，我们只能估数开帐。这对我们售水量统计的真实性、可靠性产生了极大的影响。因此，我们认为，推广应用新型智能水表，不仅是今后发展的方向，并且已经是势在必行了。
　　我们认为，居民楼内的户表，应逐步更换成有线远传水表。一方面，不入户即可查表，解决了以往难以解决的估数问题，可以保证售水量的准确性和可靠性。
　　目前我们在旧有楼房中进行了试点，取得了较好的效果，并准备在今后的5—6年内全部完成改造工作。在新建居民楼报装时，我们则要求水表出户，确实不具备出户条件的，要安装远传水表，否则不予验收通水。
　　对于用水量比较大的用户和一些特殊行业用水，我们试点安装了大口径无线远传水表。这种水表在我们帐务中心的机房内就可以随时读取用户的信息，可以有效地监控用水变化情况，杜绝违章用水和窃水行为。
　　4.加强管网漏失检测
　　（1）成立了检漏公司，加强检漏的主动性
　　为了适应集团公司改革发展的需要，建立符合市场经济规律的洪水管网管理体系，引入竞争机制，有效控制管网运行中的漏失，降低管网漏失率，提高经济效益，于2001年7月26日，组建了闻达通管道检测技术有限公司。
　　闻达通公司成立后充分利用新体制、新机制的激励和约束作用，以降低管网漏失为主线，对原有的工作方式进行了调整，由原来的检漏工确定个人区域巡，检改为周期性普查式的巡检方式。打破了检漏工原有的固定工资模式，改为业绩与工资挂钩的计件工资，从而充分调动了职工的积极性，使工作效率得到了极大的提高。
　　闻达通检漏公司自成立以来所检测到的暗漏数量及减少漏水量详见下表：

闻达通检漏公司检测暗漏及减少漏水量表 　　 时间 检暗漏数量(处)　 减少漏水量(万吨) 2001.7.26～2001.12.31　 252 1289.99 2002.1.1～2002.12.31 700 1721.14 2003.1.1～2003.8.31 362　　 1314.49 合计　 1314 4325.62

　　（2）成立漏失控制研究小组，积极探索漏损控制方法
　　为了解决管网漏水这个供水系统中普遍存在的问题，实现管理的科学化和现代化，必须依靠科技进步的手段。为此在北京市市政管委的大力支持下，于2003年7月集团公司与北京工业大学联合开展了管网漏失控制课题的研究。本研究课题将以“漏失控制”为突破口，以北京市管网区域管理系统的建立原则和理论基础为重点研究内容，借助于典型小区观场试验、GIS系统平台上的计算机模拟和管网普查的综合手段，探索总结出一套适合北京市供水管网情况又对国内其他水司有借鉴意义的研究成果。
　　针对北京市供水管网的漏损状况，供水分公司对—系列漏损控制方法也进行了实验和研究，比如通过最小流量法、局部压力控制法、代表性区域漏损率测定等方面的尝试，积累了一些重要的基础资料和数据，一些实验结果对保证我市供水管网能够更高效、安全、稳定的运行，有重要的参考价值。

四、降低管网漏损的几点措施

　　在贯彻《城市供水管网漏损控制及评定标准》的过程中，我们认为还需要做大量的工作，不仅是在管网漏损检测方面，还包括管网的日常维护及管理。
　　我们认为做好以下几个方面的工作对减少管网漏损有着重要意义：
　　1、加大投资力度对老旧管线及附属设施更新改造。
　　目前，市区供水管网中使用期限超过50年的及文革中铺设的老旧管道共有127.8公里，口径为DN75—DN400，由于严重老化锈蚀，暴管事故时有发生，造成自来水大量流失浪费。为从根本上解决好这个问题，我们加大了投资力度，决心彻底更新改造存在严重隐患的老旧管线及附属设施(主要是闸门)。根据北京市政建设的具体情况，我们结合道路改造和房地产开发项目编制了具体的更新改造计划，并且已经实施。
　　2、加强立法工作，加大打击违法、违章用水力度。
　　加强城市供水的立法工作，是保障公共供水设施安全运营，维护供水企业正常生产经营秩序的强有力的武器。健全了立法工作，就使供水企业有法可依，才能有效地加；大打击违法违章用水的力度。天津水司联合司法局、公安局等部门出台的法规及北京电业部门今年出台的法规十分值得我们借鉴。我们十分希望同全国水协及各地水司认真研究进一步完善、健全供水立法工作。同时我们在主观上管理上采取更为严密的措施，严禁私自接水和窃水行为，堵塞漏洞。
　　3、加强计量工作管理
　　(1)坚持装表计量。目前有些水司对一些特殊用水没有进行计量，包括水厂厂区自用水、管道放空、冲洗用水和市政公共用水等。其实从生产数据统计和漏失率，产销差率计算的角度看，计量还是有必要的，可以通过临时装表计量或用水压差法计算。
　　(2)选择优质计量设备。准确计量对于计算漏失率和产销差率有重要影响。计量设备在选型上要注意精度高、性能稳定，精度经过标准计量设备标定等因素。
　　(3)强化定期检验、复验和更换制度。由于流量计和用户水表使用时间较长以后，计量精度会有不同程度的下降，因此要定期进行校验或更换。
　　4、加强管网的基础管理
　　(1)管线基础资料准确、齐全
　　供水企业要掌握管网现状，必须要保证资料准确、齐全。管线基础资料包括管道的直径、材质、位置、接口形式、敷设年份，阀门、消火栓、泄水阀等主要配件的位置和特征，用户接水管的位置及直径，用户的主要特征等。如果管网资料不全、不详、不准，一旦发生事故，就不能及时做出相应的应急处理措施，也会给管网检测和维护带来更大难度，影响其日常管理，从而给企业带来经济损失和不良的社会影响。
　　(2)工程施工管理严格、规范
　　从管线施工开始管网管理部门就应介入，消除由于回填土质量、支敦等容易造成漏水的多种隐患，只有这样才能减少因为施工质量所造成的管网漏失。
　　(3)管材设备一定选择合格产品
　　管材管件的选择，要采用强度高，质量符合国家规范的管材、管件、设备也是如此，同样应该选择符合设计规范和质量有保证的设备。
　　(4)加强巡视工作
　　加强管网的日常巡视工作，提高管网巡查自检率，严防外单位施工引起管道破坏，做到设施损坏及时修复，最大限度的降低因其他施工造成的供水管线工程漏的发生。
　　(5)注意管网维修、抢修的施工质量
　　管网平时的维修和抢修工作对于管网的正常运行和减少漏损有着非常重要的作用。在抢修工作中，不但要及时完成任务，更要保质保量，避免劣等施工质量和弄虚作假行为的发生，杜绝“再漏水”现象。
　　5、加强管网的检漏、查漏工作
　　在有条件的情况下，提倡和推广区域漏失控制法，特别是结合管网的各项管理(包括管网的优化运行于和营销收费等)进行管网的区域漏失检测，最大限度的减少水量损失，提高企业的经济效益和社会效益。
　　6、强化营销管理，降低产销差率
　　供水企业的营销工作，是我们实现终端售水的关键环节，降低产销差率应是其基本职能之一。因此强化营销管理必须对其完成的售水量指标及实现的产销差率，实行有效的监管。纳入目标管理，进行严格地考核。从管理上堵塞漏洞，从制度上健全防范措施，从而杜绝漏立户以及各种损害企业利益的行为。

　　以上是我们工作中的几点体会，请给予批评指正。