（环境工程专业论文）供水管网漏损原因与控制措施的研究.pdf

摘要 当前供水行业中普遍存在着管网漏损率偏高的现象，不仅影响供水企业的 经济效益和长远发展，而且反映出供水企业中某些基础管理工作措施不力、制 度不严的问题。造成供水漏损的原因很多，且相互作用，通过管网技术分析和从 供水管理经验中确定漏损原因，提出相应的解决办法，加强供水企业主动查漏、 治漏，减少漏损，具有较大的实用意义。 本文对2 0 0 2 年以来天津开发区供水漏损资料、管网漏点开挖和管道施工现 场的勘察记录资料进行了详细的整理统计。通过大量的数据资料和现场勘察资 料，对当前开发区供水漏损状况做了进一步分析，概括了供水漏损的主要原因 为：管道施工安装；管道老化形成的腐蚀与结垢的影响；调节构筑物的漏损原因； 特别是管材及配件质量以及季节与不同用水时段造成的漏损。 结合实际情况提出了具有参考性、可行性和易操作性的漏损预防和控制措 施，主要包括以下四个方面：建立检漏队伍，加强漏损普查；旧管道的翻新与 更换；保证施工安装质量和管道安全；，做好新管道的防腐处理。 管网漏水已成为水资源浪费的最大因素，解决管网漏水问题是节约水资源 的重要途径，也是当前缓解水资源供需矛盾的一项重要措施。本人在供水行业 工作了近十年，遇到过不少问题，积累了一定的经验，但仍需结合开发区供水 管网漏水原因，进一步完善漏损控制措施，以达到降低漏损率，节约水资源， 提高企业经济效益之目的。 关键词：供水管网漏损分析漏损控制检漏技术 a b s t r a c t c u r r e n t l y ，t h eh i g h e rl o s tr a t eo fp i p e l i n el e a k a g ei nw a t e rs u p p l yn e t w o r k a f f e c t st h ei n t e r e s ta n dt h ep o t e n t i a ld e v e l o p m e n to ft h ec o m p a n y s u p p l y i n gw a t e r i t r e f l e c t st h ep r o b l e mi nt h eo p e r a t i o ns u c ha sd e f e c t so f t h e s y s t e m t h e r ea r em 姐v i t e m sc o u l dl e a dt ol e a k a g ew h i c h t h e ya r ei n t e r a c t i n g b a s e do nt h ea n a l y s i st ow a t e r s u p p l yn e t w o r k sa n dt h eo p e r a t i o ne x p e r i e n c e ，m a k eo u tr e a s o n so fl e a k a g e ，p u t f o r w a r dt h er e l e v a n ts o l u t i o n t h ec o m p a n ys u p p l y i n gw a t e rs h o u l dc h e c kt h e p i p e n e t w o r k s m a k et h ei m p r o v e m e n t s t r e n g t h e nt o s u p p l yw a t e rt h eb u si n e s s e n t e r p r is et oc h e c kt h el e a k a g e ，c u r et h el e a k a g ea c t i v e l y ，r e d u c et h e l e a k a g et h a th a v et h eb i g g e ra n dp r a c t i c a lm e a n i n g t h e r ei sd e t a i l e da r c h i v ec l a s s i n go nt h er e c o r do f t h el e a k a g ec o n d i t i o n ss u c h 雒 d i g g i n gt h ep o i n to fl e a k a g e ，t h er e c o r do f s p o tc o n s t r u c t i o no ft e d af r o mt h ev e a r o f2 0 0 2 w i t ht h ei n f o r m a t i o n ，t h ea r t i c l ep r o v i d e sf u r t h e ra n a l y s i so nt h el e a k a g e 。 g e n e r a l i z i n gm a l nr e a s o no ft h el e a k a g e ，m a i n l yi n c l u d i n g ：p i p e l i n ec o n s t r u c t i o na n d i n s t a l l a t i o n ；t h ei n f l u e n c eo ft h ec o r r o s i o na n dk n o td i r tc a u s eo ft h ea g i n g p i p e l i n e ； t h el e a k a g er e a s o no ft h er e g u l a t i n gc o n s t r u c t i o n ；s p e c i a l l yt h el e a k a g ed u e t on o t o n l yt h eq u a l i t yo ft h em a t e r i a la n dt h ea c c e s s o r i e sb u ta l s os e a s o n sa n dt h ed i 圩e r e m t i m eo fu s i n gw a t e r ， t op u tf o r w a r dm e a s u r e m e n t s & c o n t r o lo nt h el e a k a g e p r o t e c t i o nh a v i n g c o n s u l t a b t e ，p o s s i b i l i t ya n de a s yo p e r a b i l i t y m a i n l yi n c l u d ef o u ra s p e c t so ft h e f o l l o w i n g ，t h o s ea r eb u i l d i n gu pt h ec h e c k l e a k a g et e a m ；r e p l a c i n gw i t hn e w ； g u a r a n t e e i n gt h eq u a n t i t ya n dp i p i i l gs a f e t i e so fc o n s t r u c t e da n di n s t a l l e d p i p i n g ； d o i n gw e l lt h ea n t i s e p s i sp r o c e s s i n go f t h en e w p i p i n g w a t e rs u p p l yn e t w o r k sl e a k i n gh a v eb e c o m et h eb i g g e s tf a c t o ro f t h ew a s t co f r e s o u r c e so f w a t e r ，r e s o l v i n gt ot h el e a k i n gp r o b l e mi sa ni m p o r t a n tm e 廿1 0 d 廿1 a t c c o n o m l z e st h er e s o u r c e so f w a t e r ，a l s oa ni m p o r t a n tm e a s u r et oa l l e v i a t es u p p l ya n d d e m a n da n t m o m yo ft h ew a t e rr e s o u r c e sa tp r e s e n t ，ia m e n g a g e di ns u p p l i e dw a t e r t h ep r o f e s s i o nt ow o r k d e c a d e ，m e e t i n gal o to f p r o b l e m s ，a c c u m u l a t i n gc e r t a i n e x p e r i e n c e ，b u ts t i l ln e e dt oc o m b i n ew i t ht h el e a k i n gr e a s o ni nt e d aa n d 啪e r p e r f e c tt h el e a k a g ec o n t r o lm e a s u r e ，t oa t t a i nt ol o w e rt h el e a k a g er a t e ，e c o n o m i z et h e r e s o u r c e so fw a t e r ，r a i s et h ee c o n o m i cp e r f o r m a n c eo f t h ee n t e r p r i s e t h ea r t i c l em a y 一3 c o n t r i b u t et ot h el e a k a g ec o n t r 0 1 k e y w o r d s ：w a t e rs u p p l yn e t w o r k s ；l e a k a g ea n a l y s i s ；l e a k a g ec o n t r o l ；t h et e c h n i q u e o fl e a k a g ed e t e c t i n g 4 ， 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导9 i l 指导下进行的研究工作 和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨壅盎 生或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同 志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢 意。 、 学位论文作者签名： 签字同期：名_ 净月r f l 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解：苤鲞盘鲎 有关保留、使用学位论文 的规定。特授权墨鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有 关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编 以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件 和磁盘。， ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 靴敝艏戤：嘲 签字同期：劲7 年乙月彭同 导师签名：刮 ，一、 签字同期：0 年2 - 月 ，- 、 穆同 一 r 第一章绪论 第一章绪论 1 1 水资源现状及供水漏损概述 1 1 1 水资源现状 1 1 1 1 水资源概念及水资源性质 联合国教科文组织认为：水资源是指可利用或有可能被利用的水源，这个水 源应具有足够的数量和可用的质量，并能够在某一地点为了满足某种用途而可 被利用。水资源包含水量与水质两个方面，是人类生产、生活及生命生存不可 代替的自然资源和环境资源，在一定的经济技术条件下能够为社会直接利用或 待利用，参与自然界水量循环。 水是人类生存与发展的生命线，没有水就没有人类的一切。水是可再生的， 也是有限的，是不可代替的自然资源。随着人类社会经济不断发展与进步，水 越来越成为宝贵的战略资源。 水资源具有以下性质和作用：富有性和稀缺性并存，且在一定条件下互相转 化，不可替代性；用途的广泛性，具有可恢复性。 1 1 1 2 我国水资源状况 我同水资源1 总量较大，但人均占有量、平均降水深度却较小。中同是个 干旱缺水严重的国家。淡水资源总是为2 8 0 0 0 亿立方米，占全球水资源的6 ， 仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第网位，但人均只有2 3 0 0 立方米，仅为 世界平均水平的1 4 、美国的1 6 ，在世界上名列1 1 0 位，是拿球人均水资源最 贫乏的同家之一，手i | 除难以利_ h j 的洪水泽流和散布在偏远地区的地下水资源后， 第一章绪论 现实可利用的淡水资源量则更少，仅为1 1 0 0 0 亿立方米左右，人均可利用水资 源量约为9 0 0 立方米，并且其分布极不均衡。 到2 0 世纪末，全国6 0 0 多座城市中，4 0 0 多个城市存在供水不足问题，其中 比较严重的缺水城市1 1 0 个，全国城市缺水总量为6 0 亿立方米。据监测，多数 城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，且有逐年加重的趋势。日趋严重 的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对中 国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响，而且还严重地威胁到城市居民 的饮水安全和人民群众的健康。 据预测，2 0 3 0 年中国人口将达到1 6 亿，届时人均水资源量仅有1 7 5 0 立方米。 在充分考虑节水情况下，预计用水总量为7 0 0 0 亿至8 0 0 0 亿立方米，要求供水 能力比现在增长1 3 0 0 亿至2 3 0 0 亿立方米，全国实际可利用水资源量接近合理 利用水量上限，水资源开发难度极大。这些统计数据均说明，从总量上看，我 国水资源还相对比较丰富，属于丰水国。但我国的人口基数和面积基数大，人 均和单位面积上的水资源量均较小。如果按照这一参数比较，我国仍属于贫水 国家。 1 1 2 供水管网漏损率概述 1 1 2 1 供水量与产销差率 过去，衡量管网漏损控制水平的主要指标是产销差率瞳1 。产销差率是供水总 量减售水总量之差与供水总量的比例。供水总量是指所有出厂水水量总和，售 水总量指所有用户水表上记录的水景之和。用公式表示为： g = ( q 1 - - q 2 ) q 1 x1 0 0 ( 1 一1 ) 式中：卜产销差率( ) ； q 1 一供水总量( m 3 ) ； q 2 一售水总量( m 3 ) 。 产销差率又称为未计水= 晕= 差率。供水总量减售水总晕之差又称为未计水量， 它包括管道漏水量( 含管道爆破) 、水表计量误差、授权用水( 消防、管道冲洗 等) 和未授权用水( 非法用水) 。 据有关资料统计，在未计水量巾，主要是管网漏损水量。占6 0 以上。其次 2 第一章绪论 是水表的计量误差水量，授权用水和未授权用水也占有一定比例。漏损的组成 可参照国际水协关于供水系统水漏损的标准定义及水量平衡表，见表卜l 。 表卜1 嗣际水协( i w h ) 关于供水系统水漏损的标准定义及水量平衡表 水司外 售水量 计量售水量 售水量 水司系统有效未计量售水量 卖净水 自身供水量 免费供计量免费供水量 水源 水量 未计量免费供水量 系统 供水 帐面漏非法用水( 偷盗、欺诈) 总量 水司自 水量 表计量误差产销差 水司身系统系统 输水管及干管漏水量 水量 管网漏 外调供水漏水量 水池水塔等渗漏及 水量、物理 水源 溢流 漏水量 进户管漏失量 1 1 2 2 漏损率与产销差率 建设部于2 0 0 2 年制订了城市供水管网漏损控制及评定标准( 以下简称标 准) ，据此标准，今后衡量管网漏损状态将用“漏损率 和“单位管长漏水量” 二个主要指标。漏损率可以衡量企业的生产有效率，并用于企业的前后对比。 漏损率是管网漏水量与供水总量之比，管网漏水量是供水总量与有效供水量之 差，有效供水量是指水厂将水供m 厂外后，各类用户实际使用到的水量，包括 收费的( 即售水量) 和不收费的( 即免费供水量) 。免费供水量( 授权用水) 是 指实际供应并服务于社会而又不收取水费的水量，如消防及管道排污的水量。 漏损率口3 一般都以年漏损率来统计。用公式表示为： r a = ( q 川a e ) q ax1 0 0 ( 1 - 2 ) q a e = q 2 + q f( 1 - 3 ) 式中：r a 一管网年漏损率( ) ； q a 一年供水最( m 3 ) ，即年出厂水总最； q a e 一年有效供水量( m 3 ) ，即年水表计量总量； 3 第一章绪论 q f 免费供水量( m 3 ) ，即所有授权的用水总量； 从式( 1 - 1 ) 和式( 1 - 2 ) 可知，年有效供水量大于售水量，即产销差率一定 是大于年漏损率。这就是产销差率与漏损率之间的关系。由于在实际工作中， 还很难正确统计出免费供水量，即使能统计，对企业来说都是一样，影响经济 效益。而售水量则易于统计，因此，目前供水企业还常用产销差率代替漏损率 进行统计。 不管是产销差率还是漏损率指标，都没有包括管网的特征，更合理的漏损指 标应该是单位管长漏水量。它可以横向比较漏损控制的水平。 1 2 国内外漏损概况 1 2 1 国外漏损控制概况 由于水资源的有限性和紧缺性，世界各国尤其是发达国家非常重视节水和漏 水控制工作，很早就开展了漏损控制技术与设备的研究与开发，成立相关的学 术机构，在长期工程实践中取得了良好的效果。美国水研究中心( w r c ) 专门发 表报告，论述漏水控制工作的内容、方法和对策 4 ；美国水协会( a w w a ) 在1 9 7 6 年就成立了检漏专业委员会；日本水道协会( j w w a ) ，对漏损控制进行了专题的 研究，且很重视检漏仪器设备的研制开发与生产。上世纪8 0 年代初，美、英、 法、德、日相继研制成功了检漏仪，随着科技的发展，产品不断更新，相继推 出数字式的检漏仪、多探头相关仪、区域漏水监测仪等，大大提高了检漏的可 靠性和准确性。 发达国家对管网漏损十分重视。根据供水管网漏水与供水设施的规模、管道 老化程度和漏损现状，进行长期规划，提出漏损控制目标，采取技术措施分步 实施。如英同，是城市现代化建设最早的同家之，管线埋设历史已有2 0 0 年， 漏损十分严重，英同规定漏损率控制在7 ，为达到这一标准，加强漏水调查和 管网的更新改造，经过2 0 年的努力，管网漏损已由2 9 5 降到1 8 7 ；口本把 供水有效率定为9 0 ，1 9 7 2 年日本东京和大阪两市的漏损率存3 0 左右，经过努 力，现在已控制在8 以内，美国已控制在8 以下。 表】一2 为。一些同家的漏损率情况，表卜3 为亚洲些城市及地区的漏损情况， 4 第一章绪论 表卜4 为一些国家或地区的单位管长漏水量统计。由表可见，一是经济发达国 家供水管网漏损率较低，而不发达国家较高；二是亚洲国家的漏损率相对较高。 说明城市供水管网漏损率大小，与其经济实力、重视程度和技术水平密切相关。 表1 - 2 有关国家平均漏损率统计( ) 国家英国匍訇才立陶宛瑞典捷克芬兰新西兰 漏损率1 8 6 91 5 31 5 1t 4 61 41 2l o 6 同家意大利西班牙法同荷兰德国瑞士 平均值 漏损率1 0 59 69 56 34 94 91 3 2 7 表卜3 亚洲一些城市与地区漏损率统计( ) 城市及地区大马尼拉雅加达科伦坡汉城吉隆坡曼谷 漏损率4 0 63 9 93 2 22 9 42 5 92 1 7 城市及地区胡志明市香港台湾东京 澳门 平均值 漏损率 2 8 72 0 31 8 99 88 42 3 4 4 表卜4 一些国家和地区的单位管长漏水量统计( m 3 k m h ) 同家或地区 泰国马来西亚。巴西香港新加坡两班牙 单位管长漏水量2 3 1 2 o 52 5o 3o 9 国家或地区 日本英围德国瑞士思人不u平均值 单位管长漏水量l - 00 6o 40 32 51 1 4 1 2 2 国内漏损控制概况 由于我国多数城t l ：供水设施陈| r 、管道埋设年久、技术水平提高缓慢及管理 体制还存在较多问题等原因，使我国城市供水管网漏损率普遍较高，距标准 规定的1 2 目标还有不少差距辑j 。据建设部2 0 0 4 年提供的资料表明，通过对4 0 8 个城市的统计，我国城市公共供水系统的管网漏损率平均达2 1 5 ，年漏损鼍近 1o o 亿立方米。 第一章 绪论 近几年来，我国对城镇供水管道的漏损已普遍较为重视。不少城镇供水企业 成立了专业的漏水控制部门或公司，配备了相关的检漏设备，建立了地下管线 管理( g i s ) 系统3 ，实现了动态管理；有的还在管线上安装了连续检测的区域 漏水监测仪，建立了漏损控制的长效管理机制，漏损控制工作越来越规范，越 来越有效。如武汉、深圳、大连、成都、南昌等水司都建立了漏水检测公司， 开展长期的漏损检测工作；上海市北水司、合肥水司在管网上安装了常置漏水 监测系统，提高了漏水检测的有效性。 1 3 本文的研究目的及内容 1 3 1 研究目的 水是生命之源，是国民经济和社会可持续发展的基础条件。供水系统是城市 市政管网的重要组成部分，属城市基础设施，它的维护、管理水平的高低直接 影响到市民的日常生活、工厂企业的生产运转，也影响到供水企业的社会效益 和经济效益。由于管道渗漏常年存在，漏失率居高不下，一直困扰着供水企业， 这一现象已经与保护、合理利用和节约淡水资源的社会意识形态不相和谐，不 仅损害了企业的经济效益，用水保障和用水安全也受到一定的威胁。 漏损现象既熟悉又陌生，它的特殊之处就是存在于整个供水系统的各个环 节，非常隐蔽，情况十分复杂。在过去相当长的时期内，都是处于被动挨打的 状况，那里出了问题就到那里去解决。随着现代科技和社会文明的进步、利用 和节约资源意识的逐渐提高，人们对漏损现象已经有了新的认识，也采取了一 些先进的科技手段和管理措施，变过去的被动挨打为主动出击，已经取得了阶 段性成果，但远远还没有达到国家城市供水漏损控制标准的要求，和发达国家 还有很大差距。重视了控制而忽略了预防，只知现象不知其凶，治标不治本。 降低高漏损已迫在眉睫，也是摆在供水企业面前的一大难题，任重而道远。 6 第一章绪论 1 3 2 研究内容 为了适应城市和供水企业发展的需要，本课题以研究管网漏损主要问题并分 析其主要原因，提出有效可行的解决方法为指导思想，根据天津开发区供水的 实际情况，进行了前期的走访和调研工作，由于时间紧迫，研究范围广，为了 使课题重点更加突出，确定了本课题以分析管网漏损原因及综合管理对漏损的 控制为主要研究内容，同时兼顾其他内容。对2 0 0 2 年以来天津开发区东区供水 漏损资料，管网漏点开挖和管道施工现场的勘察记录资料进行了详细的整理统 计。通过大量的数据资料和现场勘察资料，对当前供水漏损状况做了进一步分 析，概括了供水漏损的主要原因，结合实际情况提出了具有参考性、可行性和 易操作性的漏损预防和控制措施。希望能在今后的漏损控制方面起到一定的指 导作用。 第二章天津开发区漏损现状 第二章天津开发区漏损现状 2 1 天津开发区供水管网概况 2 1 1 供水管网现状 天津开发区供水管网为环状管网系统，局部地段为树状与网状相结合。目前 市政供水管网共2 9 4 1 2 公里，管径d n l 0 0 , 1 2 0 0 咖，其中输水管线3 2 公里，管 径d n i o o o - - - d n l 2 0 0 m m 。开发区现有配水管线2 6 2 公里，管径d n l 0 0 d n 6 0 0 m m 。 供水压力最不利点为0 2 m p a 。年供水总量4 0 0 0 多万m 3 ，服务面积4 0 平方公里， 供水人口约2 0 万。在装计量总水表2 万多只。现役输配水管道材质种类较多， 主要有普通钢管、球墨铸铁管、灰口铸铁管、p e 管、镀锌钢管等。主干管多数 为钢管、球墨铸铁管、玻璃钢管。配水管道情况比较复杂，包括了灰口铸铁管、 球墨铸铁管、钢管等金属管和u p v c 管等一些非金属管道。 管线上的供水设施有阀门井( 腰闸井、户闸井) 、消防井、放气井、排污井。 所用的阀门有蝶阀( d n 3 0 0 ) 、闸阀( 免维护闸阀) ，消火栓分地上式、地下式。 在泰丰工业区建有蓄水量为2 0 0 0 0 吨的事故加压站一座，在起步生活区建有蓄 水量5 0 0 0 吨的事故加压站一座。以保证开发区的安全供水。 2 1 2 水源情况及发展方向 泰达自来水系统经过近二十年的建设，目前已经形成了由原水输送和储存、 净水厂、供水管网、加压站等组成的一整套完整的供水体系，可供给开发区东 区、西区及保税区用户所需的生活饮用水。 1 9 9 5 年建成了第一条引滦入区原水输水管线，管道直径d n l 4 0 0 m m ，总长度 5 1 2 4 k m ，输水能力为1 5 万m 3 d ，同期配套建成了储水能力2 0 万m 3 的净水厂一 期调节池。 2 0 0 1 年建成了储水能力4 8 万i l l 3 的水厂二期调节池，调节池总储水能力达到 第二章天津开发区漏损现状 了6 8 万m 3 ，不仅大大提高了开发区引滦原水供应的安全可靠性，而且在工程中 引入了生态治水的先进理念，使二期调节池及其周边环境得到了整体提升。 1 9 9 9 年建成了开发区自来水净水厂二期工程，自来水供水能力达到了1 5 万 蠹 a 。 公司目前自来水供水能力达到了1 8 万m 3 d ，其中公司水厂供水能力为1 5 万m 3 d ，塘沽第五水厂向开发区供水指标为3 万m 3 d 。 为了适应今后开发区的发展，公司水厂三期工程已经展开，建成后日供水能 力将达到3 0m 3 d 。 2 2 开发区漏损概况 管道漏水现象几乎存在于整个供水管网的各个环节，不同口径和不同材质 的管道发生漏水的具体情况和频率有所不同。下面对开发区2 0 0 2 年7 月一2 0 0 6 年7 年单位管长漏点记录资料进行了管径和材质的分类统计。 表2 - 1 管径漏点统计表 管径 6 0 0合计 漏点数( 个) 2 0 11 1 71 0 67 211 42 58 87 2 3 百分率( ) 2 7 81 6 21 4 79 91 5 83 51 2 21 0 0 表2 2 材质漏点统计表 材质铸铁管钢管镀锌管球墨管 水泥u - p v c 其他合计 漏点数( 个) 3 7 74 82 0 33 72 52 2l l 7 2 3 百分率( ) 5 2 16 62 8 15 13 63 o1 51 0 0 2 3 漏损的种类与形式 天津开发l 基供水管道漏水点包括。r 暗漏、明漏、爆管和一些1 1 j 民通过热线 上报的漏水情况”i 。这些已经被发现的漏水点一定程度上反应了整个供水管网的 9 第二章天津开发区漏损现状 漏水现状。通过对2 0 0 2 年7 月一2 0 0 6 年7 月的漏点记录资料的收集和整理，在 这几年内共查明7 2 3 个漏点。产销差率在这几年内变化不大，基本都在1 4 5 上下浮动。 表2 32 0 0 2 年一2 0 0 6 供水管网年产销差率 1 年份 2 0 0 22 0 0 3 2 0 0 42 0 0 52 0 0 6平均 1年漏损率( ) 1 4 6 31 4 8 9 1 4 71 4 61 4 51 4 6 6 2 3 1 管道系统漏水 根据漏水发生的部位不同可以分为：管体漏水：管体老化锈蚀穿孔、管体 爆破等；配件漏水：管道配件腐蚀破裂、配件爆破等；接头漏水：刚性接口渗 漏、柔性接口胶圈的密封作用损坏、承插式接口脱落、接头破裂等。 根据漏水起因的不同可以分为：老化腐蚀漏水、地基沉降漏水、施工破坏 漏水和其他外力砸压漏水。 根据漏水程度的不同可以分为：爆管漏水、一般漏水和浸渗漏水。 根据漏水显隐的不同可以分为：明漏和暗漏。 2 3 2 调节构筑物漏水 调节构筑物嵋1 是为了满足用户供水需要而专门设置的供水设施，漏水情况相 对简单，漏水形式只根据不同的构筑物进行分类： 水池漏水：水池进出口管道及配件漏水；水池本身漏水。 水塔漏水：水塔上下水管道及配件漏水；水塔蓄水箱漏水。 水箱漏水：水箱进出口管道及配件漏水；水箱本身漏水。 泵站漏水：泵站进出口管道及配件漏水。 2 3 3 管道附件漏水 管道附件在整个管网系统中数量非常庞大，且漏水发生频率相对较高，千 万不可忽视。 ( 1 ) 阀门漏水 1 0 第二章 天津开发区漏损现状 阀门轴杆密封填料处漏水、冲洗排水阀关闭不严、通气阀失灵串水、预留 阀门关闭不严。各种阀门漏水多体现为明漏、渗漏，有少量爆漏和一般漏水。 ( 2 ) 消防栓漏水 消防栓关闭不严，消防栓漏水多体现为管体漏水，有少量的明漏、渗漏。 ( 3 ) 水表及配件漏水 过滤网锈蚀、破裂漏水、法兰接口处漏水、水表漏水。 2 3 4 未计费耗水 未计费用水包括了授权和未授权用水，未计费用水一般包括以下几个方面： ( 1 ) 消防耗水 一旦发生火灾时，相近消火栓敞开供水，这包括扑火用水及现场流失的水， 耗水量是巨大的，无法记载它的耗水数量。此外，消防栓在平时亦是绿化用水、 建筑工地以及“洗车游击队”的取水水源。 ( 2 ) 增、改管道用水 供水管网逐年要敷设新管道、改造旧管道，发展新用水户，这些均要耗用 大量的水。归纳起来包括以下几个方面：管道灌水试压、管道并网时，原管道 停水放空的耗水；管道冲洗用水。 ( 3 ) 管网维护维修耗水 管网运行过程中，应定期进行以下方面的排水：管网中较长树枝管末端的 排水；管网中冲洗排水阀定期向河床排污放水；管网中消火栓定时排污放水； 管网中通气阀维护时的排水：管网中老用户销户拆管、旧管拆除时的放空排水。 ( 4 ) 管道抢修耗水 管道抢修前放空排水；当有些阀门关闭不严时，随着维修一直外漏的水： 抢修后管道灌水、冲排耗水。 ( 5 ) 计量误差 计量误差包括了大表用水过少和精度不够引起的小流量误差、对表的周检 不及时造成的水表本身计量误差增大以及坏表、呆表等引起的不计量或少计量。 ( 6 ) 非法用水 非法用水包括各种形式的偷盗水，如私接水表、擅自开启消防栓取水等。 ( 7 ) 其它耗水 公共饮水；囚突发事件引起的向用户的免费供水；些其他原因造成的减 免用水。 第二章天津开发区漏损现状 综上所述，漏水种类繁多，形式各异，但从漏水发生的范围来看，管道系 统漏损和水表计量误差具有一定的普遍性和隐蔽性。据国内外有关资料统计， 这两方面引起的漏损占总漏损量的7 0 以上嘲。所以要控制漏损，就要最大限度 的控制好这两个方面引起的漏损，但其他因素也不可忽视。本课题着重对这两 个方面的漏损原因进行详细的探讨。 1 2 第三章管网漏损原因及分析 第三章管网漏损原因及分析 供水管网是整个供水系统的主要组成部分，管道、管件及其一些附属设施 都有发生漏水的可能，就是说漏水点存在于整个管网系统的各个环节和部位， 所以引起管网漏损的原因体现了多而杂的特点，在过去相当一段时期里各水司 对及时发现漏点、控制漏损都觉得束手无策。通过对近年来的漏损统计资料分 析来看，管网漏损的主要原因为管材及配件质量、管道施工安装质量、管道老 化腐蚀、调结构物的漏损、季节和不同时段的影响5 个方面。 表3 12 0 0 2 年一2 0 0 6 漏水原因统计 寨 管材接头施工防腐水压温度其他合计 项目不佳不佳不佳不佳过高低原因 漏水点2 2 5 1 4 7 1 0 35 56 99 62 87 2 3 百分比 3 1 1 22 0 。3 31 4 。2 47 69 。5 41 3 2 73 8 71 0 0 其他原因包括：交通负载，水锤破坏其他工程施工对供水管线造成的外力 破坏，自然灾害等。 3 1 管材及配件质量 3 1 1 易爆破漏损的管材 管道爆漏现象单从管材材质来说，不同材质的管道因使片l 的材料和内部结 构不同，决定了管道的性能和质景，往往性能和质最好的管道发生漏损的几率 要小，反之则大。因为各种材质的管道使用长度相差较大，单从表2 - 2 不同材 质管道的漏点数，只能说明漏水点对材质的分布情况，但无法判断哪种材质的 管道更易发生漏水。所以有必要引入漏水发生率( 漏点个数l o k m ) ，即不同 材质管道的单位长漏点数。通过对天津开发区自来水公司2 0 0 2 年7 月一2 0 0 5 年 7 月不同材质管道的年单位长漏点数统计，得到表3 - 的情况： 1 3 第三章管网漏损原因及分析 表3 - 1 不同材质管道的漏水发生率 材质水泥管钢管铸铁管 球墨铸铁 塑料管 漏水发生率( 个l o k m )1 1 52 9 84 5 40 5o 4 从表3 - 1 可以看出，水泥管、铸铁管和钢管( 主要是镀锌钢管) 发生漏水 的频率都相当高，也反应了漏水与材质的关系，下面就现有输配水管道根据管 材的不同做具体分析。 ( 1 ) 水泥管 水泥管因原料可就地取材，价格便宜，曾一度大量使用。目前许多城市仍 然在使用水泥管，天津开发区建区仅2 0 多年，极少使用，水泥管基本上都是9 5 年以前铺设的，也就是说使用都在1 0 年以上。水泥管承压能力低；脆性大；抗 冲击能力差 1 ；使用寿命短，一般都在2 0 年以下；在负压状态下易于老化；管 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 ) 镀锌钢管 大多数进户管道都是2 0 0 0 年以前铺设的镀锌钢管，大约有上百公里。镀锌 钢管口径小、管擘薄，只有管外镀了不到一毫米的防腐锌，管内擘更差，甚至 没有做任何防腐处理，在运输、安装等过程中，很容易造成外部镀锌层脱落； 埋设在地下或暴露在空气中，有的甚至长时间浸泡在酸性或碱性污水里：同时 由于自来水含有少量余氯，呈弱酸性，在这种情况下，管道内极易受到腐蚀， 使用3 5 年管体就腐蚀穿孔；丝口腐烂断裂。从近年来的漏损资料来看，镀锌 管漏水点数占所有漏点数的2 5 左右，这一数据也证明了镀锌管是一种极易发生 漏水的管材。 ( 3 ) 灰口铸铁管 灰口铸铁管的构造是碳在铁中成片状存在，削弱了它的强度，造成应力集 中，另外铸铁含p 、s 较高，易产生热脆性。因而在使用过程中出现开裂现象， 微细裂缝逐步扩张因而产生漏水。另外传统的灰口铸铁管的接口是刚性接口， 用麻筋石棉水泥打口，也有用膨胀水泥封口的。这些接口由于是刚性接口，二 旦管道基础出现轻微下沉，封口马上就会出现漏水。从管网维修统计数据看， 大部分的铸铁管漏水是接口处承接头脱落或爆裂造成的。 ( 4 ) 钢管 1 4 第三章管网漏损原因及分析 钢管有无缝钢管和焊接钢管，在开发区大多数为焊接钢管，有普通焊接和 钢板卷焊两种。 钢管耐压性好、强度大、韧性强，但易腐蚀，常在高压长距离输水、特殊 环境下使用，比如桥管、过河管等，接头多采用直接焊接方式连接。从漏损统 计资料来看，钢管漏水发生情况比较多，主要表现为焊接口锈蚀脱落或破裂和 管体腐蚀穿孔。 3 1 2 易损坏脱节漏水的管道附、配件 管件漏水n 2 1 除了跟管道相似的情况以外，主要是因为管件自身的质量原因 造成的，近年来漏损资料显示，有三种管道附、配件发生漏水的频率最高，阀 门、马鞍和消防栓。 ( 1 ) 阀门漏水是最普遍的，阀杆周围密封不严、底座内部凹槽堆积物腐蚀、 法兰连接处密封件脱落等，都引起不同程度的漏水。一些排气、排污阀关闭不 严，经常发生跑冒现象。经过今年公司对阀门的整治后，目前漏水现象明显减 少。 ( 2 ) 马鞍数量虽然不多，但漏水现象比较普遍。固定螺丝松动或脱落；密 封垫年久老化；腐蚀破裂等都是马鞍漏水的主要原因。 ( 3 ) 消防栓管道附件中漏水最多的就属消防栓了。因锈蚀关闭不严引起的 滴漏；外界施工破坏和车辆撞击造成的断裂漏水等。 3 2 施工安装原因 管道的施工与安装质量直接关系到管道的漏损，外界施工对管道的破坏n 3 1 也是不忍忽视的一个重要因素。根据管道漏损资料和管道安装现场记录资料统 计，主要表现在以下几个方面。 3 2 1 管道基础 开发区地区地基属于软土结构，天然含水量大、可压缩性高、承载能力低 ( 4 6 t m 2 ) ，当软地基压缩沉降、或管体卜部受覆土、车辆荷载及土体侧向 位移时，产生纵向弯曲，导致管道失稳，存接口、腐蚀点等最薄弱处产生破裂 第三章管网漏损原因及分析 而漏水。特别是在过河桥管的桥路连接处，因为路面跟桥之间形成了不同沉降， 并且沉降差逐渐加大，在桥路过度处，管道受到径向反力作用，造成了管道接 口或直接使管道断裂漏水。此外，在有局部坚石相接触处，由于没有转移掉石 块和处理好基础垫层，当管道或管道周围环境受到外力挤压时，集中受力，从 而引起管道发生破裂，甚至直接造成管道断裂。从漏点开挖现场发现，大部分 管道没有铺沙垫层；该做支墩加固的部位没有做支墩；甚至有的管道是悬空的； 但有的却被大石块包围。在施工现场发现有部分管段地基处理没有达到夯实、 整平等基本要求。 3 2 2 接口施工质量 无论那种材质和口径的管道，接口都是漏水的主要部位，除了上述提到的 接口本身的刚性和地基原因外，施工质量也是不可忽视的因素。接头焊接不好， 留有沙眼，没有防腐处理，易腐蚀漏水；丝口、法兰密封不严，时间一久就造 成滴漏；套接头太浅，若管道稍有轴向位移时，就出现接头脱落漏水；套接头 过深，当管道发生径向偏移时，因管头没有活动空间，作用力转移至接头处， 引起大小头破裂漏水；在管道安装末梢跟别的管连接处，因工作需要而留下的 空间，没有按要求回填，地基不实，管底有较大空隙，当路面铺设时，由于在 压路机等重型机械的砸压下，管道接头处极易受到破坏。从以前的漏水统计资 料来看，有2 0 3 3 的漏点发生在各种各样的接头处。 3 2 3 理深与外荷载 管道的埋深受气候、铺设环境、管道口径等因素的影响，例如过路管要比 其他路段深，大口径比小口径深。然而实际有的情况并非如此，一些是由于道 路改造和拆迁等原因，使原本在绿化带或人行道下的管道变到了马路下面，合 理的埋深也随之不合理了；有些管道则没有按照设计深度安装。那么管道的埋 深究竟跟漏水有什么关系呢引? 表3 - 2 为对2 0 0 5 年1 2 月份到2 0 0 6 年3 月份的 漏点资料中有关漏点数与管道埋深、所处道路交叉口的统计分析。 1 6 第三章管网漏损原因及分析 表3 2 管道漏水与埋深和外荷载的关系 埋深( c m ) 3 0 及以下 3 0 一7 07 0 一1 0 0 1 0 0 以上 合计 点数39231 7 百分比( ) 1 7 65 2 91 1 81 7 71 0 0 道路交叉口漏点数 4 百分比( ) 1 9 0 4 从表3 - 2 不难看出，7 0 5 的漏点都发生在埋深7 0 c m 之内的管道上；所以 管道安装过浅也是造成漏损的一个原因。1 9 0 4 的漏点发生在道路交叉口。说 明在外界物砸压或者荷载过大时，造成路面沉降，并且这种沉降成不规则分布， 从而使地下管道受力不均匀，在管道连接处或者腐蚀等薄弱环节容易产生漏水； 当管道周围有尖石块时，在重压的作用下，石块对管道的破坏将进一步加剧， 易导致脆性较强的管道破裂，韧性较好的管道变形，为以后管道漏水埋下了祸 根。 3 2 4 交叉施工 交叉施工是非常普遍而又棘手的现象，除了一些历史因素外，就其原因主 要还是市政规划和一些单位的设计存在不合理的地方。使原本可以单独分开的 管线，变得纵横交错：本可同时施工铺设的管线，却出现我埋你挖、你埋我挖 的现象。轻则破坏管道地基和周围环境，甚者管道被挖破、挖断，虽然在竣工 前都得以修复，但给部分管道的安全还是留下了永久的隐患。 3 2 5 报废管道及设施继续供水 管道及供水设施的报废一般是因为老化、道路改造、居住区拆迁、屋顶水 箱取消、一户一表改造以及管道更新等原因，使得原来安装的管道和设施不再 使用，理应及时截断供水。但实际情况是报废管道继续供水的现象非常普遍， 形成了管理和维修上的盲区，天长日久，漏水现象不可避免。一户一表改造后 存在大量的报废管道、水表没有彻底割断和拆除，继续通水，一部分管道末梢 的堵头处都有不同程度的漏渗水现象。如果报废管道内有不流动的水，时间一 久水质变差，对管道的腐蚀作用吏大，将给今后的漏水控制留下很大隐患。 1 7 第三章管网漏损原因及分析 3 3 管道腐蚀与结垢的影响 水厂出水含有某些无机物及微生物n 射，水在管网内流动时，有些水中化合 物会分解，水和管内壁的材质亦会发生化学作用，水中残存的细菌还可再繁殖， 加之管网受到外来的二次污染，管网水质发生变化，引起诸多问题。 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，结垢层 的厚度和管道材质、内衬状况、管道输配水的年数( 管龄) 有关，随着时间的 延续，管道有效截面积的缩小，直接影响管道的输配水能力。这些结垢层又是 细菌孳生的场所，形成“生物膜 ，国内学者称“生长环 n 钔，直接威胁着饮用 水的安全。形成管内结垢层的原因，归纳起来有以下五个方面。 ( 1 ) 水对金属管道内壁腐蚀形成的结垢； ( 2 ) 水中碳酸钙( 镁) 沉淀形成的水垢； ( 3 ) 水中含铁量过高所引起的管道堵塞： ( 4 ) 管道内的生物性堵塞； ( 5 ) 水中悬浮物沉淀。 以上五个方面有些往往又同时发生，形成不同形态的结垢与沉淀。如环向 瘤状沉积物、底部连续沉积物、底部与环向瘤状混合沉积物、不均匀连续沉积 物、均匀环向沉积物、底部瘤状沉积物。 腐蚀主要是对金属管道( 钢管、铸铁管、镀锌管等) 来说的；结垢对所有 管材都存在，区别在容易结垢与不容易结垢及结垢多少问题。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，因此腐蚀是产生管道漏水的原因之一。 一 蔓三兰 兰旦塑堡坚堕丝坌堑 图31 洞庭路d n 3 0 0 铸铁管腐蚀结垢 3 3 1 水对金属管道内壁腐蚀形成的结垢 金属被水浸蚀，对金属而言呈现腐蚀现象。铁管受腐蚀，产生铁锈的机理