鄭小明 厲靜明
上海市自來水市北有限公司

一、自來水的漏失情況

　　廣義的說，水資源是人類生產(chǎn)和生活中不可缺少的自然資源，也是我們賴以生存的環(huán)境資源。水資源問題不僅可能影響并制約現(xiàn)代社會的可持續(xù)發(fā)展，而且將成為21世紀(jì)全球資源環(huán)境的首要問題。
　　狹義的說，輸配水系統(tǒng)中水的漏失，不僅增加了水處理方面的費(fèi)用，而且還額外地增大了管網(wǎng)及其構(gòu)筑物的投資和運(yùn)行費(fèi)用。因此各自來水公司對此均極其關(guān)注。
　　1990年，我國413個城市中，最高漏失率約為50%，平均漏失率雖7.08%，但據(jù)權(quán)威估測，實(shí)際漏失率約為12%。
　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，1997年德國供水系統(tǒng)中，進(jìn)入輸配水系統(tǒng)的水量為56.6億立方米，實(shí)際銷售49.65億立方米，自用水3億立方米，實(shí)際水量流失3.94億立方米。如以進(jìn)入輸配水系統(tǒng)的水量為基數(shù)，則全德國實(shí)際平均漏失率為6.96%。
　　英國最古老的西北水務(wù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，其日均供水量約為230萬立方米，向680萬戶用戶供水，而供水管網(wǎng)長度約達(dá)4萬公里。在96年4月97年3月期間，共修漏1萬5千只，如把用戶宅基管計(jì)算在內(nèi)，則超過5萬6千只。約有180名員工從事檢漏工作，每周300人次從事修漏工作。通過每年約700公里的用塑料管代替維多利亞時(shí)代的鑄鐵管及建立1550個計(jì)量區(qū)域，漏水水平呈現(xiàn)顯著下降趨勢：92--93年度漏失水量為94.8萬立方米/日，93--94年度為89.9萬立方米/日，94--95年度為87.7萬立方米/日，95--96年度為78.9萬立方米/日，96--97年度為66.6萬立方米/日，現(xiàn)狀實(shí)際漏失率達(dá)到35--40%左右。
　　同樣在英國，作為英格蘭和威爾士最大的ANGLIAN水務(wù)公司，其日供水量達(dá)到121萬立方米，而管網(wǎng)長度達(dá)到3、5萬公里。它的漏失水平是英國最低的，95--96年度的潛心失率為21.3%，目前的漏失水平控制在5、8立方米/公里/日。而英國十大水務(wù)公司的均值為11.2立方米/公里/日。
　　目前日內(nèi)瓦的漏失率則僅為5%。
　　根據(jù)資料，1997年國際自來水平均漏失率為17%。

二、引起自來水損失的原因

　　自來水的損失實(shí)際上由兩部分組成：實(shí)際的自來水漏失和虛假的損失。
　　一般地，自來水實(shí)際的漏失或者是由于輸配水系統(tǒng)管網(wǎng)及其設(shè)備的損壞引起，或者是由于閘閥、消火栓、接口等不密封引起。
而虛假的損失主要表現(xiàn)在計(jì)量和估量的不準(zhǔn)確等方面如用戶龍頭的滴水每天可達(dá)250升，抽水馬桶每天的滴水可達(dá)1000升，但由于沒有達(dá)到水表的啟動流量而沒有計(jì)量；又如水表的計(jì)量精度、管網(wǎng)中沖洗、放空等業(yè)務(wù)工作時(shí)的計(jì)量不準(zhǔn)等情況以及可能存在的私接私裝等情況。
　　因此，輸配水系統(tǒng)中漏失控制應(yīng)著重在于實(shí)際的自來水漏失方面，對于私接私裝等情況則應(yīng)通過其他途徑如法律途徑予以解決。

三、漏失水平

　　從水資源的角度來說，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，立足于這一點(diǎn)，對于作為企業(yè)的自來水公司來說，則需要解決好控制漏失的投入與控制漏失得到的回報(bào)二者之間的關(guān)系。因此，從平均二者關(guān)系出發(fā)，漏失水平應(yīng)控制在一個比較合理的區(qū)間。因?yàn)樵谶_(dá)到某種水平后，漏失控制的投入要遠(yuǎn)大于所減少的損失。
　　作為定性分析，歐洲國家一般采用以下方法（作圖法）：

　　該圖在用作為定量分析時(shí)，由于涉及參數(shù)較多，需要作大量的進(jìn)一步工作。Thameswater和Anglianwater等公司均沒有作出過詳盡的分析。不過上面提過的水務(wù)公司的2000年目標(biāo)值為：西北水務(wù)日漏失水量控制在62.7萬立方米，Anglianwate為12%。而可能為我們參考所用的參數(shù)則是原德國水煤氣協(xié)會（原DVGW）根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析得出的結(jié)論：
　　●遠(yuǎn)距離輸水管系統(tǒng)漏失率<5%；
　　●配水管網(wǎng)系統(tǒng)漏失率<10%。或
　　●漏失水量<3l/Min/km

四、儀器檢漏原理

　　大家知道，在管道破損處，漏水會形成聲波并以正弦曲線的方式向管道兩側(cè)傳播，遇到管壁時(shí)，就引起振動。
　　聲波的強(qiáng)度與已傳播的距離成反比，一直到在管道中不再振動為止。
　　雖然土壤的密度、類型等因素影響著聲波的傳播，但是，管徑在其的傳播中起到了極為重要的影響作用。
　　一般情況下，管壁隨著給水管道口徑的增加而變厚，管道因此而京戲得難以振動起來，因而聲波的傳播距離隨之減少。小口徑的金屬管、剛性管能夠產(chǎn)生足夠的振動，但在某些非金屬管中，聲音信號的傳遞能力就很差（見下表）

　　在金屬管中漏水聲波的頻率一般為500-3000Hz,非金屬為100-700Hz。而上表告訴我們，隨著頻率的增加，漏水聲波的傳播距離急劇衰減。在實(shí)際中，金屬管道DN400漏水聲波的傳遞情況與PVCDN100管相似，這也就解釋了相關(guān)儀為什么只能對小口徑金屬管道起作用的道理。

五、漏水的確定

　　借助于一項(xiàng)技術(shù)設(shè)備和一個受過專門訓(xùn)練的人使得快速和有效地減少自來水的漏失成為可能。
　　漏水的確定方法不乎下列二大類：
1、區(qū)域漏水確定方法
　　● 流量儀法
　　基于大口徑輸水管對漏水聲波傳遞性能很差等情況，一般歐洲國家在輸水管的兩段設(shè)置流量儀，通過實(shí)時(shí)檢測來了解該管的漏水情況。
　　● 區(qū)域裝表法
　　給水管道上小破損所產(chǎn)生的漏水噪聲可能反而比大破損大，因此漏水聲大并不等于漏失量大。而一般噪聲儀器是根據(jù)漏水聲來確定地方的。根據(jù)歐洲國家的經(jīng)驗(yàn)，漏水量的80%是由占20%的較大漏水所造成的。因此應(yīng)該首先確定大漏水地方。為此，在隔離某區(qū)域后用表通過分布測試法可測出漏水量較大的范圍，以便進(jìn)一步確定實(shí)際漏點(diǎn)。
　　● 零流量法
　　原理基本同區(qū)域裝表法，只是在后半夜0---6：00間通過軟管向該區(qū)域送水并通過合置的儀器（如車載）來計(jì)量、分析。根據(jù)區(qū)域用戶數(shù)，其有一個基準(zhǔn)值。
　　● 噪聲監(jiān)聽法
　　在夜深人靜的時(shí)候，一般用水量較小，水壓較高，背景噪聲較輕，容易檢聽噪聲。通過聲響記錄儀在預(yù)定的凌晨0-4（2-4）點(diǎn)間每秒記錄一次噪聲。
　　判斷依據(jù)，每個漏點(diǎn)會產(chǎn)生一個持續(xù)的漏水聲，其強(qiáng)度和頻度恒定。根據(jù)一組噪聲記錄儀所記錄噪聲的相關(guān)程度，確定大體漏水點(diǎn)。
　　一般該系統(tǒng)至少需要用6只噪聲記錄儀。對于大型管網(wǎng)，最好設(shè)置12只。對于金屬管道，一般每只間距為200-400米(Anglian實(shí)際使用間距為50-250米)，非金屬管道間距小于100米。
　　該儀器由充電電池供電，可持續(xù)使用14天；也可每天設(shè)定，每天使用。它可裝在與管道相連的消火栓、閘閥或其它設(shè)備上。在德國，較多地安裝閘閥井內(nèi)或地下消火栓上，蓋上蓋子后可免于受到干擾。
2、具體地點(diǎn)確定方法
　　● 根據(jù)測壓曲線
　　通過沿管線的測壓，決定漏水點(diǎn)。
　　● 相關(guān)儀
　　該儀器在國內(nèi)用得比較多，在此不再贅述。不過有一點(diǎn)必須指出，當(dāng)管道內(nèi)存在空氣時(shí)，結(jié)果將受到很大影響，且使用受到給水管道口徑的影響。
　　● 電子聽音法
　　● 普通聽音法

六、系統(tǒng)漏水監(jiān)測、檢測方法的應(yīng)用

　　我們知道，漏水控制的形式雖然多種多樣，但可將其歸納成兩大類：主動監(jiān)測控制法和現(xiàn)場地點(diǎn)確定方法。
　　一般主動監(jiān)測控制法的原則是：通過建立輸配水系統(tǒng)漏水監(jiān)測系統(tǒng)，定期進(jìn)行檢查、監(jiān)測，確定較大范圍內(nèi)是否存在明顯的漏水，其主要由非現(xiàn)場方法來擔(dān)任；具體漏水地點(diǎn)的確定方法則由現(xiàn)場地點(diǎn)確定法擔(dān)任。
　　歐洲國家由于地形的關(guān)系，其較多地采用由用戶水庫存（泵站）供水的分區(qū)供水方式。這樣通過設(shè)置流量儀和采用遠(yuǎn)傳技術(shù)，可實(shí)時(shí)對大口徑輸水管道進(jìn)行連續(xù)的流量控制。對于配水區(qū)域，則通過
　　a)、分析用戶水庫（泵站）供水情況（瑞士用得較多）；
　　b）、設(shè)置計(jì)量區(qū)域進(jìn)行分步測試（英國用得較多）或采用零流量法（德國用得較多）；
　　c）、通過建立定期巡查制度使用噪聲監(jiān)聽法（TWS已積累了十多年的經(jīng)驗(yàn)）等第一步非現(xiàn)場方法確定大致區(qū)域，為現(xiàn)場方法做好前期準(zhǔn)備，然后進(jìn)入第二步現(xiàn)場方法定具體漏水地點(diǎn)。
　　在英國伯明翰，SEVERNTRENTWATER服務(wù)49.4913萬戶用戶，供水管道長度為4600公里，分成5個壓力供水區(qū)，建立了166個計(jì)量區(qū)域（DMA），安裝水表457只，并對130個工業(yè)用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄監(jiān)測。
　　至于現(xiàn)場方法一般既可單獨(dú)使用，又可互相滲透使用。這方面國內(nèi)各水司各有足夠的經(jīng)驗(yàn)，故不再贅述。
　　目前，Anglianwater正在研究一種號稱為世界最先進(jìn)的漏水檢測方法：“空間遠(yuǎn)傳測向技術(shù)”。讓我們拭目以待，既緊跟給水國際先進(jìn)技術(shù)又因地制宜地搞好我國的漏水漏水控制。

參考文獻(xiàn)：
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;