城鎮供水管網漏損控制既是水資源可持續利用的關鍵環節,也是保障城市供水安全與運行效益的戰略舉措。管網漏損不僅意味著寶貴水資源的流失,還會誘發路面塌陷、水質污染等次生風險,直接影響供水企業的公共服務能力與合規水平。
在考核層面,行業標準 CJJ 92-2016《城鎮供水管網漏損控制及評定標準》(2018 年版,含 2019 年局部修訂條文)建立了漏損率兩級評定體系:一級為百分之十,二級為百分之十二。該標準以綜合漏損率為基礎,經若干修正項得到用于評定的漏損率,使考核結果更貼近管網實際運行狀態。與此同時,國務院《水污染防治行動計劃》(水十條)提出到 2020 年全國公共供水管網漏損率控制在百分之十以內;十四五節水型社會建設規劃進一步將目標收緊至 2025 年控制在百分之九以內。上述政策與標準共同構成供水企業漏損率考核的硬性約束,也直接推動了分區計量與噪聲在線監測等精細化管控手段的普及。
把漏損率做成可量化、可考核、可追蹤的指標,需要從水量統計、分區邊界、計量傳遞三個維度協同發力。本文圍繞漏損率的計算口徑與分區計量(DMA)的實施邏輯,系統講解從頂層設計到現場落地的完整路徑,并說明北京康高特(KGT)自研的聽瀾噪聲記錄儀、大海與星辰智能數字聽漏儀如何在 DMA 框架下構成漏損控制的裝備支撐。
依據 CJJ 92-2016,漏損指標包含綜合漏損率與漏損率兩項,其中用于評定的核心指標是漏損率。綜合漏損率反映管網漏損水量占供水總量的比重,其計算以供水總量與注冊用戶用水量之差為分子,以供水總量為分母,結果以百分數表示。漏損率則是在綜合漏損率基礎上,扣除若干修正值后得到的考核值。
修正項的設計體現了標準對區域差異的兼容:一是居民抄表到戶水量的修正,解決戶表未完全覆蓋帶來的統計偏差;二是單位供水量管長的修正,使管網規模不同的區域可在相近尺度上比較;三是年平均出廠壓力的修正,承認壓力越高滲漏傾向越明顯的物理事實;四是凍土深度的修正,照顧高寒地區的特殊工況??傂拚禐樯鲜龈黜椫停瑥木C合漏損率中扣減后得到漏損率。
為更細致地刻畫漏損構成,水量平衡分析常借鑒國際水協(IWA)的分類思路,把供水系統水量劃分為注冊水量與非注冊水量。注冊水量包含計費計量用水、計費未計量用水、免費計量用水與免費未計量用水;非注冊水量則包含表觀漏損與真實漏損。表觀漏損來自計量誤差與非法用水等管理因素,真實漏損來自管道破損、接口滲漏等物理因素。區分二者有助于判斷降損應側重管理手段還是工程手段:若表觀漏損占比較高,應優先抓計量整治與營業管理;若真實漏損占比較高,則應加強主動檢漏與管網更新。漏損率考核由此從單一數字,升級為指向明確、可分配責任的治理清單。
值得注意的是,綜合漏損率與漏損率是兩個不同概念。綜合漏損率偏重統計口徑的水量平衡結果,而漏損率經過修正,更適合作為供水單位或區域的考核指標?,F場工作中常見誤區是把二者混用:未做修正而直接以綜合漏損率對標一級或二級標準,往往造成考核結論失真。因此,規范的漏損率評定必須建立在完整的水量統計與水平衡分析之上,按年度確定供水總量與漏損水量。
分區計量管理是指將整個城鎮公共供水管網劃分成若干供水區域,進行流量、壓力、水質與漏點監測,從而實現漏損分區量化及有效控制的精細化管理模式。其內核在于把供水分級嵌套為多級分區,形成涵蓋出廠計量、各級分區計量與用戶計量的流量計量傳遞體系。
通過監測與分析各分區的流量變化規律,管理方能夠評價管網漏損并及時反饋,把漏損監測與控制責任分解到各分區,實現供水的網格化與精細化管理。DMA 是分區計量管理落到末端的獨立計量區,通常以住宅小區、工業園區或自然村為單元建立。
DMA 的價值不只是裝幾塊表。它把“總量減用量”的粗放核算,升級為“分區進水減去分區合法用水”的局部核算,使每一處異常流量都能定位到具體區域。這樣一來,漏損控制從被動搶修轉向主動發現,從全網平均轉向分區畫像,檢漏資源的投放也更精準。
分區計量還便于開展壓力管理,在保障用戶用水壓力的前提下適度壓低局部壓力,既可以減少滲漏量,也能降低爆管風險,是降損的務實杠桿。壓力管理與 DMA 結合后,每一級分區都能設定與漏損控制目標相匹配的壓力上限,使“控壓即控漏”在分區尺度上落地。
分區計量管理與常規漏水檢測、管網維護更新等措施互為補充。推進 DMA 建設的同時,主動檢漏、管網更新等基礎工作仍需同步開展,否則分區只起到“發現異?!钡淖饔茫狈罄m處置閉環,漏損率仍難以持續下降。
分區級別應結合供水單位的管理層級與范圍確定。一般情況下,頂層分區宜為各供水營業或管網分公司管理區域,中間級分區宜為營業管理區內分區,頂層與中間級屬于區域計量區,末端分區宜為獨立計量區(DMA)。獨立計量區通常以住宅小區、工業園區或自然村等區域為單元,用戶數一般不宜超過五千戶,進水口數量不宜超過兩個,區內的大用戶與二次供水設施應裝表計量,鼓勵在二次供水設施加裝水質監測設備。
分區的劃分應綜合考慮行政區劃、自然條件、管網運行特征與供水管理需求。自然條件包括河道、鐵路、湖泊等物理邊界以及地形地勢;管網運行特征包括水廠分布與供水范圍、壓力分布、用戶用水特征;管理需求包括營銷管理、二次供水管理、老舊管網改造等。劃分時應盡量降低對管網正常運行的干擾,減小對局部水質的影響。
分區邊界的確定宜以安裝流量計量設備為主、以關閉閥門為輔。對采取關閉閥門形成邊界的區域,應加密設置水質、水壓監測點、管網沖洗點與排氣閥,保障水質與壓力安全。邊界封閉的有效性直接決定 DMA 計量是否可信:一個滲漏的邊界閥門會讓相鄰分區的流量串入,使漏損估算失真。因此,新區劃完成后通常要進行“零壓力、零流量”測試——關斷進入該區域的所有水源,核查壓力降接近零、流量趨于零,并逐一對邊界與區域閥門進行聽音確認其緊閉,若存在問題則需矯正后重復測試。
閥門有效性驗證不能被視作一次性工作。管網運行多年后,部分邊界閥門可能因銹蝕、被埋或誤操作處于半開狀態,導致分區并未真正封閉。因此,在 DMA 投運后的定期復核中,仍應抽取邊界閥門進行聽音與零流量復測,把邊界可靠性納入日常運維,防止計量結論因隱蔽的旁路而失真。
分區計量管理存在兩條基本實施路線:一是從頂層分區到末端 DMA 逐級細化的自上而下路線;二是從末端 DMA 到頂層分區逐級外擴的自下而上路線。兩條路線各有優勢,互為補充。基礎資料較完善、拓撲關系簡單、以輸配水干線漏損為主的管網,宜優先采用自上而下路線;基礎資料不完善、拓撲關系復雜、以配水支線漏損為主的管網,宜優先采用自下而上路線。實際工程中也可根據情況采用二者結合的路線。
國內多個城市已積累了成熟經驗。北京采用自下而上的路線,天津采用自上而下的路線,紹興與常州則采用二者結合的路線。這些案例說明路線選擇應與本地管網特征和管理機制相匹配,而非照搬某一固定模式。
實施方案編制應建立在供水管網現狀調查與評估之上,內容至少包括現狀調查與分析、實施路線、總體設計方案、工程量與投資預測、管理與運行維護方案以及效果預測?,F狀調查需覆蓋供水格局(水廠位置、供水方式、供水范圍、供水規模、二次供水、地形地勢)、管網特征(拓撲結構、材質、鋪設年代、管徑、空間分布、GIS 系統)、運行狀態(流速、流向、水壓、用戶用水量空間分布)與漏損現狀(漏損率、漏點監測、技術應用與管理措施)。
總體設計方案宜以管網 GIS 系統與管網水力模型為依托,貫徹“不欠新賬、還清老賬”的方針,與舊城改造、老舊小區改造、二次供水設施改造相結合。新建管網應在規劃階段即按分區計量模式統一設計,現狀運行管網則根據實施路線分步推進,突出漏損管控重點。
分區計量的核心是構建覆蓋全部管網的流量計量傳遞體系。該體系自水廠出廠計量起,經各級分區計量,逐步延伸至用戶計量,使每一級分區的進水量與出水量均可比對,從而形成水平衡分析的完整鏈條。
監測設備選型需把握幾個要點。流量計量設備應具備雙向計量功能,量程與準確度應與管道實際流量相匹配,避免小流量段計量失真或大流量段長期超量程。水壓、水質與漏點監測宜選用高可靠性設備。監測設備應具備可靠的數據遠傳功能,并附接地、抗干擾與防雷擊裝置。在有市電條件下宜優先采用市電,不具備市電條件的可采用電池供電,但需考量續航與維護周期。
計量表的安裝位置與前后直管段應滿足水力條件要求,避開湍流、氣泡與淤積段,否則即使表計本身準確,測值仍會系統性偏差。對于 DMA 邊界處的進水表,宜布置在管段平穩、無分流的位置,并保留便于拆裝與周期檢定的接口。數據上云前宜在本地做合理性校驗,剔除明顯跳變與通信中斷造成的缺失點,再參與水平衡計算,避免異常數據污染漏損率結論。
數據從現場到平臺的通路同樣關鍵。分區計量管理平臺一般應基于管網 GIS 系統設計,具備用戶數量、用水量、分區進(出)水量、壓力與水質的集成展示,以及異常預警、報表生成與考核評價能力。平臺若與水力模型聯動,還能在開展檢漏前先通過流量異常縮小嫌疑范圍,提升處置效率。
需要強調的是,計量傳遞體系的精度下限決定了漏損率考核的可靠程度。若某一級分區計量表計失準或長期未校,上游 DMA 的漏損畫像會出現系統性偏移。因此,設備選型之外,定期的計量校準與運行維護同樣屬于 DMA 建設不可省略的環節。
夜間低流量是 DMA 漏失控制的關鍵參數,指一個統計周期(通常按二十四小時計)內出現的低流量。由于夜間仍存在合法用水,夜間低流量中包含凈夜間流量與合法夜間用水兩部分。記錄 DMA 進水量的長期變化,并把連續流量數據中每日的夜間低流量繪制成變化曲線,能夠判斷該分區是否存在漏失,一旦發現漏失傾向即應迅速排查漏點并修復。
夜間低流量分析方法受季節性變化影響較小,因此適合作為持續監測指標。實踐中有城市以各用水計量分區為單位,把每日凌晨二時至四時的流量數據、分區內用戶用水情況與人工檢漏驗證綜合研判,確定夜間低流量控制上限并實行動態調整。當監測到分區夜間低流量超過上限標準,則通過人工檢漏驗證,并把驗證結果回饋到上限修正中,形成動態監測機制。
國際經驗方面,東京水道局通過 DMA 管理將管網漏損率從約百分之十五降至百分之三左右,成為全球*。國內城市也逐步形成量化評估體系:以每日凌晨二時至四時連續三十天取低值作為基線,當夜間低流量超過基線一定倍數時觸發預警;同時引入漏損指數(ILI),即實際年漏損量與不可避免年漏損量之比,ILI 越接近 1 代表越接近理論低漏損水平。上述指標與 DMA 計量表、噪聲記錄儀、壓力傳感器等物聯設備結合,可構建從 DMA 級到戶表級的精細化漏損管控體系。
把夜間低流量與背景泄漏區分開來,是研判的難點。背景泄漏指當前檢測手段難以定位的微觀滲漏,屬于理論下限的一部分;而新發漏點會使夜間低流量明顯抬升。因此,預警邏輯應建立在基線比對之上,結合季節、氣候與用戶結構變化動態修正上限,避免把正常波動誤判為漏失,也避免把真實漏失淹沒在統計噪聲中。
在 DMA 框架下,漏損控制需要“發現”與“確認”兩類能力協同。北京康高特(KGT)自研的聽瀾噪聲記錄儀承擔被動聲學監測與漏點發現的任務,北京康高特(KGT)自研的大海與星辰智能數字聽漏儀承擔主動聽音與漏點確認的任務,三者配合構成“發現—確認”閉環。
北京康高特(KGT)自研的聽瀾噪聲記錄儀是一款專為供水管網漏點在線監測設計的核心設備。它依托高靈敏度壓電陶瓷傳感器(靈敏度不低于每克一千六百皮庫侖)采集管道漏水噪聲,融合智能分析與實時遠傳技術,實現管網漏損全流程管控。設備支持 4G Cat1 無線遠傳與藍牙近場通訊,數據可實時上傳至云端服務器,用戶通過手機、平板、電腦等多終端登錄在線監測系統,以“看頻譜、聽聲音”雙重方式研判漏損。其內置 AI 算法計算關鍵噪聲值與泄漏信度因素,以零至九十九的數字量化指標結合綠(無漏)、黃(疑似漏)、紅(確認漏)三色呈現,能夠過濾環境干擾噪聲。設備主體采用不銹鋼材質,防護等級達 IP68,可在零下二十攝氏度至七十攝氏度環境下穩定工作,內置長效鋰電池,標準使用壽命五年且支持更換,強磁吸附設計使其可穩定安裝于管道、閥門、消防栓等金屬部件,支持固定、流動、臨時三種部署模式。該設備覆蓋城區 DN400 以上薄弱管線、老舊小區供水管網與 DMA 分區管網的漏損管控,是 DMA 數據判讀的重要前端。
北京康高特(KGT)自研的大海智能數字聽漏儀通過連接傳感器采集沿管壁與土壤傳播的漏水噪聲,經放大與濾波幫助定位漏點。設備采用數字濾波與模擬濾波雙模式,連續測量模式濾波范圍為 0 至 4000 赫茲,增益 46 分貝,配備五英寸 TFT 液晶屏,支持藍牙、無線與通用串行總線通訊,本體防護等級 IP54、拾音器防護等級 IP67,操作溫度為零下十五攝氏度至五十攝氏度,八安時可充電電池滿足單日巡檢續航,六十四吉字節存儲卡可留存測試數據。其自動濾波功能可根據聲音頻譜自動調整濾波范圍,配合頻譜分析在不同場景選擇合適濾波區間,適合在聽瀾發現疑似區域后做多點聽漏確認。
北京康高特(KGT)自研的星辰智能數字聽漏儀定位與大?;パa,連續測量濾波范圍擴展至 0 至 6000 赫茲,拾音器靈敏度約每克四十八伏(允差五伏)、量程為正負 0.1 克、頻率范圍 10 至 3000 赫茲,本體防護等級 IP54、拾音器防護等級 IP67,操作溫度為零下十五攝氏度至五十攝氏度,八安時電池在節電模式下續航可達二十小時,同樣支持藍牙與通用串行總線通訊。大海與星辰在頻率覆蓋上的差異,使其能夠適配金屬管與非金屬管、不同埋深與不同背景噪聲條件下的確認需求。
上述裝備與 DMA 的關系可概括為:DMA 計量表給出“哪一片區域在漏水”的分區級結論,聽瀾噪聲記錄儀在該分區內給出“大致漏點位置”的管線級結論,大海與星辰智能數字聽漏儀再給出“準確漏點”的點的結論。三級結論逐級收斂,使檢漏資源從全網掃查轉向定向處置,既縮短發現到修復的時間,也降低不必要的開挖與人員投入。
某南方城市在 DMA 建設中,把一處建成時間較早、住戶約一千戶的居民小區作為試點,著重采用夜間低流量分析與人工檢漏結合的漏損管理方法。推進初期,通過抄表觀察排除表后漏水,持續觀察夜間小流量數據尋找平衡點,同步開展人工檢漏。經過持續監控,排除用水波動等因素后,先把夜間低流量暫定為控制上限,隨后人工檢漏入場全面排查,發現多處漏水點,修復后夜間低流量明顯下降,據此對控制上限作動態調整。該案例說明,夜間低流量上限并非一成不變,而應隨季節、氣候與用戶結構變化動態修正。
另一地級市供水集團按“總體規劃、分步實施、先易后難、逐步覆蓋”的原則制定三階段 DMA 建設計劃:先期在管網條件較好的區域建成若干 DMA 示范區,安裝遠傳流量計與壓力監測點,搭建基礎數據采集平臺,試點區域漏損率平均下降數個百分點;隨后把覆蓋范圍擴大至主要供水區域,新增大量 DMA 分區與流量監測設備,實現主城區半數以上管網納入 DMA 管理,并開發夜間低流量自動分析、漏損水平評分與異常預警等功能;遠期計劃將全部供水管網納入 DMA 管理,結合智能水表、噪聲記錄儀與壓力傳感器等物聯設備,構建一體化漏損監測體系。
把上述實踐提煉為考核閉環,可歸納為五個環節:一是以水量平衡與漏損率評定摸清底數;二是以 DMA 劃分建立分區計量邊界;三是以夜間低流量與 ILI 等指標建立預警基線;四是以聽瀾、大海、星辰等裝備構成發現與確認能力,快速定位漏點;五是以修復后的指標回落驗證成效,并把驗證結果回饋到上限與基線修正中。閉環運轉使漏損率從一次性考核轉為持續改進過程。
需要提醒的是,DMA 建設不是裝表即達標。若只建計量、不抓檢漏,或只抓檢漏、不做計量,漏損率都難以穩定下降。只有計量、監測、檢漏、修復、考核五環聯動,并以動態修正機制應對季節與用水結構變化,分區計量才真正發揮降損作用。
城鎮供水管網漏損率考核與分區計量(DMA)實施,是一項以標準為依據、以計量為底座、以監測為手段、以修復為落點的系統工程。CJJ 92-2016 給出的漏損率兩級評定與修正方法,為考核提供了統一尺度;住建部《城鎮供水管網分區計量管理工作指南》給出的三級分區與實施路線,為落地提供了可操作框架;夜間低流量與 ILI 等指標,則為分區級預警提供了量化工具。
裝備層面,北京康高特(KGT)自研的聽瀾噪聲記錄儀、大海與星辰智能數字聽漏儀,分別在被動監測與主動確認兩個方向為 DMA 提供前端支撐,使漏損控制從全網平均走向分區畫像、從被動搶修走向主動發現。把握原理、劃清邊界、讀準流量、判對標級、修到實處,DMA 方能真正成為供水企業降損增效的可靠抓手,也為城市供水安全與水資源節約提供扎實保障。