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水管漏损有了控制方案

  • 发布日期:2015-9-15
  • 来源:中国水工设备网
  • 作者:中国水工设备网

     北京市石景山区永乐东小区,位于长安街以南鲁谷东街和莲石东路附近,是上世纪90年代初的老旧居民小区,目前有5500户居民。

  几年前,由于地下管网年久失修,爆管的现象时有发生,仅2009年,小区管网破裂高达23次。不仅浪费了大量水资源,同时也给居民的生活带来很多不便和安全隐患。“一爆管就停水,修好了以后,还要把黄色的脏水放走才可以用。”住在这里的那先生告诉记者。

  3年前,安恒集团水联网技术服务中心承担了北京科委供水管网漏损控制课题,将其自主研发的水联网LeakView@(漏损可视化)管网漏损管理平台及基于DMA分区的城市供水管网综合漏损控制方案应用于这个小区。

  所谓DMA分区,就是将一定范围内的管网进行分区监测,将漏损准确定位,从而保证这一片区整体供水管网的安全运行。这一方案的实施为石景山自来水公司节约了大量人力物力。自2012年实施至今,这个小区再未出现任何爆管情况。

  日前,记者跟随保尔森基金会2015年可持续发展项目评奖专家,一同实地参观了解了安恒集团这一防漏节水工程实施现场。这个项目是“2015可持续发展规划项目奖”的三大入围项目之一。这个奖项由保尔森基金会和中国国际经济交流中心共同发起,旨在为解决城镇化进程中的关键问题提供创新、有效以及可拓展的解决方案。

  ■依托物联网、云计算和大数据分析,迅速查找管网漏损

  据介绍,方案主要包括DMA分区管理、漏损噪声在线监测和智能精细化区域压力调控技术,是将庞大复杂的环状管网划分成若干细分区域(即DMA分区),在DMA分区的基础上实现关键数据(流量、压力、水质等)的实时监测,并利用信息化手段和“大数据”技术对采集的数据加以整合分析,寻找规律并识别异常事件,尽可能地缩短监测到发生管网漏损的时间,从而达到降低漏损的目的。

  在永乐小区的东南角,有4个看似普通的井盖,据介绍,这里是这个小区自来水管网的总入口端。打开井盖记者看到,井下水管和井壁上安装了很多仪器和设备。

  安恒集团水联网技术服务中心的工程师张健告诉记者,这些高精度的设备装在小区的供水入口,可以了解每一个小区漏损的情况。“一般情况下,在夜间或凌晨,我们基本上认为这个区域的用水量等同于真实的管网漏损量,因为这个时段大部分居民都已经休息,这时流量计所计量的流量有很大一部分是由漏损造成的。我们的技术人员利用仪器监测凌晨两点到五点的最小流量,用一段时间的最小流量来代表管网的漏损。”

  据他介绍,工作人员在这个小区的阀门井旁安装了30台漏损噪声在线监测设备,用它们来监测前后150米~200米的管段噪声。

  “这30台设备是均匀分布在小区里的,每天都会把噪声分贝和频率传输回来。当入水口的夜间最小流量超过最小流量警戒值时,我们认为可能有漏损产生,就会去查看这30个点位的分贝和频率哪个比基准值高,这样就能迅速找到漏损点。”张健说,“我们会第一时间通知水务公司的维修人员进行修复。同时,技术人员还会评估出漏损的具体原因,比如管道的管龄较长、供水压力较高、偷水现象等我们都能评估出来,针对评估的结果去采取相应不同的措施。

  据介绍,这套“可持续的中国城市供水管网综合漏损控制解决方案”主要是提升了漏损的微观感知时间。相比传统的人工巡检检漏,可以将原有查找供水管网漏损的发现时间由1~3个月迅速缩短为1周,大大减少了因为漏损而产生的水资源浪费。

  ■智能控制水压和水流量,减少水资源浪费

  在小区总入口端的井里,水联网技术服务中心工程师张健给记者介绍了一套智能减压设备。

  “这套设备是LeakView@(漏损可视化)管网漏损管理平台的重要组成部分,可以通过它给进入小区的水降压,从而大幅度地起到节水的作用。”他说。

  据介绍,北京市规定的最低供水压力是28米,但北京市内有很多小区的水压都远高于这个值。以永乐小区为例,小区入水端的压力在39~40米,小区全部是六层楼,区域供水最远端的供水压力都高达36米。

  张健告诉记者:“较高压力会对管网造成极大影响,白天大家都用水,可以对管网起到卸压的作用,但是夜间用水量减小,压力过高就等于‘憋’在管道里,这就会加大漏损的程度。另外对于永乐小区来说,这里的入水管径是300mm,但实际对于这个小区的用水需求只需要直径在150mm~200mm就可以,因此减小入水管网的压力对这个小区节水及管网安全意义重大。”

  据他介绍,这套压力系统也安装在小区入水口。减压阀可将入水压力从40米减少到33米左右。同时,依靠物联网和移动互联技术将相关管网的监测数据远传给云端的Leakview@管网漏损控制分析系统中,利用云计算和大数据分析技术对片区管网进行流量和压力分析,实现按需控制分区供水管网的供水压力。

  “一旦出现消防等突发的需求,技术人员会根据小区的具体流量需求来调节水压。”张健说。

  安恒集团副总裁王志军告诉记者,如果管道系统的暗漏长时间无法得到修复,在供水压力变化时,管道漏损点周围形成的负压,会将外界污染物负压吸入到供水管网系统中,造成生活饮用水水质污染,直接威胁城市供水安全。“我们这套系统在防漏损的同时,也可以在最大程度上保护管网生活饮用水的水质安全。” 王志军说。

  自2012年实施项目至今,永乐小区未再发生任何爆管事件,大幅降低城市供水管网特别是老旧管网的运行风险,同时实现大幅的节水效果,显著降低产销差率,据测算,目前整个小区日节水量近600吨,约占原有区域供水量30%,供水管网的压力优化约25%,年节水20余万吨。

  ■扩大推广试点范围,为老旧城镇节水做贡献

  自2014年以来,Leakview@管网漏损控制系统及基于DMA分区的主动漏损控制解决方案已在北京自来水集团公司、武汉水务集团、江苏淮安首创水务等地供水部门完成了最新方案设计、工程实施和系统运行,系统解决方案带来的经济和社会效益十分可观。

  在很多人看来,控制城市供水管网漏损,既是节约水资源的重要措施之一,也是保障城市安全供水的重要内容,是城市可持续发展规划中的重要课题。

  安恒集团副总裁王志军认为,这一系统是城市可持续发展一个具体落地的项目。在这套系统推广的城市中,既有像北京一样的大城市,也有城镇化进程中的城中村。

  “在营口某些城中村的项目实施就很有特点,这些城中村原来是农村,所以基础设施很差,管网漏损很严重,很多供水管网甚至都是塑料管。由于周边工业园区大面积建设,这个村被包在中间,根据城市规划早晚会消失,因此,基础设施的重建不现实。当地水务公司就运用我们这个系统,来检查管网漏损和调控区域水压,第一时间发现问题采取相应措施,不到一年,节水获得的经济效益就弥补了投资成本。”这位技术负责人告诉记者。

  在谈到这一方案的未来时,安恒集团相关负责人希望能得到更多主管部门的大力支持,特别是给予部分老旧城镇供水管网漏损控制方面的方案示范实施机会。

  “毕竟这项解决方案需要在实际区域中进行一段时间的实施和真正调控,才能体现出它高效减少漏损节水节能的优势。”这位负责人表示。

  评委会专家认为,这个项目不仅帮助解决了节水这一环境问题,在经济方面也非常可行,为当地政府和居民节省了很多开支。

  “这个项目实现了环境保护与经济发展的双赢目标,具有示范性。”保尔森基金会气候变化和可持续城镇化项目副主席凯特·戈登表示,“通过展示这个城市节水项目的先进技术,以及另外两个优秀的入围项目,我们希望让更多人去关注推动中国经济可持续发展的重要性。”