漏损分析与控制技术——漏损分析技术

       漏损分析的主要目的是真实评价漏损水平，分析漏损的组成和占比，找到漏损产生的主要原因，从而采取相应措施。漏损分析方法主要为水平衡分析法，漏损评价指标主要包括漏损率、真实漏损率、单位管长漏损量、基础设施漏损指数等。

1.漏损分析的作用

由于引起漏损的原因较多，为有针对性的实施漏损控制措施，我们可以通过一些分析手段，确定漏损的组成及其占比，从而抓住主要矛盾，对症下药。常用的有：
(1)通过供水系统水量平衡分桥对监测的流量数据和抄收回来的用水量等数据分析管网的真实漏损率和产销差，分析产销差组分，进而定量分析各组分在产销差中占的比例各是多少，确定产销差形成的主要原因。
(2)把供水管网分级划分为多个可计量区现以便对每个分区进什流量和习监测，定量分析每个区域供销水量差，从而确定漏损严重的区域，必要时进一步实施分区
计量，缩小区域。
(3)分析某一个区域的夜间最小流量，根据该区域基本情况，确定漏损水平。

2.漏损分析基本方法

2.1水平衡分析

水量平衡是指确定的供水区域内恒定存在的水量平衡关系，即该区域的输入水量之和等于输出水量之和。也可以说，供水管网系统中任意封闭（相对封闭）的区域内，在水量平衡分析是一种有效的主动漏损控制技术和管理方法，通过将供水系统损失
任意时段内，其输入的水量等于输出的水量。
的水量进行有效的指标分解，量化漏损和它的组成部分，计算恰当的性能指标，全面正确地反映管网漏损状况，有针对性地进行漏损控制。该方法能有效评估管网工作状况，直接反映供水漏损率的高低，可判断管网漏损的区域，为漏损控制提供科学依据。开展水平衡分析的第一步就是将供水系统水量进行有效分解，确定系统水量“支出”类型。这样就可以掌握漏损水量的大小、漏损的来源以及由于漏损而损失的成本费用。

供水系统的典型漏损

1. 国际水协会水平衡分析方法

世界上绝大多数国家对供水系统漏损定义都不一致，使得研究和管理人员对供水系统现实存在的较高漏损无法确切了解其存在位置和种类，并给出客观比较和评价。在这种情况下，国际水协会成立了一个水损控制研究小组，考察了很多国家供水管网漏损及控制情况，特别借鉴并再加工英国在其漏损控制实践中发展起来的各种评价与控制方法，从供水系统的水量平衡，包括供水量，不同用户使用情况，漏损组成等方面给出了一个相对统一完整且具有较高适用性的定义及分类，形成一套正式推荐给世界各国标准的水量平衡方法。

国际水协会水平衡表

 表中所涉及术语定义如下：
(1)系统供水总量：流人供水系统总水量。
(2)系统有效供水量：注册用户、供水单位和其他间接或明确授权部门（如政府部
门或消防用水)计量用水量。
(3)系统漏损水量：系统供给水量减去系统有效供水量，它包括表观漏损量和实际
漏损量。
(4)产销差水量：等于系统供给水量减去收费授权用水量。
(5)表观漏损量：包括非法用水量和用户计量误差。
(6)实际漏损量：发生在主干管、蓄水池和用户引入管的漏损、破管和溢流水量。

水量平衡表中各部分水量通过计量得到最理想数值，由于实际情况中一些因素的限制，有些数据可能很难收集确定。大多数自来水公司只能提供源水量、供水量以及售水量等供水系统输人、输出水量数据，其他部分很难估计。因此，水平衡分析采用计算推算、分析、估计、经验等多种形式确定各部分水量。对不同供水企业根据实际情况前够得到的数据，合理地进行分析计算或推测，构建准确的水量平衡表从而对供水管网清损进行比较准确判断和分析。

2.我国水平衡计算表及计算过程

借鉴国际水协会推荐使用的水平衡架构图，《城镇供水管网漏损控制及评定标
(CJ92-2016)中列出了水量平衡表，见表。

水平衡分析表

 水量平衡统计分析的具体步弹如下：

1)统计供水总量
供水总量由自产供水量和外购供水量两部分组成，根据各节点流量计量设备的水
量数据进行统计计算。

2)统计计费用水量
计费用水量由计费计量用水量.计费未计量用水量和向管网外部输出的水量组夏
根据用户收费系统数据或记录进行统计计算，

3)统计免费用水量
免费用水量包括当地政府部门规定减免收费的水量以及冲洗管网等自用水量，
4)计算注册用水量
注册用水量为计费用水量和免费用水量之和，

5)计算漏损水量
漏损水量为供水总量减去注册用水量，

6)计算真实漏损
真实漏损为明漏水量、暗漏水量、背景漏损以及水箱、水池的渗漏和溢流之和。
a)明漏、暗漏的漏点流量计算

式中：Q一一漏水流量，m³/s:
C覆土对漏水出流影响，折算为修正系数，根据管径大小取值：DN15~50取0,96，DN75~300取0.95，DN300以上取0.94，在实际工作过程中，一般取C,=1,或通过实验获取：
C一流量系数（取0,6），或通过实验获取：
A一漏水孔面积，m,一般采用模型计取漏水孔的周长，折算为孔口面积，在不具备条件时，可凭经验进行目测：
H一孔口压力，mH,O,一般应进行实测，不具备条件时，可取管网平均控制
压力：
g一重力加速度，9.8m/s。

b)明漏水量和暗漏水量的计算

漏点水量一漏点流量×漏点存在时间
明漏存在时间：自发生破损至修复的时间。

暗漏存在时间：一般取管网检漏周期的一半。

c)背景漏损水量的计算
背景漏损水量=单位管长夜间最小流量×小区管线总长×时间

d)水箱，水池的渗漏和溢流的计算

各供水单位根据实际情况估算。

7)计算计量损失
计量损失由居民用户总分表差和非居民用户表具误差组成，分别按式(6-4)和式(65)
进行计算。
式中：Q一居民用户总分表差：
按户抄表的居民用水量：
居民用户总分表差率，各供水单位根据样本实验测定。
Q-CaL
式中：Q一非居民用户表具误差：
QL一非居民用户用水量：
C一非居民用户表具计量损失率，各供水单位根据样本实验测定。
8)计算其他损失
其他损失为漏损水量减去真实漏损和计量损失。

3.指标计算与评价

管网漏损评价可以采用管网漏损率和管网真实漏损率，也可以参考单位管长漏损量和基础设施漏损指数（ILI）

1.产销差/产销差率

产销差，即为产销差水量，又被称为无收益水量(NRW),英国称之为UFW,是供总量与售水量的差值，计算公式如式

NRW=Vt-Vs

式中：NRW一产销差水量：

Vt——供水总量：

Vs——售水量.

产销差率的计算公式如：

=（产销差水量/供水总量）*100%

式中：Rnrw——产销差率。

2.管网漏损率与管网真实漏损率

1)管网漏损率

管网漏损率应按式计算：

Rwl=(Qs-Qa)/Qs×100%

式中：Rwl—管网漏损率，%：

Qs——供水总量，万m³

Qa——注册用水量，万m³

2)管网真实漏损率

管网真实漏损率应按式计算：

Rrl=(Qr1+ Qr2+ Qr3+ Qr4)/Qs*100%

式中：Rrl——管网真实漏损率，%

      Qr1——明漏水量，万m³；

Qr2——暗漏水量，万m³；

Qr1——背景漏损水量，万m³；

Qr1——水箱、水池的渗漏和溢流，万m³；

4.管网分区计量分析

进行管网分区计量分析.需要尽可能地获取精确数据通过划分较小区域进行管网漏损的分析，以此评估整个供水系统的漏损水平。“独立计量区城”的划分依赖区域装表法(DMA)。DMA是指综合考虑城市地形地貌等自然地也理特征、行政管理区划、水压分布、水厂分布和供水能力用户水表数及用水量等因素，按照一段原则，在配水系统中通过分区安装流量即或水表，关闭部分阀门，建立若干个相对独立的计量区域。装表计量的区域必须有明确的边界通过记录流量计或水表计量范围内的不同时间用水量，结合营业收费系统用水量数据分析，推断计量区域内的管网漏损情况,为实现精细化管理、采取漏损控制措施提供科学的依据。

通过供水系统水量平衡分析系统对监测的流量数据和抄收回来的用水量等数据，分析区域漏损率、真实漏损率和产销差数据，分析产销差组分，进而定量分析各组分在产销差中占的比例各是多少，确定产销差形成的主要原因。分区水平衡分析可以采用水平衡分析表。从而根据水平衡分析的结果，可确定造成产销差的主要原因，指导管理者对症采取合适的措施，具有针对性的实施漏损控制。

对于DMA区域漏损可按式进行计算：·

Q漏损=∑Q入口—∑Q用户—∑Q出口

5.夜间最小流量分析

夜间最小流量(MNF)即为夜间流人某个区域的最小流量,最小夜间流量通常发生在凌晨2:00- 5:00, 该时间段用户用水量所占份额很小，假定该流量主要是漏损造成。

从通过对夜间流量的监测(图6-2)以及对区域内夜间用水状况的调查，可判断区域内是否存在漏水以及泄漏量的大小，而且长期的流量监测可以快速反映漏水复原的现象,并可及时发现区域内新的漏水点。夜间最小流量法是评价小区压力管理的显性指标。

夜间最小流量法对经验要求较高，前期历史数据的分析、区域内用水信息的收集是工作开展的关键。

对于DMA分区，人口的夜间流量通过流量监测可得到，为减少抄表工作量，各用 户夜间用水量可通过估算得到; Q用户取英国水务研究中心( Water Research Centre,WRC) 椎荐的合理居民夜间用水流量是1.7L/(户·h)采用这个数据来进行漏损量的评估：0..0017X用户数。

若单独进行背景漏损计算：

背景漏损量=ICF*（0.02*管长+1.25*连接点数）+

           ICF*0.033【L/（m·h）】*入户管道长度*

           （AZNP/50）1.5+0.25（L）*连接点数*（AZNP/50）1.5

式中: AZNP——计量区域夜间平均压力;

        ICF ——基础设施的状况因子,用来表示主要输水管道的坏程度，一.般情况下，它的取值范围为1至4(1表示状况很好，4表示状况差)。

6.表观漏损分析

出厂水流量计计量及用户用水流量仪表计量精度是产生表观漏损的主要方面。

1.出厂水计量误差

出厂水流量的准确度对计算系统的表观漏损至关重要。一般情况下，出厂水计量 仪表的数量相对比较少,也就是说每个仪表都分配到相当大比例的水量。这意味个仪表的误差,就足以对整个系统供水量的测量造成很大的冲击。常用分析方法有：

(1)根据进出水厂水量平衡分析计量误差。利用进水量、水厂自用水量及出厂水量分析出厂计量仪表真实误差水平。

(2)根据清水池容积与出厂流量分析计量误差。在无法得知取水量情况下，利用清水池、吸水井容积法对出厂水流量计准确度进行比对校验，即采取关闭滤池滤后阀的方法，确保清水池、吸水井无增量水流入时，将清水池、吸水井减少的水量与出厂水流量计累计流量进行比对。

2.分析用户水表计量误差

用户计量仪表和出厂仪表最大的不同就是,用户水表的装设数量非常多,每个用户水表计量的流量较小。用户水表计量的准确度由以下几个因素所决定:水表类型、厂牌、淘汰更换政策、水表维护和水质。供水企业应该根据这些决定因素制订准则以确保用户用水量数据的准确度。在水表计量产生的表观漏损分析中，流量匹配性是衡量水表表观漏损的一个重要原则。对于投入使用的管道，.以通过其流量数值来考察流量计的匹配性。借助水表标准性能曲线,并利用实测数据,绘制出水表误差曲线。利用该误差曲线，并根据用户流量分布、流量计相关参数考量水表，即管道的匹配程度，以指导下一步生产运营。

7.其他方法

水量平衡分析可以积累大量数据,而对管网运行监测及漏损历史数据的数学分析，有助于揭示其中隐含的发展规律，为有效控制漏损提供科学依据。

1.漏损预测模型

漏损预测分析方面，可根据供水管网漏损数据的大量统计.应用多元线性回归分析理论通过供水管道漏损原因的相关分析，对供水管道投入使用后产生漏损的初始时间进行科学预测，建立了不同材质的供水管道安全使用期的预测模型；采用灰色模型的灰色数列预测方法建立了管道漏水预测模型，在人力、财力有限的条件下，选定每年的重点检漏点:另有学者以管网历史漏损统计十数据为基础，以漏损控制总费用最低为目标，采用自回归滑动平均混合过程及叠合模型预测管网漏水量.漏损件数.并求解管网经济漏水量，在此基础上建立漏损检测周期的优化数学模型。

然而，由于供术管网的复杂性和管网漏损信息的繁杂和无规律性，许多情况下对物损与其众多影响因素之间的关系进行量化分析比较困用难，模型的灵敏度和准确性与实际情况还存在差距.模型求解的速度也不尽如人意,因此，漏损模型适用于趋势分析，但大规模应用仍受到限制。

2.管网运行压力分析

由于管网运行压力对管道破坏造成的漏水与爆管概率随压力的增大而增加，通过压力管理减少供水管网泄漏损耗的理念应运而生。对管网压力的控制可以有效地避免管网中不必要高压力的出现，减少爆管事故的发生，进而降低漏损率。此外，对压力的实时监控可以发现管网运行时某些管段的压力突变,这些突变可能由水泵机组启闭、阀门启闭或爆管引起，通过更细致精确的分析有助于及早发现漏点。