农村饮水安全工程管网漏损控制技术与智能化管理系统

一、引言

农村饮水安全是乡村振兴战略的重要内容，保障农村居民喝上安全、稳定的饮用水，对提高农村居民生活品质、促进农村经济社会发展意义重大。然而，当前农村饮水安全工程管网普遍存在漏损问题，部分地区管网漏损率高达 30% 以上 。管网漏损不仅造成大量水资源浪费，增加供水成本，还可能导致供水压力不足、水质污染等问题，影响农村居民正常用水。因此，研究农村饮水安全工程管网漏损控制技术与智能化管理系统，对实现农村供水系统高效、稳定、可持续运行具有迫切的现实需求。

二、农村饮水安全工程管网漏损成因分析

2.1 管网老化与材质问题

许多农村饮水安全工程建设时间较早，管网使用年限较长，管道长期受水流冲刷、土壤腐蚀等作用，出现管壁变薄、破裂等情况，导致漏水。同时，早期建设的管网多采用普通铸铁管、混凝土管等材质，这些材质耐腐蚀性差、柔韧性不足，随着使用时间增加，容易发生渗漏。

2.2 施工质量缺陷

在管网施工过程中，部分施工队伍技术水平有限，施工工艺不规范。例如，管道连接部位密封不严，接口处未按要求进行处理；沟槽回填时，未分层夯实，导致管道受力不均匀，产生变形和裂缝，从而引发漏损。

2.3 运行管理不善

农村饮水安全工程缺乏专业的运行管理团队，管理人员对管网维护意识淡薄，日常巡检不及时，无法及时发现和修复漏点。此外，不合理的水压控制也会对管网造成损害。供水压力过高，会增加管道承受的负荷，加速管道老化和破裂；压力波动频繁，容易导致管道接口松动，引发漏损。

2.4 外部环境影响

农村地区地形复杂，地质条件不稳定，管道容易受到地面沉降、冻胀等因素影响而发生破损。同时，农业生产活动、道路施工等外部因素也可能对管网造成破坏，导致漏损问题出现。

三、农村饮水安全工程管网漏损控制技术

3.1 物理防治技术

管道更新与改造：对老化严重、漏损率高的管网，采用新型耐腐蚀、高强度的管材进行更新，如 PE 管、球墨铸铁管等。这些管材具有良好的柔韧性、耐腐蚀性和抗冲击性能，能够有效降低管网漏损率。在改造过程中，优化管网布局，减少弯头、三通等管件数量，降低水流阻力，提高供水效率。

防漏设施安装：在管网关键部位安装防漏设施，如防漏型阀门、伸缩节等。防漏型阀门采用特殊密封结构，能够有效防止阀门连接处漏水；伸缩节可适应管道因温度变化产生的伸缩变形，避免管道因应力集中而破裂。

3.2 压力控制技术

分区供水与压力调控：根据农村地形和用水需求，将供水管网划分为不同的供水区域，每个区域设置独立的供水压力调控设备。通过安装压力传感器和智能调控装置，实时监测各区域水压，根据用水情况自动调节供水压力，避免因压力过高导致管道漏损。

减压阀应用：在供水压力较高的区域安装减压阀，将水压降低至合理范围。同时，合理设置减压阀的安装位置和数量，确保整个管网压力分布均匀，减少因压力不均衡造成的管道损坏和漏损。

3.3 非开挖修复技术

内衬修复技术：内衬修复技术是在不破坏原有管道的基础上，通过在管道内部插入新的内衬材料，形成新的复合管道，达到修复管道、减少漏损的目的。常用的内衬材料有 HDPE 内衬管、树脂内衬等。该技术施工周期短、对环境影响小，适用于管径较小、埋深较深的管道修复。

喷涂修复技术：喷涂修复技术是利用高压设备将修复材料喷涂在管道内壁，形成一层致密的防护层，修复管道裂缝和孔洞。喷涂材料具有良好的附着力和耐腐蚀性，能够有效提高管道的密封性和使用寿命。

四、农村饮水安全工程智能化管理系统

4.1 系统架构

智能化管理系统采用分层架构设计，主要包括感知层、传输层、平台层和应用层。感知层由各类传感器组成，如压力传感器、流量传感器、水质传感器、漏水检测传感器等，用于实时采集管网运行数据；传输层通过物联网、无线网络等技术，将感知层采集的数据传输至平台层；平台层对数据进行存储、处理和分析，建立管网运行模型；应用层为管理人员提供可视化操作界面，实现管网运行状态监测、漏损分析、故障预警、远程控制等功能。

4.2 系统功能

实时监测与数据采集：系统实时采集管网压力、流量、水质等数据，通过图表、曲线等形式直观展示管网运行状态，管理人员可随时掌握管网运行情况。

漏损分析与定位：利用大数据分析和机器学习算法，对管网运行数据进行深度分析，预测管网漏损发生概率，并准确定位漏点位置。一旦检测到漏损，系统立即发出预警信息，通知维修人员及时处理。

远程控制与调度：通过远程控制设备，管理人员可对水泵、阀门等供水设施进行远程操作，实现供水系统的自动化调度。根据用水需求和管网压力变化，自动调节水泵转速和阀门开度，优化供水方案，降低能耗和漏损。

设备管理与维护：系统对管网设备进行全生命周期管理，记录设备安装时间、运行状态、维护记录等信息。通过数据分析预测设备故障，制定合理的维护计划，提高设备可靠性和使用寿命。

4.3 关键技术

物联网技术：物联网技术实现了传感器与智能终端的互联互通，确保管网运行数据能够实时、准确地传输至管理系统，为智能化管理提供数据支持。

大数据与云计算技术：大数据技术对海量的管网运行数据进行存储和分析，挖掘数据价值；云计算技术提供强大的计算能力，支持系统高效运行，实现对管网运行状态的实时监测和精准预测。

人工智能技术：人工智能技术应用于漏损分析和故障诊断，通过机器学习算法对管网运行数据进行训练和学习，提高漏损检测和定位的准确性，实现智能化管理。

五、结论

农村饮水安全工程管网漏损控制技术与智能化管理系统的应用，是解决农村管网漏损问题、提升供水管理水平的有效途径。通过采用物理防治技术、压力控制技术、非开挖修复技术等，结合智能化管理系统的实时监测、漏损分析、远程控制等功能，能够显著降低管网漏损率，提高水资源利用效率，保障农村居民用水安全。在未来农村饮水安全工程建设与管理中，应进一步推广和完善这些技术与系统，不断提高农村供水系统的智能化、精细化管理水平，推动农村饮水安全事业高质量发展。

参考文献

[1]张强.江苏省金湖县农村饮水安全工程建设管理的实践与思考[J].水利发展研究,2022,22(04):112-116.DOI:10.13928/j.cnki.wrdr.2022.04.021.

[2] 夏志博. 农村供水管网漏损控制对策研究[J]. 黑龙江水利科技,2022,50(01):88-91.DOI:10.14122/j.cnki.hskj.2022.01.022.

[3]王朝军.黄平县农村饮水安全工程运行管理及发展探析[J].黑龙江水利科技,2022,50(01):215-217.DOI:10.14122/j.cnki.hskj.2022.01.057.