基于计量数据的供水管网漏损控制策略

随着城市化进程不断加速以及居民生活水平逐步提高，城市供水需求呈现持续增长态势，水资源短缺问题变得日益严峻。供水管网作为城市供水系统当中的关键基础设施，其运行状况会直接影响到水资源的有效利用，然而目前管网漏损现象普遍存在于各个城市之中，这不仅造成了大量水资源的浪费，还增加了供水企业的日常运营成本，甚至还可能引发水压不稳定和水质污染等一系列问题，所以加强供水管网漏损控制工作具有非常重要的现实意义。

1 计量数据在供水管网漏损控制中的重要性

1.1 提供漏损量化依据

计量数据可以准确记录供水管网各节点流量压力水质等参数，为漏损量化分析提供必要基础数据，通过比较水厂出厂水量和用户端计量水量，能够计算出管网表观漏损和真实漏损情况。比如，借助安装在水厂出厂端区域分界点和用户端的流量计，可构建水量平衡模型清晰反映各区域各环节水量损耗情况，为漏损控制提供有效量化指标。

1.2 辅助漏损定位与诊断

在管网运行的整个过程中，计量数据出现的异常波动能够当作漏损发生的重要信号，压力传感器数据突然下降、流量数据异常增加这类情况，都有可能指示管网存在着漏损点。通过对不同位置计量数据开展实时监测以及对比分析，并且结合管网拓扑结构，可以缩小漏损点的排查范围，进而实现漏损的快速定位与诊断，提高维修效率并减少水资源浪费[1]。

1.3 支撑决策优化

根据计量数据得出的分析结果，供水企业能够制定科学合理漏损控制策略，通过对历史数据开展趋势分析，来预测漏损的发展态势并提前规划管网改造与维护计划，评估不同漏损控制措施的实施效果，为后续决策提供参考从而实现资源优化配置，提升漏损控制工作的科学性与有效性。

2 计量数据的采集与分析

2.1 计量数据采集

供水管网计量数据采集得依靠各类计量设备，这些设备主要有流量计、压力传感器、水质监测仪等，在水厂出厂端一般会安装高精度电磁流量计或者超声波流量计，以此准确计量出厂的水量。在管网关键节点如区域分界点、大用户接入点会部署流量计和压力传感器，用来实时监测各区域的流量和压力变化情况。在重点区域或者容易发生漏损的地段会增设分布式压力传感器和流量监测设备，从而形成覆盖整个管网的监测网络。另外，随着物联网技术不断发展，智能水表推广应用能实现用户端用水量实时采集，可为漏损分析提供更详细的数据支持，计量设备采集到的数据会通过无线通信如 NB - IoT、LoRa 或者有线网络如光纤传输到数据中心。

2.2 计量数据分析方法

常规统计分析属于对计量数据做初步处理的重要方法，涵盖数据的均值、方差、极值计算以及趋势分析、相关性分析等内容，通过计算不同时段的平均流量和压力变化范围，能够判断管网运行状态是否稳定。分析流量与压力之间的相关性，有利于发现管网运行存在的潜在规律，比如，要是发现某区域夜间最小流量一直持续升高，则可能存在隐蔽漏损，需要进一步开展排查工作。机器学习算法在计量数据分析当中具备强大优势，借助训练神经网络、支持向量机（SVM）等模型，能够实现漏损的智能预测与诊断 [2]。

3 基于计量数据的供水管网漏损控制策略

3.1 漏损定位策略

通过对不同区域输入水量和输出水量进行比较来计算区域水量平衡，如果某区域存在较大水量不平衡情况（输入水量远大于输出水量），那么该区域可能存在漏损问题，结合区域内各节点的计量数据可进一步缩小漏损范围，从而确定漏损可疑区域，如某供水区域通过区域流量分析发现夜间最小流量异常升高，经过对该区域内各管段流量数据排查，最终定位到一处隐蔽漏损点，利用压力传感器数据对管网压力梯度变化进行分析。正常情况下，管网压力沿水流方向呈规律性下降，若某段管道存在漏损会导致该区域压力异常降低，通过绘制压力梯度曲线对比不同时段压力变化，可定位漏损点所在管段。此外，结合压力瞬变分析技术通过人为制造压力波动（如开 / 关阀门）监测压力波传播特性，可更精准确定漏损位置，利用分布式智能传感器网络实现对管网实时、全方位监测，当某一传感器检测到异常数据时系统自动分析周边传感器数据，结合管网拓扑结构通过算法计算漏损点的坐标位置。

3.2 漏损评估策略

漏损率是衡量供水管网漏损程度的重要指标，通常采用以下公式计算：

漏损率 Σ=Σ 未计量水量/ 供水总量 ×100%

其中，未计量水量能够凭借水厂出厂水量和用户端计量水量的差值计算得到，通过定期计算各个区域以及整个管网的漏损率，能够直观地评估漏损控制的效果，并为后续决策提供依据。漏损成本评估不但要考虑水资源浪费所造成的直接经济损失，还需要包含漏损引发的间接成本，如维修费用、水质污染处理费用以及因水压不稳定导致的用户投诉成本等。通过建立漏损成本模型，并且结合计量数据和相关经济指标，量化漏损造成的经济损失，为漏损控制措施的经济效益评估提供参考 [3]。

3.3 漏损控制措施

对于那些老旧且破损情况严重的管道而言，实施更新改造是降低漏损的有效办法，优先对高漏损区域当中的管道进行更换，采用耐腐蚀且高强度的新型管材像球墨铸铁管、PE 管，以此提高管网的整体性能。与此同时，要加强管网的日常维护工作，定期对管道、阀门、消火栓等设施开展巡检和维修，及时处理管道接口渗漏、阀门老化这类问题，从而降低漏损发生的概率。合理控制管网压力是减少漏损的重要手段之一，通过安装压力调节设备比如减压阀、稳压泵，依据不同时段、不同区域的用水需求动态调整管网压力，避免因压力过高而导致管道破裂和出现漏损情况，同时还要满足用户的正常用水需求。

4 结语：

综上，以计量数据为基础的供水管网漏损控制策略，能有效提高水资源利用效率、降低供水企业运营成本，是可行途径，通过科学合理地部署计量设备、采用先进且有效的数据分析方法，可精准定位漏损、进行量化评估并实现有效控制。在实际应用当中，供水企业要结合自身实际情况，综合运用管网改造、压力管理以及非技术性漏损控制等措施，构建全方位的供水管网漏损控制体系，为实现水资源的可持续利用提供有力保障。

参考文献：

[1] 李杨 , 封磊 . 市政供水管网泄漏原因及检测技术研究 [J]. 安徽水利水电职业技术学院学报 ,2024,24(06):28-35.

[2] 王娴 , 陶涛 , 严国 . 供水管网漏损控制方法与应用成效分析 [J]. 净水技术 ,2024,43(09):54-62.

[3] 黎子麟 , 荣清文 , 武玉峰 . 智慧水务在供水管网漏损控制方面的运用分析 [J]. 中国高新科技 ,2024,(16):64-66.

作者简介：张开和（1975.2-），男，汉族，湖南浏阳，大专，助理工程师，主要从事计量