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我國農(nóng)村飲水安全建設(shè)歷經(jīng)十余載,累計(jì)解決了5.2億農(nóng)村居民和4700多萬農(nóng)村學(xué)校師生的飲水安全問題,使農(nóng)村飲水安全問題得到了基本解決。共計(jì)建成集中供水工程77萬處,總供水能力已達(dá)1億m3/d,HDPE供水管網(wǎng)長(zhǎng)度已超70萬km。由于我國農(nóng)村供水尚處于發(fā)展的初級(jí)階段,行業(yè)管理和工程運(yùn)行管理存在不少薄弱環(huán)節(jié),其中,管網(wǎng)漏損現(xiàn)象較為普遍,有的水廠漏損十分嚴(yán)重,不僅造成大量水資源浪費(fèi),降低了供水保證率,而且給供水單位造成經(jīng)濟(jì)損失,影響工程長(zhǎng)效運(yùn)行。
1.農(nóng)村供水管網(wǎng)漏損現(xiàn)狀及減少漏損的意義
(1) 管網(wǎng)漏損含義。管網(wǎng)漏損又稱管網(wǎng)水損失,這里指農(nóng)村供水工程輸配水過程中水因HDPE給水管網(wǎng)破損而流失的現(xiàn)象。管網(wǎng)漏水量即供水總量與有效供水量之差,取決于漏損流量和漏損時(shí)長(zhǎng)。漏損率即管網(wǎng)漏水量與供水總量之比的百分率。管網(wǎng)漏損大致可分為明漏、暗漏和背景漏3種類型。明漏是hdpe管道上側(cè)破損,水溢出地表;暗漏是管道下側(cè)破損,漏水向地下入滲,較難被發(fā)現(xiàn);背景漏是指PE管道連接處漏水和管壁針孔滴水,漏水量比前兩種少但是很難避免。
(2) 供水管網(wǎng)漏損現(xiàn)狀。據(jù)2015年調(diào)查資料分析,我國30多萬處設(shè)計(jì)供水規(guī)模20m3/d以上的集中供水工程平均管網(wǎng)漏損率約26%。受計(jì)量設(shè)施不完善以及工程運(yùn)行管理水平等因素限制,一些地區(qū)用“估值”填報(bào),使匯總分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性打了折扣,實(shí)際漏損率可能更大一些。PE給水管網(wǎng)漏損造成大量經(jīng)凈化消毒、耗用大量人力、物力、財(cái)力等成本的自來水白白浪費(fèi),直接影響供水工程經(jīng)濟(jì)上的自我維持和良性運(yùn)行。如東部某省一處農(nóng)村安全飲水工程,設(shè)計(jì)供水規(guī)模5萬m3/d,實(shí)際日供水量3.9萬m3,監(jiān)測(cè)分析管網(wǎng)漏損率約30%。估算日均管網(wǎng)漏損水量約1.17萬m3,按運(yùn)行成本水價(jià)1.6元/m3推 算,日均經(jīng)濟(jì)損失約1.87萬元,全年多達(dá)683萬元。
(3) 加強(qiáng)管理并減少管網(wǎng)漏損的重要意義?!端ā返谖迨l規(guī)定,城市人民政府應(yīng)當(dāng)因地制宜采取有效措施,推廣節(jié)水型生活用水器具,降低城市HDPE給水管網(wǎng)漏失率,提高生活用水效率。2015 年國務(wù)院印發(fā)的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》明確要求,對(duì)使用超過50年和材質(zhì)落后的供水管網(wǎng)進(jìn)行更新改造,到2017年,全國公共供水管網(wǎng)漏損率控制在12%以內(nèi);到 2020 年,控制在10%以內(nèi)??h級(jí)以上地方人民政府應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)公共供水系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)督管理,降低供水管網(wǎng)漏損率。公共供水企業(yè)和自建供水設(shè)施的單位應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)供水設(shè)施的維護(hù)管理,減少水的漏失。 《村鎮(zhèn)供水工程運(yùn)行管理規(guī)程》(SL689-2013) 規(guī)定,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型集中供水工程的管網(wǎng)漏損率上限標(biāo)準(zhǔn)分別為12%、13%、14%、15%。按照Ⅳ型工程漏損率上限值15%現(xiàn)狀為26%考慮,我國農(nóng)村供水工程管網(wǎng)漏損率至少有11個(gè)百分點(diǎn)的提升空間。按全國集中供水工程實(shí)際日供水量6520萬m3估算,每年浪費(fèi)水26.2億m3左右,如能有效控制漏損,則可少建717萬m3/d供水規(guī)模的工程,按全國農(nóng)村供水工程平均運(yùn)行成本水價(jià)1.92元/m3估算,日均節(jié)約運(yùn)行成本約1377萬元,全年可達(dá)50.2億元。 目前許多供水工程運(yùn)營(yíng)產(chǎn)多收少、入不敷出,影響長(zhǎng)效運(yùn)行,這是一個(gè)老大難問題。筆者認(rèn)為解決問題的出路一方面是建立健全科學(xué)水價(jià)機(jī)制、控制好水費(fèi)回收率,增強(qiáng)管理機(jī)構(gòu)效益;另一方面是內(nèi)部控漏,采用質(zhì)量?jī)?yōu)良的HDPE給水管,采取綜合措施合理降低運(yùn)行成本,打好“增收節(jié)支”的組合拳。減少管網(wǎng)漏損是“節(jié)支”的重點(diǎn)之一,應(yīng)引起更多重視,采取更有效的措施解決它。
2 農(nóng)村供水管網(wǎng)漏損的主要原因
管網(wǎng)漏損居高不下的原因可歸納為以下幾點(diǎn):一是部分工程管網(wǎng)老化破損較為嚴(yán)重。正在運(yùn)行的供水工程中,有不小的比例建設(shè)年代相對(duì)較早,當(dāng)時(shí)受資金、技術(shù)等條件限制,發(fā)展理念落后,規(guī)劃不盡合理,供水管材多樣,建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不高,經(jīng)多年運(yùn)行,破損老化嚴(yán)重,漏損率較高。有的工程因竣工驗(yàn)收未做好資料整理和技術(shù)交接,導(dǎo)致管線不清、埋深不明。一些工程的主管網(wǎng)雖在近年得到改造,但是分支管網(wǎng)因資金所限,改造進(jìn)程滯后,普遍帶病運(yùn)行,漏損嚴(yán)重。
二是管材質(zhì)量和施工質(zhì)量存在隱患?!笆濉焙汀笆晃濉逼陂g,工程建設(shè)任務(wù)重,大量使用PE管和球墨鑄鐵管。由于管材市場(chǎng)監(jiān)管不嚴(yán),一些地方執(zhí)行招投標(biāo)制度追求低價(jià)中標(biāo),一些廠商以劣質(zhì)的低價(jià)產(chǎn)品搞惡性競(jìng)爭(zhēng),造成一些工程所用的HDPE給水管材質(zhì)量不高,運(yùn)行抗壓等級(jí)不一。在施工安裝時(shí),一些地方未嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),埋深不足、管道溝槽未嚴(yán)格平整、未采用細(xì)沙回填壓實(shí)、未按規(guī)定設(shè)置支墩鎮(zhèn)墩、穿越路橋的保護(hù)措施不到位。這些問題,使得部分供水管網(wǎng)“先天不足”埋下隱患。
三是供水水壓管控不嚴(yán)。實(shí)測(cè)資料表明,管網(wǎng)漏損水量與管網(wǎng)運(yùn)行壓力的平方根成正比,管網(wǎng)水壓偏高將導(dǎo)致管道漏水面積和漏水量大幅增加。如某村村內(nèi)HDPE給水管道的水壓達(dá)0.4MPa,管網(wǎng)末端水壓逼近管材承壓上限,雖然滿足了《村鎮(zhèn)供水單位資質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(SL308-2004)中“供水 干線末端壓力不宜低于0.12MPa,邊遠(yuǎn)或條件較差地區(qū)用戶水壓不應(yīng)低于0.05MPa“的要求,但是PE管道經(jīng)常在接近壓力上限的工況下運(yùn)行,增加了管網(wǎng)漏水量、也增加了爆管發(fā)生幾率及水泵能耗。
四是對(duì)管網(wǎng)檢漏的重視不夠。目前,僅少數(shù)地區(qū)有農(nóng)村供水管網(wǎng)檢漏維修專業(yè)機(jī)構(gòu)隊(duì)伍,大多數(shù)地區(qū)管網(wǎng)檢漏尚處于空白狀態(tài),這與當(dāng)前我國70萬km的農(nóng)村PE供水管網(wǎng)規(guī)模及管網(wǎng)漏損率偏高的現(xiàn)狀極不適應(yīng)。一些供水單位專業(yè)技術(shù)力量不強(qiáng),忽視產(chǎn)銷計(jì)量管理,管網(wǎng)漏損情況不明,應(yīng)對(duì)措施不力;PE管網(wǎng)檢漏維修隊(duì)伍專業(yè)技術(shù)水平參差不齊。
3.減少管網(wǎng)漏損的主要技術(shù)措施
(1) 科學(xué)管控管網(wǎng)水壓。合理的管網(wǎng)供水壓力,應(yīng)在滿足管網(wǎng)薄弱點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí),滿足管網(wǎng)末梢和消防栓水壓的要求,使管網(wǎng)在相對(duì)低的水壓下運(yùn)行。管控管網(wǎng)水壓是漏損管控的一項(xiàng)基本措施,不僅能減少PE給水管道漏水面積、降低漏水量,而且能使部分承壓薄弱點(diǎn)“轉(zhuǎn)危為安”,降低新漏點(diǎn)出現(xiàn)的概率,同時(shí)還能減少加壓水泵電耗。有調(diào)研資料表明,如果供水水壓在保障正常供水狀況下降低10%,管網(wǎng)漏損率將降下5個(gè)百分點(diǎn)左右。照此推算,上文所舉東部某省農(nóng)村供水工程案例,日均可減少漏損水量1950m3,節(jié)約運(yùn)行成本0.31萬元,全年可節(jié) 約114萬元。水壓管理的措施包括分區(qū)控壓、水泵控壓、調(diào)蓄池水位控壓、閥門控壓等幾種途徑。分區(qū)控壓主要適用于規(guī)模較大的供水工程,在綜合考慮各受水區(qū)用水情況、地理高程以及管網(wǎng)級(jí)別、長(zhǎng)度、管材種類與質(zhì)量、建設(shè)年代等情況的基礎(chǔ)上實(shí)施水壓分區(qū)管控。將整個(gè)管網(wǎng)水壓由統(tǒng)一壓力調(diào)度改為適當(dāng)降低供水壓力,對(duì)配水距離較遠(yuǎn)或高程偏高的受水區(qū)另建二次加壓泵房,使大部分受水區(qū)PE管道壓力在適宜區(qū)間內(nèi)運(yùn)行。水泵控壓是在保證水泵運(yùn)行工況和效率的情況下,通過不同功率配水水泵的搭配使用實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓合理調(diào)控。水泵變頻調(diào)速能夠?qū)崿F(xiàn)更為精準(zhǔn)高效的水壓管控。調(diào)蓄池(清水池、高位水池、水塔)水位管控適用于重力自流供水工程,在夜間用水需求小的時(shí)段,適度降低調(diào)蓄池水位,也可以降低HDPE給水管網(wǎng)水壓。閥門控壓是通過人工操控或遠(yuǎn)程遙控閥門開度,產(chǎn)生一定的水頭損失,從而管控閥門下游管網(wǎng)水壓。在實(shí)際操作中,應(yīng)加強(qiáng)水錘防控,嚴(yán)禁快速啟閉閥門或水泵,避免造成管道薄弱處破裂損壞。
(2) 定期開展管網(wǎng)檢漏。經(jīng)驗(yàn)表明,有約八成的管網(wǎng)漏損水量出自破損較大的漏點(diǎn),相對(duì)于小的漏點(diǎn)來說,大的漏點(diǎn)更容易被發(fā)現(xiàn)并及時(shí)處理。農(nóng)村供水工程管理單位應(yīng)定期開展管網(wǎng)巡查工作,檢漏人員應(yīng)全面掌握包括PE管道的位置、埋深、管徑、水壓、周邊土壤類型、地下水位以及管道使用年限和維修等情況,沿途檢查PE管線埋設(shè)地表是否有積水或濕痕,檢查閥門、排氣閥、排水閥、檢查井等有無埋壓損壞,查看管網(wǎng)末端水壓和用戶用水量等情況,及時(shí)處置漏損及存在的隱患。與此同時(shí),應(yīng)逐步加大主動(dòng)檢漏工作力度。獨(dú)立分區(qū)計(jì)量是主動(dòng)檢漏的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),即將管網(wǎng)劃分為若干層級(jí)的多個(gè)片區(qū),安裝多級(jí)水表和閥門,實(shí)施層層計(jì)量和控制,根據(jù)水量平衡原理,對(duì)日常供水和夜間最小流量供水的水量差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,評(píng)估PE給水管網(wǎng)漏損狀況,為漏點(diǎn)定位縮小范圍、框定區(qū)域,以制定管網(wǎng)更新改造計(jì)劃。也可同時(shí)采取聽音檢漏等方法查找漏點(diǎn)。
(3) 統(tǒng)籌管網(wǎng)更新改造。農(nóng)村飲水安全鞏固提升的管網(wǎng)建設(shè)與更新改造,應(yīng)綜合考慮解決供水保障、系統(tǒng)安全、水質(zhì)穩(wěn)定、服務(wù)水壓、管網(wǎng)漏損和節(jié)能降耗等各個(gè)方面的需求,統(tǒng)籌規(guī)劃、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、精心施工。應(yīng)根據(jù)管網(wǎng)漏損現(xiàn)狀及工程運(yùn)行狀況,結(jié)合本地實(shí)際情況,科學(xué)制定管網(wǎng)更新改造標(biāo)準(zhǔn),并在管網(wǎng)檢漏的基礎(chǔ)上,制定HDPE給水管網(wǎng)更新改造計(jì)劃。有條件的應(yīng)盡可能采用管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)、水力模型、漏損計(jì)量檢測(cè)等方法,開展管網(wǎng)漏損狀況評(píng)估,為管網(wǎng)更新改造計(jì)劃制定提供技術(shù)支撐。對(duì)管網(wǎng)實(shí)施更新改造,需測(cè)算新增投資與減少管網(wǎng)漏損帶來的經(jīng)濟(jì)收益之間投入產(chǎn)出關(guān)系,講求經(jīng)濟(jì)效益。
(4) 完善水量計(jì)量裝置。應(yīng)加強(qiáng)村鎮(zhèn)供水工程規(guī)范化設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè),按照相關(guān)規(guī)范要求,配裝原水、回用水、出廠水、供水片區(qū)( 受益村) 、用戶等多級(jí)水量計(jì)量裝置。同時(shí),要加強(qiáng)對(duì)水表管理工作的技術(shù)指導(dǎo),綜合考慮水表購置成本與使用壽命之間的關(guān)系,科學(xué)水表選型,優(yōu)化更換周期。
(5) 推進(jìn)信息化自動(dòng)化建設(shè)。信息化、自動(dòng)化是提高供水工程運(yùn)行管理效率、降低PE供水管網(wǎng)漏損的有效手段??赏ㄟ^水廠生產(chǎn)過程中取水、輸水、凈水、配水全套生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)行自動(dòng)監(jiān)控, 全面掌握管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài),實(shí)現(xiàn)漏損計(jì)量遠(yuǎn)程獲取,水壓管理遠(yuǎn)程控制,及時(shí)處置爆管等大流量突發(fā)漏損事故。此外,可在建模的基礎(chǔ)上,開展情景設(shè)定模擬研究,不斷優(yōu)化管網(wǎng)運(yùn)行水壓調(diào)度,完善工程運(yùn)行操作規(guī)程,提高工程智能化管理水平。有條件的地區(qū)可對(duì)已具備信息化、自動(dòng)化的水廠做進(jìn)一步升級(jí), 推動(dòng)村鎮(zhèn)智慧水廠建設(shè),開展更多有關(guān)供水安全保障和工程運(yùn)行節(jié)水節(jié)能降耗的研究。
4.幾點(diǎn)建議
一是將減少管網(wǎng)漏損工程措施納入農(nóng)村飲水安全鞏固提升內(nèi)容。加強(qiáng)管網(wǎng)漏損管控是農(nóng)村飲水安全鞏固提升的題中應(yīng)有之意,應(yīng)適時(shí)開展全國農(nóng)村供水管網(wǎng)漏損調(diào)查,全面摸清漏損構(gòu)成和成因,明確HDPE給水管網(wǎng)漏損管控目標(biāo)任務(wù),規(guī)劃工程措施和實(shí)現(xiàn)路徑。在管網(wǎng)漏損管控工作較好的地區(qū)抓一批試點(diǎn),探索總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。
二是將減少管網(wǎng)漏損納入農(nóng)村飲水安全保障責(zé)任制考核內(nèi)容。優(yōu)化當(dāng)前以工程建設(shè)進(jìn)度、農(nóng)村集中供水率、自來水普及率等建設(shè)指標(biāo)為主的考核體系,應(yīng)將包括PE給水管網(wǎng)漏損率、計(jì)量設(shè)施配套率、水費(fèi)回收率等管理指標(biāo)納入其中,按照目標(biāo)與任務(wù)完成情況嚴(yán)格考核,強(qiáng)化責(zé)任約束,督促各地提高重視程度,并將責(zé)任壓力層層傳導(dǎo),倒逼供水單位積極行動(dòng),有所作為。
三是建立健全供水單位內(nèi)部管網(wǎng)漏損管控激勵(lì)機(jī)制。應(yīng)將減少PE管網(wǎng)漏損以及管控水廠自用水量等節(jié)能降耗指標(biāo)納入員工績(jī)效考核,將節(jié)能降耗創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)收益與員工績(jī)效工資掛鉤,實(shí)行經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)懲,充分調(diào)動(dòng)員工主觀能動(dòng)性。要加強(qiáng)人員專業(yè)技術(shù)培訓(xùn),加大宣傳力度,使各崗位人員對(duì)管網(wǎng)漏損管控等節(jié)水節(jié)能降耗理念內(nèi)化于心、外化于行。
四是充實(shí)完善管網(wǎng)漏損管控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。已有農(nóng)村供水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范規(guī)程中,雖有一些涉及管網(wǎng)漏損管控的內(nèi)容,但尚不能滿足實(shí)際需要,要建立健全HDPE給水管材質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的科研攻關(guān),重點(diǎn)解決如降低檢漏成本,提高漏點(diǎn)定位精度,開發(fā)信息化管網(wǎng)監(jiān)測(cè),提升管網(wǎng)漏損管控效率等技術(shù)難題。
五是探索創(chuàng)建管網(wǎng)漏損管控社會(huì)化服務(wù)體系。引導(dǎo)具有相應(yīng)資質(zhì)的企業(yè)進(jìn)入農(nóng)村供水市場(chǎng),拓展管網(wǎng)漏損管控咨詢業(yè)務(wù),通過政府購買服務(wù)等方式開展合作。鼓勵(lì)有條件的地區(qū), 建立服務(wù)于農(nóng)村供水工程運(yùn)行管理和管網(wǎng)檢漏的準(zhǔn)公益性的專業(yè)技術(shù)服務(wù)隊(duì)伍。
六是發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制作用培育引進(jìn)企業(yè)參與農(nóng)村PE供水管網(wǎng)漏損管控。供水工程管網(wǎng)漏損管控初期效益明顯、收益豐厚,應(yīng)充分利用經(jīng)濟(jì)效益杠桿和市場(chǎng)規(guī)律,調(diào)動(dòng)社會(huì)資本參與積極性,推進(jìn)合同節(jié)水管理在農(nóng)村供水領(lǐng)域的應(yīng)用。建立健全引進(jìn)社會(huì)資本參與工程運(yùn)行管理的激勵(lì)機(jī)制,鼓勵(lì)節(jié)水服務(wù)機(jī)構(gòu)等專業(yè)企業(yè)與農(nóng)村供水單位簽訂管理合同,提供管網(wǎng)漏損管控等節(jié)能降耗的技術(shù)診斷、融資、改造服務(wù),以分享節(jié)能降耗經(jīng)濟(jì)效益的方式獲得合理收益。