管材和管径选择与供水管网漏损控制 3页

'技术创新摘要：对供水管网漏损的原因进行了初步探讨，并从管材和管径两个方面对若干城市供水管网漏损的数据进行了统计分析，提出了管材漏损系数和管径漏损系数两个概念。根据分析结果，提出了相应的控制管网漏损的措施。关键词：供水管网；漏损；管材；管材和管径选择与管径；漏损系数供水管网漏损控制罗海玲，付婉霞，张　哲（北京建筑工程学院环境与能源工程学院，北京100044）表1　2003年天津市供水管网漏损与　　城市供水系统是城市建设的重要基础设施，供管材的关系统计水管网的漏损不但直接影响市民的日常生活、工厂玻璃镀锌其它球墨钢管钢管钢管铸铁管铸铁管水泥管塑料管节能与环保企业的生产运转及供水企业的经济效益和服务效漏失频率0.432.900.091.620.570.630.14（件/km·a）益，也影响到城市建设和社会经济的可持续发展。　表2　1997～2001年南宁市供水管网漏损1供水管网漏损的影响因素与管材的关系统计44　　管网漏损的原因复杂，影响因素众多，供水部镀锌铸铁管球墨其它钢管铸铁管塑料管钢管其他JIENENGYUHUANBAO门一般根据自身经验对管网漏损数据进行不同的分漏失次数百分比(%）63.9733.661.260.530.260.53类和数据统计。漏损的影响因素可分为管材质量、管长占总长度百分比(%）28.7057.1410.111.851.101.85管径、接口质量、施工质量、温度变化、管道防腐、PMLC2.230.590.130.290.240.29道路交通负载（覆土厚度）、水压、水锤破坏、地质表3　2001年合肥市100mm以上口径条件、自然灾害和其他工程影响等。准确的说管网管网漏损与管材的关系统计漏损相关因素所起到的影响是相互关联的，不宜单球墨管材钢管PVC管混凝土管铸铁管独分析，但受资料收集的限制，很多因素无法进行铸铁管漏损次数百分比(%）4.61.828.259.95.5定量统计和分析。本研究在现有条件下，对管道材管长占总长度百分比(%）6.23.123.630.137.0质和管径与供水管网漏损的关系进行了统计分析，PMLC0.740.581.191.990.15为专业设计人员和供水企业提供一些参考数据。　　从表1可以看出，天津市供水管网的漏损主要2管材和管径与供水管网漏损关系的统计分析发生在镀锌钢管和铸铁管上，它们的漏失频率远大2.1供水管网漏损与管道材质的关系于其他管材。而表2和表3的原始数据中只有各种　　管材的选择不仅影响管网投资，也直接影响管管材漏损次数和管材长度占总长度的百分比，并无网运行过程中的漏损情况。我国目前使用的供水管漏失频率（件/km/a）的统计，无法准确比较各种材有镀锌钢管、（灰口或普通）铸铁管、球墨铸铁管、管材的漏损情况，为此本文提出管材漏损系数塑料管、钢筋混凝土管等。不同的管道材质有不同PMLC（pipematerialleakagecoefficient）的概的特性，其产生的漏损程度也不同。表1、2、3分念。管材漏损系数定义为：某种管材管道漏损次数别列出了天津、南宁和合肥市供水管网各种管材的占管网全部漏损次数的百分数与该种管材的管道长漏损情况统计。度占全部管网长度的百分数之比：2010.No.1·月刊 某种管材管道漏损系数占管网全部漏损次数百分比(%)技术创新管材漏损系数(PMLC)=该种管材管道长度占管网总长度百分比(%)　　管材漏损系数与管网漏失频率一样可以反映某表42003年天津市供水管网漏失频率种管材的漏损程度，管材漏损系数越大，其漏损程与管径的关系度越严重。DN50DN700管径(mm）DN75-200DN300-400DN500-600以下以上　　南宁市的管材漏损系数PMLC计算值见表2。漏失频率可以看出，南宁市的镀锌钢管和铸铁管的漏损系数(处/km·a）3.371.151.110.380.32远高于其它管材，说明这两种管材的漏损程度最为表5绍兴市2001年供水管网漏损情况严重。合肥市的管材漏损系数PMLC计算值见表3。与管径的关系该市的统计中只有钢管的漏损情况，而没有镀锌钢管径(mm）DN100以下DN150-400DN500以上附属设施管的漏损情况。一般而言，钢管可分为焊接钢管和漏点所占百分比(%）79.4918.001.590.92无缝钢管。焊接钢管又分为镀锌钢管和非镀锌钢管长占总长度管。在城市供水系统中使用的钢管一般为镀锌钢28.4160.6110.98百分比(%）管，而且管径多在75mm以下。表3中统计的为管PDLC2.800.300.15径100mm以上的管材漏损情况，故没有对镀锌钢管的漏损情况进行单独统计。但从表3中看出，普表62005年禹州市供水管网漏点数目与管径（DN20-DN400）的关系通铸铁管的PMLC值是PVC管的3.4倍，是球墨节能与环保管径(mm）DN20DN50DN100DN200DN300DN400铸铁管的13.3倍，说明普通铸铁管是100mm以上漏点数目578210口径管道的主要漏损源。漏点所占15.2021.2024.206.103.000.00　　这三座城市绝大部分管道漏损都发生在镀锌钢百分比(%）管和铸铁管上，这说明虽然一些客观因素会对管网管长占总长度14.2518.6819.2014.045.571.01百分比(%）45JIENENGYUHUANBAO的漏损情况和使用寿命有一定的影响，但出现问题PDLC1.071.141.420.430.540的主要原因还是来源于管材的自身缺陷。　　从国外发达国家的一些统计数据来看，管网漏表7西安市2004～2006年供水管网不同管径漏损次数统计失也主要发生在钢管和铸铁管上，德国对24个城市漏损次数2004年2005年2006年合计合计供水管网漏损情况的调查统计显示，供水管网漏失管径(mm）(次）（次）（次）（次）（%）频率最高的是钢管（包括镀锌钢管和其他钢管），为DN200010010.040.26件/km·a，其次是铸铁管为0.23件/km·a；DN120051390.37其他国家也反映出相同的规律，如瑞典同样是钢管最DN800954180.75高为0.3件/km·a，其次是铸铁管为0.2件/km·a。DN500262100.42DN300221016482.00　　由表1、2、3和德国及瑞典的管网漏失频率或DN1505541421385.74管材漏损系数可以看出，在相同条件下，主要管材DN75606438485152963.58发生漏损事故的可能性由大到小的排列顺序大致合计9027137902405100．00为：镀锌钢管>铸铁管>石棉水泥管、钢筋混凝土管>塑料管（PE、PVC等）>球墨铸铁管。　　管网漏损情况与管径的关系用管网漏失频率与2.2管网漏损与管道口径的关系管径的关系表示比较准确，但表5和表6的原始数　　在管网设计中，管径是根据流量、流速和压力据中并无此数据，为便于比较，本文提出了管径漏等水力条件经过水力计算而得出的。管径大小的改损系数PDLC（pipediameterleakagecoefficient）变直接影响到管道内部的水力条件，进而影响管网的概念。管径漏损系数定义为：某种管径管道漏损运行和漏损情况。表4、5、6、7分别列出了天津、绍次数占管网全部漏损次数的百分数与该管径管道长兴、禹州和西安市供水管网中各种管径的漏损情况。度占全部管网长度的百分数之比：2010.No.1·月刊 技术创新某种管径管道漏损系数占管网全部漏损次数百分比(%)管径漏损系数(PDLC)=该种管径管道长度占管网总长度百分比(%)管径漏损系数与管网漏失频率一样可以反映此提出以下建议：某种管径的漏损程度，管径漏损系数越大，其漏　（1）应根据安全可靠性高，维修工作量少，管损程度越严重。道寿命长，内壁粗糙系数小，管网造价相对较低　　由表4可以看出，2003年天津市供水管网中的原则选择新敷设管网的管材。小口径管道的漏损频率远远高于大口径管道。从　（2）对于小口径管道，应尽量以塑料管材替表5和表6的绍兴市和禹州市的管径漏损统计可代传统的金属管材。知，绍兴市管径小于等于DN100的管道漏点所占　（3）通过加厚管壁、保证施工质量、适当加比例达到79.49%，PDLC值是大口径管道的9～大埋深等措施，提高管道抵抗内外因破坏的能力，18倍；禹州市管径小于等于DN100的管道漏点进而降低小口径管道的漏失频率。所占比例达到78.8%，管径在DN20～DN100范　（4）设计人员应本着科学认真的态度，根据围内时，PDLC值变化不大，而管径大于等于当地的经济条件，综合考虑管网造价和运行管理DN100时，PDLC值基本随管径的增大而减小。费用，选定合适的设计流速和水压力，并由此选表7中虽然没有西安市2004～2006年不同管径的定管道口径，而不能仅凭经验确定，以避免由于PDLC值，但却明确显示出管网漏损主要集中在设计不当而引起的管网漏损事故。节能与环保DN400以下的管道，其中管径小于等于DN100的管道漏点所占比例达到了79.34%，与绍兴市和禹4结语州市的情况基本相同。　　控制城市供水管网漏损是关系到城市建设、　　由以上分析可以看出，4个城市供水管网中经济发展、保证人民生活质量、节约水资源和供46的小口径管道的漏损频率远远大于大口径管道，水企业经济效益的重要问题，应根据当地社会经JIENENGYUHUANBAO而且DN100似乎成了一个分水岭。管径小于等济基础条件、自然状况、用水人口及水量水质等于DN100的管道容易发生漏损的原因主要有以情况，合理选择管道材质和管径，同时采取其它下几点：控制管道漏损的措施。相关职能部门应加大供水　（1）我国早期管网设计中小口径管道的选材管网漏损数据的分类统计工作，并研究各因素对主要是镀锌钢管和铸铁管，而且现在大部分仍在管网漏损的单独影响效应和综合影响效应，从而运行，通过2.1节的分析可知，这两种管材由于能够科学地从设计、施工、管理等方面控制供水本身存在的问题，容易导致漏水。管网的漏损。■　（2）温度应力和水锤效应对小口径管道的影响大于大口径管道。参考文献：　（3）小口径管道埋深一般较小，地面荷载突[1]傅玉芬.城市供水管网漏损控制[D].天津大学硕士学位然增大（如过载重车辆）时，容易引起破坏漏损。论文.2004　（4）由于小口径管道位于管网支线上，因此[2]金秋鸣，周登国.管网漏损量调研与控制对策[J].水工对施工质量和防腐问题重视不够，导致管道易业市场,2006(2):11-13漏水。[3]F.Besseat，F.Sanfilippo，H.Youssef.Water，B.Coulbeck，J.P.Rance.ProceedingsoftheInternationalConferenceonComputingand3控制管网漏损的措施ControlfortheWaterIndustry.Leicester.2001:437-444　　通过对管材和管径对供水管网漏损的影响分[4]牛朝辉.城市供水管网漏失的规律、成因及控制[J].大析，可以看出：最容易引起管网漏损的管材为镀学时代,2006(11):187-188锌钢管和普通铸铁管，而PVC管和球墨铸铁管的[5]吴小虎.西安城市供水管网系统运行安全评价方法初探抗漏损能力最强；管径越小漏损情况越严重。为[D].西安建筑科技大学硕士学位论文.20072010.No.1·月刊'