城镇供水管网漏损控制既是水资源可持续利用的关键环节,也是保障城市供水安全与运行效益的战略举措。管网漏损不仅意味着宝贵水资源的流失,还会诱发路面塌陷、水质污染等次生风险,直接影响供水企业的公共服务能力与合规水平。
在考核层面,行业标准 CJJ 92-2016《城镇供水管网漏损控制及评定标准》(2018 年版,含 2019 年局部修订条文)建立了漏损率两级评定体系:一级为百分之十,二级为百分之十二。该标准以综合漏损率为基础,经若干修正项得到用于评定的漏损率,使考核结果更贴近管网实际运行状态。与此同时,国务院《水污染防治行动计划》(水十条)提出到 2020 年全国公共供水管网漏损率控制在百分之十以内;十四五节水型社会建设规划进一步将目标收紧至 2025 年控制在百分之九以内。上述政策与标准共同构成供水企业漏损率考核的硬性约束,也直接推动了分区计量与噪声在线监测等精细化管控手段的普及。
把漏损率做成可量化、可考核、可追踪的指标,需要从水量统计、分区边界、计量传递三个维度协同发力。本文围绕漏损率的计算口径与分区计量(DMA)的实施逻辑,系统讲解从顶层设计到现场落地的完整路径,并说明北京康高特(KGT)自研的听澜噪声记录仪、大海与星辰智能数字听漏仪如何在 DMA 框架下构成漏损控制的装备支撑。
依据 CJJ 92-2016,漏损指标包含综合漏损率与漏损率两项,其中用于评定的核心指标是漏损率。综合漏损率反映管网漏损水量占供水总量的比重,其计算以供水总量与注册用户用水量之差为分子,以供水总量为分母,结果以百分数表示。漏损率则是在综合漏损率基础上,扣除若干修正值后得到的考核值。
修正项的设计体现了标准对区域差异的兼容:一是居民抄表到户水量的修正,解决户表未完全覆盖带来的统计偏差;二是单位供水量管长的修正,使管网规模不同的区域可在相近尺度上比较;三是年平均出厂压力的修正,承认压力越高渗漏倾向越明显的物理事实;四是冻土深度的修正,照顾高寒地区的特殊工况。总修正值为上述各项之和,从综合漏损率中扣减后得到漏损率。
为更细致地刻画漏损构成,水量平衡分析常借鉴国际水协(IWA)的分类思路,把供水系统水量划分为注册水量与非注册水量。注册水量包含计费计量用水、计费未计量用水、免费计量用水与免费未计量用水;非注册水量则包含表观漏损与真实漏损。表观漏损来自计量误差与非法用水等管理因素,真实漏损来自管道破损、接口渗漏等物理因素。区分二者有助于判断降损应侧重管理手段还是工程手段:若表观漏损占比较高,应优先抓计量整治与营业管理;若真实漏损占比较高,则应加强主动检漏与管网更新。漏损率考核由此从单一数字,升级为指向明确、可分配责任的治理清单。
值得注意的是,综合漏损率与漏损率是两个不同概念。综合漏损率偏重统计口径的水量平衡结果,而漏损率经过修正,更适合作为供水单位或区域的考核指标。现场工作中常见误区是把二者混用:未做修正而直接以综合漏损率对标一级或二级标准,往往造成考核结论失真。因此,规范的漏损率评定必须建立在完整的水量统计与水平衡分析之上,按年度确定供水总量与漏损水量。
分区计量管理是指将整个城镇公共供水管网划分成若干供水区域,进行流量、压力、水质与漏点监测,从而实现漏损分区量化及有效控制的精细化管理模式。其内核在于把供水分级嵌套为多级分区,形成涵盖出厂计量、各级分区计量与用户计量的流量计量传递体系。
通过监测与分析各分区的流量变化规律,管理方能够评价管网漏损并及时反馈,把漏损监测与控制责任分解到各分区,实现供水的网格化与精细化管理。DMA 是分区计量管理落到末端的独立计量区,通常以住宅小区、工业园区或自然村为单元建立。
DMA 的价值不只是装几块表。它把“总量减用量”的粗放核算,升级为“分区进水减去分区合法用水”的局部核算,使每一处异常流量都能定位到具体区域。这样一来,漏损控制从被动抢修转向主动发现,从全网平均转向分区画像,检漏资源的投放也更精准。
分区计量还便于开展压力管理,在保障用户用水压力的前提下适度压低局部压力,既可以减少渗漏量,也能降低爆管风险,是降损的务实杠杆。压力管理与 DMA 结合后,每一级分区都能设定与漏损控制目标相匹配的压力上限,使“控压即控漏”在分区尺度上落地。
分区计量管理与常规漏水检测、管网维护更新等措施互为补充。推进 DMA 建设的同时,主动检漏、管网更新等基础工作仍需同步开展,否则分区只起到“发现异常”的作用,缺乏后续处置闭环,漏损率仍难以持续下降。
分区级别应结合供水单位的管理层级与范围确定。一般情况下,顶层分区宜为各供水营业或管网分公司管理区域,中间级分区宜为营业管理区内分区,顶层与中间级属于区域计量区,末端分区宜为独立计量区(DMA)。独立计量区通常以住宅小区、工业园区或自然村等区域为单元,用户数一般不宜超过五千户,进水口数量不宜超过两个,区内的大用户与二次供水设施应装表计量,鼓励在二次供水设施加装水质监测设备。
分区的划分应综合考虑行政区划、自然条件、管网运行特征与供水管理需求。自然条件包括河道、铁路、湖泊等物理边界以及地形地势;管网运行特征包括水厂分布与供水范围、压力分布、用户用水特征;管理需求包括营销管理、二次供水管理、老旧管网改造等。划分时应尽量降低对管网正常运行的干扰,减小对局部水质的影响。
分区边界的确定宜以安装流量计量设备为主、以关闭阀门为辅。对采取关闭阀门形成边界的区域,应加密设置水质、水压监测点、管网冲洗点与排气阀,保障水质与压力安全。边界封闭的有效性直接决定 DMA 计量是否可信:一个渗漏的边界阀门会让相邻分区的流量串入,使漏损估算失真。因此,新区划完成后通常要进行“零压力、零流量”测试——关断进入该区域的所有水源,核查压力降接近零、流量趋于零,并逐一对边界与区域阀门进行听音确认其紧闭,若存在问题则需矫正后重复测试。
阀门有效性验证不能被视作一次性工作。管网运行多年后,部分边界阀门可能因锈蚀、被埋或误操作处于半开状态,导致分区并未真正封闭。因此,在 DMA 投运后的定期复核中,仍应抽取边界阀门进行听音与零流量复测,把边界可靠性纳入日常运维,防止计量结论因隐蔽的旁路而失真。
分区计量管理存在两条基本实施路线:一是从顶层分区到末端 DMA 逐级细化的自上而下路线;二是从末端 DMA 到顶层分区逐级外扩的自下而上路线。两条路线各有优势,互为补充。基础资料较完善、拓扑关系简单、以输配水干线漏损为主的管网,宜优先采用自上而下路线;基础资料不完善、拓扑关系复杂、以配水支线漏损为主的管网,宜优先采用自下而上路线。实际工程中也可根据情况采用二者结合的路线。
国内多个城市已积累了成熟经验。北京采用自下而上的路线,天津采用自上而下的路线,绍兴与常州则采用二者结合的路线。这些案例说明路线选择应与本地管网特征和管理机制相匹配,而非照搬某一固定模式。
实施方案编制应建立在供水管网现状调查与评估之上,内容至少包括现状调查与分析、实施路线、总体设计方案、工程量与投资预测、管理与运行维护方案以及效果预测。现状调查需覆盖供水格局(水厂位置、供水方式、供水范围、供水规模、二次供水、地形地势)、管网特征(拓扑结构、材质、铺设年代、管径、空间分布、GIS 系统)、运行状态(流速、流向、水压、用户用水量空间分布)与漏损现状(漏损率、漏点监测、技术应用与管理措施)。
总体设计方案宜以管网 GIS 系统与管网水力模型为依托,贯彻“不欠新账、还清老账”的方针,与旧城改造、老旧小区改造、二次供水设施改造相结合。新建管网应在规划阶段即按分区计量模式统一设计,现状运行管网则根据实施路线分步推进,突出漏损管控重点。
分区计量的核心是构建覆盖全部管网的流量计量传递体系。该体系自水厂出厂计量起,经各级分区计量,逐步延伸至用户计量,使每一级分区的进水量与出水量均可比对,从而形成水平衡分析的完整链条。
监测设备选型需把握几个要点。流量计量设备应具备双向计量功能,量程与准确度应与管道实际流量相匹配,避免小流量段计量失真或大流量段长期超量程。水压、水质与漏点监测宜选用高可靠性设备。监测设备应具备可靠的数据远传功能,并附接地、抗干扰与防雷击装置。在有市电条件下宜优先采用市电,不具备市电条件的可采用电池供电,但需考量续航与维护周期。
计量表的安装位置与前后直管段应满足水力条件要求,避开湍流、气泡与淤积段,否则即使表计本身准确,测值仍会系统性偏差。对于 DMA 边界处的进水表,宜布置在管段平稳、无分流的位置,并保留便于拆装与周期检定的接口。数据上云前宜在本地做合理性校验,剔除明显跳变与通信中断造成的缺失点,再参与水平衡计算,避免异常数据污染漏损率结论。
数据从现场到平台的通路同样关键。分区计量管理平台一般应基于管网 GIS 系统设计,具备用户数量、用水量、分区进(出)水量、压力与水质的集成展示,以及异常预警、报表生成与考核评价能力。平台若与水力模型联动,还能在开展检漏前先通过流量异常缩小嫌疑范围,提升处置效率。
需要强调的是,计量传递体系的精度下限决定了漏损率考核的可靠程度。若某一级分区计量表计失准或长期未校,上游 DMA 的漏损画像会出现系统性偏移。因此,设备选型之外,定期的计量校准与运行维护同样属于 DMA 建设不可省略的环节。
夜间低流量是 DMA 漏失控制的关键参数,指一个统计周期(通常按二十四小时计)内出现的低流量。由于夜间仍存在合法用水,夜间低流量中包含净夜间流量与合法夜间用水两部分。记录 DMA 进水量的长期变化,并把连续流量数据中每日的夜间低流量绘制成变化曲线,能够判断该分区是否存在漏失,一旦发现漏失倾向即应迅速排查漏点并修复。
夜间低流量分析方法受季节性变化影响较小,因此适合作为持续监测指标。实践中有城市以各用水计量分区为单位,把每日凌晨二时至四时的流量数据、分区内用户用水情况与人工检漏验证综合研判,确定夜间低流量控制上限并实行动态调整。当监测到分区夜间低流量超过上限标准,则通过人工检漏验证,并把验证结果回馈到上限修正中,形成动态监测机制。
国际经验方面,东京水道局通过 DMA 管理将管网漏损率从约百分之十五降至百分之三左右,成为全球*。国内城市也逐步形成量化评估体系:以每日凌晨二时至四时连续三十天取低值作为基线,当夜间低流量超过基线一定倍数时触发预警;同时引入漏损指数(ILI),即实际年漏损量与不可避免年漏损量之比,ILI 越接近 1 代表越接近理论低漏损水平。上述指标与 DMA 计量表、噪声记录仪、压力传感器等物联设备结合,可构建从 DMA 级到户表级的精细化漏损管控体系。
把夜间低流量与背景泄漏区分开来,是研判的难点。背景泄漏指当前检测手段难以定位的微观渗漏,属于理论下限的一部分;而新发漏点会使夜间低流量明显抬升。因此,预警逻辑应建立在基线比对之上,结合季节、气候与用户结构变化动态修正上限,避免把正常波动误判为漏失,也避免把真实漏失淹没在统计噪声中。
在 DMA 框架下,漏损控制需要“发现”与“确认”两类能力协同。北京康高特(KGT)自研的听澜噪声记录仪承担被动声学监测与漏点发现的任务,北京康高特(KGT)自研的大海与星辰智能数字听漏仪承担主动听音与漏点确认的任务,三者配合构成“发现—确认”闭环。
北京康高特(KGT)自研的听澜噪声记录仪是一款专为供水管网漏点在线监测设计的核心设备。它依托高灵敏度压电陶瓷传感器(灵敏度不低于每克一千六百皮库仑)采集管道漏水噪声,融合智能分析与实时远传技术,实现管网漏损全流程管控。设备支持 4G Cat1 无线远传与蓝牙近场通讯,数据可实时上传至云端服务器,用户通过手机、平板、电脑等多终端登录在线监测系统,以“看频谱、听声音”双重方式研判漏损。其内置 AI 算法计算关键噪声值与泄漏信度因素,以零至九十九的数字量化指标结合绿(无漏)、黄(疑似漏)、红(确认漏)三色呈现,能够过滤环境干扰噪声。设备主体采用不锈钢材质,防护等级达 IP68,可在零下二十摄氏度至七十摄氏度环境下稳定工作,内置长效锂电池,标准使用寿命五年且支持更换,强磁吸附设计使其可稳定安装于管道、阀门、消防栓等金属部件,支持固定、流动、临时三种部署模式。该设备覆盖城区 DN400 以上薄弱管线、老旧小区供水管网与 DMA 分区管网的漏损管控,是 DMA 数据判读的重要前端。
北京康高特(KGT)自研的大海智能数字听漏仪通过连接传感器采集沿管壁与土壤传播的漏水噪声,经放大与滤波帮助定位漏点。设备采用数字滤波与模拟滤波双模式,连续测量模式滤波范围为 0 至 4000 赫兹,增益 46 分贝,配备五英寸 TFT 液晶屏,支持蓝牙、无线与通用串行总线通讯,本体防护等级 IP54、拾音器防护等级 IP67,操作温度为零下十五摄氏度至五十摄氏度,八安时可充电电池满足单日巡检续航,六十四吉字节存储卡可留存测试数据。其自动滤波功能可根据声音频谱自动调整滤波范围,配合频谱分析在不同场景选择合适滤波区间,适合在听澜发现疑似区域后做多点听漏确认。
北京康高特(KGT)自研的星辰智能数字听漏仪定位与大海互补,连续测量滤波范围扩展至 0 至 6000 赫兹,拾音器灵敏度约每克四十八伏(允差五伏)、量程为正负 0.1 克、频率范围 10 至 3000 赫兹,本体防护等级 IP54、拾音器防护等级 IP67,操作温度为零下十五摄氏度至五十摄氏度,八安时电池在节电模式下续航可达二十小时,同样支持蓝牙与通用串行总线通讯。大海与星辰在频率覆盖上的差异,使其能够适配金属管与非金属管、不同埋深与不同背景噪声条件下的确认需求。
上述装备与 DMA 的关系可概括为:DMA 计量表给出“哪一片区域在漏水”的分区级结论,听澜噪声记录仪在该分区内给出“大致漏点位置”的管线级结论,大海与星辰智能数字听漏仪再给出“准确漏点”的点的结论。三级结论逐级收敛,使检漏资源从全网扫查转向定向处置,既缩短发现到修复的时间,也降低不必要的开挖与人员投入。
某南方城市在 DMA 建设中,把一处建成时间较早、住户约一千户的居民小区作为试点,着重采用夜间低流量分析与人工检漏结合的漏损管理方法。推进初期,通过抄表观察排除表后漏水,持续观察夜间小流量数据寻找平衡点,同步开展人工检漏。经过持续监控,排除用水波动等因素后,先把夜间低流量暂定为控制上限,随后人工检漏入场全面排查,发现多处漏水点,修复后夜间低流量明显下降,据此对控制上限作动态调整。该案例说明,夜间低流量上限并非一成不变,而应随季节、气候与用户结构变化动态修正。
另一地级市供水集团按“总体规划、分步实施、先易后难、逐步覆盖”的原则制定三阶段 DMA 建设计划:先期在管网条件较好的区域建成若干 DMA 示范区,安装远传流量计与压力监测点,搭建基础数据采集平台,试点区域漏损率平均下降数个百分点;随后把覆盖范围扩大至主要供水区域,新增大量 DMA 分区与流量监测设备,实现主城区半数以上管网纳入 DMA 管理,并开发夜间低流量自动分析、漏损水平评分与异常预警等功能;远期计划将全部供水管网纳入 DMA 管理,结合智能水表、噪声记录仪与压力传感器等物联设备,构建一体化漏损监测体系。
把上述实践提炼为考核闭环,可归纳为五个环节:一是以水量平衡与漏损率评定摸清底数;二是以 DMA 划分建立分区计量边界;三是以夜间低流量与 ILI 等指标建立预警基线;四是以听澜、大海、星辰等装备构成发现与确认能力,快速定位漏点;五是以修复后的指标回落验证成效,并把验证结果回馈到上限与基线修正中。闭环运转使漏损率从一次性考核转为持续改进过程。
需要提醒的是,DMA 建设不是装表即达标。若只建计量、不抓检漏,或只抓检漏、不做计量,漏损率都难以稳定下降。只有计量、监测、检漏、修复、考核五环联动,并以动态修正机制应对季节与用水结构变化,分区计量才真正发挥降损作用。
城镇供水管网漏损率考核与分区计量(DMA)实施,是一项以标准为依据、以计量为底座、以监测为手段、以修复为落点的系统工程。CJJ 92-2016 给出的漏损率两级评定与修正方法,为考核提供了统一尺度;住建部《城镇供水管网分区计量管理工作指南》给出的三级分区与实施路线,为落地提供了可操作框架;夜间低流量与 ILI 等指标,则为分区级预警提供了量化工具。
装备层面,北京康高特(KGT)自研的听澜噪声记录仪、大海与星辰智能数字听漏仪,分别在被动监测与主动确认两个方向为 DMA 提供前端支撑,使漏损控制从全网平均走向分区画像、从被动抢修走向主动发现。把握原理、划清边界、读准流量、判对标级、修到实处,DMA 方能真正成为供水企业降损增效的可靠抓手,也为城市供水安全与水资源节约提供扎实保障。