马超
大庆油田水务公司
摘要：城市供水管网是工业社会的重要基础设施之一，对保证国民经济发展和人们正常生活起着举足轻重的作用，然而许多城镇的供水和配水管网却由于腐蚀、老化和变形等各种原因而不断地发生漏损。因此，降低城市供水管网的漏耗、进行漏损控制对于保障生活和生产用水具有重要意义。
关键词：供水系统；管网；漏损；原因分析
1 前言
城市供水系统由城市供水水源、给水处理系统和给水管网系统等组成，是城市进步和可持续发展的重要基础设施。给水管网由于其输送距离长，水质要求高，因而在给水系统中所占的投资比例较高，是城市基础设施建设的重点领域，对保证国民经济发展和人们正常生活起着举足轻重的作用，然而许多城镇的供水和配水管网却由于腐蚀、老化和变形等各种原因而不断地发生漏损。对管网进行科学、有效地管理与维护，加强管网检漏、堵漏工作，对漏点及时抢修，降低供水管网漏耗，这样不仅使供水企业取得巨大的经济效益，而且也会取得良好的社会效益。
2 城市供水系统存在的问题
城市供水系统目前普遍存在下列问题：
（1）管网老化。管材质量低，施工技术陈旧，漏损严重。一些城市供水管网日益老化，管材质量差，年久失修，造成爆管以及各种形式的明漏、暗漏。现有管网中，灰口铸铁占较大比重，大多数安装时间长的灰口铸铁管质量已不符合国家规范要求。配件质量差，接口质量落后，长期使用后形成水垢腐蚀严重；抗压强度低，爆漏事故频繁发生，管网漏损频繁增加。管网漏损水量占总用水量的比例较大，有的甚至多达30%，不仅造成了水资源的浪费、给供水企业带来巨大的经济损失，而且严重影响服务水压和供水水质。
（2）供水管网非正常工况运行，负荷不均。随着城市建设的不断发展城市供水格局发生变化。为适应城市发展需要，管网大多凭经验进行布局，人为决策，使得管网系统改扩建缺乏科学依据；过分强调供水可靠性?致使管线连接复杂；一些城市将不同时期或不同地区的管网联合供水，出现管材混杂的情况，承压标准较低的管段处于超负荷运行状态，爆管事故增多；一些城市中心或局部地区供水管径偏小，供水压力明显不足，断水现象时有发生。
（3）供水安全可靠性差。城市供水与人民生活息息相关，并与城市的生存、建设和发展有着直接的关系。由于管网漏损的发生，给人民生活和生产都带来了极大的不便。
（4）供水水质偏低，二次污染严重。自来水厂处理后的水在经供配水管网到达用户的过程中受管道破漏抢修、违章开口接管、管材质量、干管阀门关闭和开启过急造成生锈的水管内壁部分受水压冲击而脱落、二次供水设施等因素的影响，造成水的二次污染，使供水水质偏低。
3 漏损原因分析
3.1 供水管网内部因素
（1）管材问题管道材质低劣、耐压性差是管道漏损的内在因素。过去由于工业生产水平的限制，我国供水管网早期采用的以上的管材以灰口铸铁管为主，DN50以下的以小口径镀锌管为主，据统计80%以上的漏损管道为灰口铸铁管和镀锌钢管，其中灰口铸铁管占绝大多数。普通灰口铸铁是含碳量较高的以铁、碳、硅元素为主的多元铁基合金，大部分碳以游离态的石墨析出，凝固后断口呈灰暗色，该灰口铸铁的显微组织为钢基体加片状石墨。我国目前多采用连续浇铸工艺制造普灰口铸铁管，该工艺是冷金属模的铸造方法，在拉管脱模过程中管壁内外表面首先激冷凝固，形成渗碳体的硬壳，然后借助其中心液相应的高温进行自行退火。该工艺具有诸多缺点，首先，连续铸造工艺是人工控制铁水液面高度和拉管速度，整根管子难以达到冷却均匀、结构密实、组织一致?造成气孔和沙眼、黑渣子和内沟、重皮等铸造缺陷；其次由于冷却较快，无退火工艺，导致表面产生淬硬而形成过冷石墨层，管壁温度应力无法消除，出现冷脆层，使管体脆性增加，不耐冲击、震动，抗弯抗拉强度明显下降，延伸率几乎为零。这些问题都是连续铸造工艺带给普通灰口铸铁管带来的先天性缺陷，更是使用普通灰口铸铁管作为城市供水管的源头性隐患。因此?普通灰口铸铁管作为一种脆性材料适应不了高压、重载、震动、冲击和不均匀沉降等复杂、恶劣环境的使用要求
（2） 接口问题
管道的质量除了合理确定材质外，接口是非常重要的因素。
供水管网中管道接口形式很多，接口的漏损概率较大，原因是接口处往往是应力的集中点。当管段发生伸缩、不均匀沉降时，应力传至接口处，容易使接口松动，甚至破裂。我国管网中还存在很多解放后大规模推行的石棉水泥接口、膨胀水泥接口，一般管道设计能够承受规定的水压、常遇的静荷载和动荷载，而这类接口刚性强产生不均匀沉降时，管道像是一根相当长跨度的承重梁，如果跨度长到一定程度，即使管道有一定强度也会产生破裂。往往在较小口径水管产生环向裂缝较大口径水管则产生水管大头处扭裂。
（3）管道防腐
腐蚀主要是对金属管道（钢管、铸铁管、镀锌管等）来说的，是金属管道的变质现象，包括电化学腐蚀、酸、碱腐蚀、微生物腐蚀，主要表现方式是生锈、坑蚀、结瘤、开裂或脆化等。金属管道埋设到土壤下输送净水，如果管道防腐措施不当或防腐质量不佳会产生各种性质的腐蚀，降低了管道输水能力和水质使管道变薄、穿孔而漏水，有时候会产生爆管而大面积漏水，造成大量水损失。结垢对所有管材都存在，水垢是细菌微生物的避风港，在有机物营养物质条件下，会繁殖生长，进而产生微生物腐蚀，同样会产生穿孔或爆管。
（4）管网老化
一些管道埋设年代已久，受土壤中酸碱成份和杂散电流的影响以及某管道中输送的水中杂质的作用，其管材中材料的特性已发生变化，水密性和强度都大大降低，失去了安全输送水质的能力。这部分管道如果还没有被更替淘汰，就会成为产生漏水的薄弱之处，而且一旦受到外力作用极易造成管道破裂。有些报废管道继续供水，形成了管理和维修上的盲区，天长日久，漏水现象亦不可避免，而且废管道内有不流动的水，时间一久水质变差，对管道的腐蚀作用更大，将给今后的漏水控制留下很大隐患。
3.2 外部因素
（1）管道施工质量
管道基础不好，往往表现为管沟的底部不平，机械开挖时无其他平整措施地基没有做到夯实、整平等基本要求，施工时管道没有铺沙垫层，结果是管道沉陷较多。覆土不实，回填时不符合规范要求，未分层夯实，管道两边的密实度达不到要求，使管道局部受力显著增加，增加漏损和爆裂的可能性，对大口径的管道更为重要。地下管道承受着上面土层、路面、及建筑物的静载荷，交通车辆的动载荷。为尽量减少这些载荷对它的影响，各供水企业管道埋设深度和位置都有不同，但常因管道埋设深度浅，不堪忍受近年来激增的交通车辆的负重与振动，接口容易松动而导致漏水发生。但埋深太深发，生爆管时又使准确查找漏点变得困难，再加上挖掘土方量变大，地质条件差的地方容易塌方，使抢修变得困难，延误抢修时间，导致水损增大。
（2）地势沉降和荷载
城市供水管道大都敷设在地下，因此，管道不可避免要承受一定的地表荷载，还有管道的自重和管中的水重。地表荷载是指承受物所承受的地表以上的荷载，通常包括静荷载和动荷载两种。静荷载是由地面固定物产生的，如电杆、交通隔离水泥墩、铁路和桥梁支墩等?长期对管道施压，使管道局部持续处于拉伸或压缩状态。动荷载是由地面移动物而产生的?如重型汽车、火车、大型机械等。动荷载虽对管道间断作用，但相对静荷载而言，动荷载的破坏性大得多，土壤遇到动荷载时，会产生巨大的扰动，使土质结构发生变化，导致管道几何变形和渗漏，土质变软，进一步导致地面塌陷和管道口漏，甚至爆、折管等大型漏水事故。
（3）管网运行因素
管网水压城市供水厂通常不但要供给用户足够的水量，而且要保证充分的水压。要使远离水厂的用户水压有保证，就必须加大水厂出水的水压。在主干管和连接管中水压高，流速大，不同方向水流碰撞易产生水锤现象，导致管道破裂。
（4）管网维护不到位
城市供水管网是一个极其庞大的系统，不但管网的建设很重要，管网的维护也同样重要。许多漏水事故都是由于城市供水管网的维护不到位而造成的。日常巡检和听漏不及时，造成渗漏、暗漏发现延迟，漏水损失加大，甚至小型漏水事故演变为大型爆、折管漏水事故。市政基础建设中，施工危及供水管网时，没有管网维护人员的现场监督和协作，造成管道随意被碾压、侧向位移和不均匀沉降等问题使本来可以避免的漏水事故发生。
参考文献：
[1]连鹏. 城市供水管网漏损控制方法的研究[M].硕士学位论文, 天津大学,2004.
[2]邱云龙. 给水管网漏损预测的研究与应用[M]. 硕士学位论文, 重庆大学,2006.