供水管网漏损率的计算与智能监测控制体系构建
供水管网漏损率是衡量供水系统效率与水资源节约水平的关键技术指标。本文基于国际水协(IWA)的水量平衡理论，结合我国《城镇供水管网漏损控制及评定标准》(CJJ 92-2016)，系统阐述了漏损率的科学计算方法与修正模型，并重点探讨了构建以供水管网监测系统为核心的“感知-诊断-决策”立体化控制体系，从应急管理、智慧监测、工程改造与监管机制等多维度提出综合控制措施，旨在为供水企业节水增效与水资源精细化管理提供技术支撑。
我国水资源时空分布不均，人均占有量低，节水已成为保障国家水安全的战略举措。在此背景下，供水管网的漏损控制作为节水工作的关键环节，直接关系到水资源利用效率与供水安全保障。住建部与国家发展改革委在《关于加强公共供水管网漏损控制的通知》中明确提出，到2025年，全国城市公共供水管网漏损率应力争控制在9%以内。实现这一目标，不仅依赖于精准的漏损评估，更亟需建立一套以先进监测技术为驱动的主动防控体系。
一、 供水管网漏损成因解析
根据IWA的水量平衡模型，无收益水量(NRW)由漏损水量和未收费合法用水量构成。我国标准在此基础上，将漏损水量进一步划分为漏失水量、计量损失水量和其他损失水量。
漏失水量：指物理上的水量损失，包括可被发现的明漏与暗漏、难以探测的背景渗漏，以及水池溢流等。
计量损失水量：源于水表误差、抄表不准等计量偏差。
其他损失水量：主要由未注册用水(如窃水)等管理漏洞造成。
传统控制方法往往在漏损发生后被动响应，而现代理念的核心在于通过供水管网监测系统实现主动预警与精准定位，从源头上减少漏失水量。
二、供水管网漏损率核心计算方法解析
(一)供水管网漏损率计算
根据《城镇供水管网漏损控制及评定标准》(CJJ 92-2016)中 5.2 部分 “评定指标的计算”可知，供水管网的漏损率应按下式计算并修正：
R₀=(Qs-Qa)/Qs×100%
式中，R₀为综合漏损率，%;Qs为年供水总量，万 m³;Qa为注册用户用水量，万 m³。
(二)供水管网漏损率修正
供水管网漏损率作为衡量一个供水系统供水效率和水量漏损情况的重要指标，在计算过程中根据供水及区域实际情况进行修正参数的合理选取，可以有效提高结果准确性，给供水企业提供漏损控制的技术性建议，提高企业经济效益。
供水管网漏损率的修正公式为：
Rₙ=R₀-(R₁+R₂+R₃+R₄)
式中，Rₙ为修正后的漏损率，%;R₁为居民抄表到户水量的修正值，%;R₂为单位供水量管长的修正值，%;R₃为年平均出厂压力的修正值，%;R₄为最大冻土深度的修正值，%。
在供水管网漏损率的计算过程中，涉及 4 项(R₁、R₂、R₃、R₄)修正指标，现逐一进行说明：
1. 居民抄表到户水量的修正值 R₁应按下式计算：
R₁=0.08r×100%
式中，r 为居民抄表到户水量占总供水量比例。
2. 单位供水量管长的修正值 R₂应按下式计算：
R₂=0.99 (A-0.0693)×100%
式中，A 为单位供水量管长 km/(万 m³)，其计算如下：A=L/Qₛ，式中，L 为 DN75(含)以上管道长度 km;Qₛ为年供水总量，万 m³;当 R₂介于 - 3%~3% 时，以实际值做为取值。
R₂取值控制原则：当 R₂>3% 时，应取 3%;当 R₂<-3% 时，应取 - 3%。
3. 年平均出厂压力的修正值 R₃的取值控制原则如表 1 所示。
表 1 年平均出厂压力的修正值 R₃取值表
4. 最大冻土深度的修正值 R₄的取值：最大冻土深度大于 1.4m 时 R₄修正值应为 1%。
三、供水管网漏损控制措施
1. 监测系统核心架构设计
(1)感知层设备部署策略
压力监测网络：在主干管(DN≥300)每 500m、分区阀井及泵站出口安装智能压力传感器(精度 ±0.1% FS，响应时间<2ms)，构建全域压力梯度模型
流量监测矩阵：在 DMA 分区边界部署电磁流量计(量程 0.01-10m/s，精度 ±0.5%)，通过夜间最小流量分析识别漏损区段
水质监测节点：在管网末梢及二次供水设施安装多参数传感器(监测余氯、浊度、pH 值)，辅助判断管道腐蚀泄漏风险
(2)数据层集成技术
采用边缘计算网关实现数据预处理(异常值过滤率>95%)，通过 5G/NB-IoT 双链路传输至云平台
建立管网数字孪生模型，实时映射压力 - 流量 - 漏损关联关系，预警准确率提升至 92% 以上
2. 监测系统与传统措施协同机制
(1)精准定位组合技术
区域检漏法 + 声学定位：通过 DMA 分区流量差锁定 500-1000㎡漏损区域，结合地面听漏仪(分辨率≤50nPa)实现 ±1m 精度定位
压力梯度分析 + 红外热成像：针对深埋管道(>2m)，通过压力骤降曲线划定 100m 范围，利用无人机红外扫描(温度分辨率 0.1℃)快速排查异常温区
(2)动态调控策略
压力智能调度：基于实时压力数据(更新频率 10Hz)，通过变频泵组将管网压力波动控制在 ±5% 以内，降低背景漏损率 20%-30%
阀门联动控制：在水锤监测点(如泵站出口)部署快关蝶阀(关闭时间<0.5s)，配合压力传感器实现爆管前 0.3 秒预警切断
3. 管理赋能：监测数据价值转化
漏损分级管理：建立红(漏损率>15%)、黄(9%-15%)、绿(<9%)三色预警机制，配套不同响应等级(红色 2 小时到场，黄色 24 小时处置)
资产全生命周期管理：关联监测数据与管道台账(材质、敷设年限、维修记录)，构建漏损预测模型(R²=0.89)，指导管网改造优先级排序
供水管网漏损控制是水资源高效利用与城市安全运行的关键环节。通过构建 “精准计算 - 智能监测 - 协同控制” 的立体化体系，结合政策引导(如 2025 年漏损率≤9% 目标)与技术创新，可实现从“事后抢修”到“事前预防”的管理升级，为节水型社会建设提供核心支撑。
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