大数据时代下的城市供水管网漏损管理

◎ 安恒环境科技（北京）股份有限公司 王志军

节能降耗是城镇供水企业在运营过程中长期面临的挑战，供水管网的漏损控制作为节水节能主要措施，日益受到各地自来水公司的重视，成为日常工作中的一项重要工作。

据中国水协统计，目前我国自来水公司的平均产销差在20%左右，严重影响各自来水公司的盈利能力，更重要的是经过长距离调水和复杂处理，宝贵的饮用水被损失，造成水资源和能源的浪费。而当供水管网漏损发展为供水管网爆管事故时，不仅会造成城市的交通瘫痪、财产损失等社会经济影响，而且可能导致人身安全受到损伤。供水管网爆管是多因素影响的复杂问题，包括施工不当、材质老化、不均匀沉降、承重异常、管道调度压力剧变等原因，已经成为城市处置应急突发事件的的重要内容之一。

尽管突发供水管网爆管给我们带来了很大影响，但是由于爆管发生的时间快，抢险预案较为完备、抢险施工及时，其损失的水量其实相对比例很小，而真正优质水资源流失严重的是我们平时看不见摸不着的暗漏。据国际水协（IWA）的A.L.R.模型统计，一般暗漏的发现都需要相当长的时间（有些甚至要长达在一年以上），一个暗漏在一年时间内所流失的水量相当可观。目前国内自来水公司的漏失管理主要停留在人工听漏巡检的阶段，这种方式完全依靠检漏工的经验和步行沿管道检测，其漏损检测的效率非常有限。因此，建立一套能及时发现和评估暗漏的体系将会从漏损管理的方法上得到有效的改善，节水效果将是非常明显的。

在此背景下，安恒集团与中国科学院生态环境研究中心参考国外先进的技术并结合国内实际国情，提出了供水管网漏失管理与优化运行新理念和新技术，并在北京石景山区的某小区建立了应用示范点。在该应用示范点内，双方首先建立了一套基于分区计量以及Leakview®管理平台的综合评估体系，这个评估体系可以通过数据分析研究供水管网漏损状况、漏损的主要原因，有助于供水企业对供水管网的运行状态进行评估，更系统的分析管网漏损状况，预估采用区域压力控制方案的ROI（投入回报比），以便选择最适合的漏损控制策略，有效提高供水企业的经济效益和管理、服务水平。

在建立标准评估体系的基础上，综合运用了流量法、压力法和噪音法，可以快速地定位漏点，变被动检漏为主动检漏，而且可以根据需要灵活选择巡检或固定式的检漏方法。目前这种方法在北京、上海等地已经开始使用，随着传感器成本的逐渐降低，这种方法应该可以得到更广泛的推广。

通过在线压力监测，可以对供水管网压力按需进行精细化、智能化、自动化调整，有效克服冗余压力带来的背景漏失和能耗，压力管理对于节水节能的作用得到了供水企业的一致认可。但是目前多数供水企业主要采用的是出厂水压力管理的方式，这实际上是一种较为粗放的管理方式，主要改变了主管网的供水压力，但在小区或者靠近水厂的地区还存在较大的冗余压力。安恒集团近些年在东北某市实施了多个独立计量区压力控制管理区，主要针对城市快速扩张进程中普遍存在的城中村供水压力进行管理，白天维持正常压力供水，夜间只保持一个基本供水需求。目前这些压力管理区域运行稳定，总服务人口约为1.5万户，日均节水2720m3，年节水约100万m3，相当于该市五天的总用水量。不仅如此，在完成对这些城中村压力控制之后，城市主管网供水压力提升了2米，折合成水厂出厂主泵站消耗的电能，是一笔可观的节约，真正做到了节能降耗。同时经过实施和总结，我们认为这种区域压力管理方式非常适合城中村的管理和一些拆迁地区的管理，帮助供水企业解决了常年存在的头疼问题。

城市供水管网漏损管理，已经成为我国城市供水安全保障过程中亟待解决的问题。在国家实施创新驱动战略的时代背景下，随着科研院所、高校的功能从人才培育、科学研究向社会服务的延伸，高等教育、科技、经济一体化的趋势越来越强。尤其是在知识经济社会中，政产学研用越来越成为社会经济发展的核心动力和企业配置市场资源的重要部分。安恒集团与中国科学院生态环境研究中心始终致力于中国水务发展方面的研究与应用，并一直保持良好的合作关系。双方于2012年共同申请了北京市科学技术委员会科技计划课题“基于分区计量的供水管网节水降耗系统的研究与示范”的课题研究，并也同时参与了十二五“水专项”供水管网课题中的部分内容。

目前安恒集团与生态中心所建立的产学研合作应用示范有七个区域，总服务人口约为2万户，年节水约为150万m3，取得了非常良好的效果和示范效应，并且已经吸引了大量供水企业在未来两年实现广泛的推广。

安恒集团与生态中心形成的产学研合作一方面建立了供水管网漏失管理的示范应用，实现了节能降耗；另一方面，在物联网技术以及“云”技术日渐成熟的基础上，通过对大量传感器采集数据的分析和研究，在大数据时代下实现运行管理的精细化。依托大数据时代背景，在供水行业当中，当流量、压力、噪声等传感器成本越来越低的情况下，我们可以采集的数据越来越多，越来越密集，通过对大数据的研究和分析可以实现精确的生产、调度、营销等管理，实现供水产业升级和效率提高。当然在“大数据”时代我们会面临数据拥有权、隐私性保护等问题，但相比较效益来说，新科技手段带来的转变是更为巨大和实用的。

在“大数据”时代的背景下，随着安恒集团与生态中心产学研合作的进一步深入，随着“云计算”的日渐成熟，双方会深化示范应用与科学研究并行的技术路线，实现创新驱动和驱动创新的双轮互动，为中国水务事业贡献一份力量，实现“智慧城市”、“智慧水务”的最终目标。