漏耗与自来水公司管理的关系

佛山市供水总公司 周志全

　　内容提要：作者以多年的实践在本文探讨了漏耗与自来水公司管理方面的关系，并试图进行剖析。通过实践事例提出解决漏耗是一个长期的又要从自来水公司许多方面不懈努力的方法。

　　漏耗是供水公司在经营管理上十分关键的一环，过去我公司的漏耗一直在11-13%之间徘徊。它带给供水公司的危害远远不止在水量上的经济损失：首先在政治上；过去我司的漏耗，每年都在11-13%，而我司年供水量在2亿多吨，我们的主管部门、上级部门从这报表认为我们每年损失了近3000万吨的水，近三千万元的钱不翼而飞。尽管我们解释在世界上还没有一个供水公司在漏耗问题上降至为0，但是11-13%的漏耗确实是比较高，无可否认，尽管你其他方面的工作都很好，但具体到数字上反映出来的问题却难以自圆其说。其次相当一部份的漏水隐藏着未来更大的爆漏，特别是以前安装的灰口铸铁管，爆管是裂缝发展到一定时间的产物，如果能及时发现并修理，可能就僻免了一个爆管的发生，也就是说减少了一次大量漏水的损失。城市发展到今日，城市的污水处理量不断提高，自来水的漏失，大量的自来水漏到下水道，不仅加大了城市的污水处理量，对于污水处理中常采用的微生物法十分关键的是污水的足够的浓度，以供给污水池中的微生物的生存和繁殖，成为污水处理正常进行的关键。我们的干净的自来水因漏水而流进下水道冲稀了污水的浓度从这个角度来说也是一件坏事。
　　针对漏耗；我们佛山市供水总公司早在1997年就成立了漏耗专责小组，漏耗是一个关系到供水公司的各方面工作：从出厂水的计量、用水户的水表的准确度和及时准确抄收等等、还有是非营业水量的统计：包括消防用水、管道安装后的试压和冲洗用水、定期排放消防栓的耗水、甚至一些特殊非经计量收费的水量。在这些方面要做好管理。比如消防用水，过去消防在用水方面没有每月定时报耗水量，消防工作确实很辛苦，但是事后统计救火的耗水也很必要，在我们 反复的努力下，这项工作得到有关部门的支持和配合。在我们日常的工作中我们发现大口径的水表故障率较高，为此我们缩短了大口径水表的抄收周期，改成每月抄收二次以上，以便及时发现故障的水表。但目前我国的大口径水表的状况不隹，加上大口径水表用户用水的单位时间的变化系数很大，形成水表频繁更换。我们在一些用户中试行与用户协商后改用流量计计量的办法十分成功，经我们反复测定，准确性高、不容易发生流量记录上错误，更换了流量计后对用户用水的计量准确度大大提高。大口径水表用户的用水量占我们整个用水量的比重很大，这个问题我们继续 与大用水户接触，争取把这项改革在更多的大用户中实施。我们相信这样就能在占我司很大的比重的水量的计量上有一个准确基础，克服了计量不准带来的漏耗问题。传统用户水表组由水表和表前阀组成，过去表前阀产权属用户，维护属用户（经济上由用户承担），用水户在自已需要停水时，首先关闭表前阀，表前阀的反复使用，导至损坏的几率较高。表前阀的漏水现象经常发生。我们发现表前阀漏水要求用户出资维修部份用户置之不理，因为他认为漏的是没有经他的水表计量的水，在经济上没关系，如果说漏出的水妨碍了他的生活，他甚至用塑料袋包裹让水从地面流走也不愿出钱更换表前阀。相持之下水白白的流走，全市加起来可不是一个小数。针对这个问题，我们在表组的设置上进行更改，表前设置一个带锁阀门，表后再安装一个普通阀门给用户使用。用户在经常开关表后阀门做成阀门损坏漏水，由于漏的是经表计量变的水，而表前阀门使用的次数大大减少，漏水的现象得以制止。当然我们选择的球墨外壳带锁阀，为了僻免了因其黄铜外壳而被盗窃而带来新的问题。
　　漏耗在水公司供水的过程中水在管网中的漏失确实是存在的，这主要在于：一、在开放改革以前由于我们的管道材料供应比较困难，地下安装的水管五花八门。在开放改革初期，对地下水管的材料选购上科学性不强，比如地下安装的镀锌管有的使用了冷镀锌管，由于冷镀锌耐腐蚀的能力很差，过不了几年锌层破坏以至穿孔漏水，从现在的观点看，热镀锌的也好不了多少。二、是我们 管道材料生产厂家水平落后。灰口铸铁管有的地方生产的含硫、含磷量偏高，使本身材料已是脆性材料的灰口铸铁管由于硫、磷偏高更加容易脆裂。自应力混凝土管靠混凝土的膨胀产生预应力承受管内水压的应力，这个预应力的产生和控制都有一定的困难，而且管径越出越大，它以价钱低廉给刚起步发展的水司以很大的引诱力。目前自应力混凝土水管的爆裂是比较多的。三、安装上对接口的选择还不够科学性。比较习惯使用以膨胀水泥的刚性接口，隋着经济的发展，道路的负荷不断出现超负荷，道路的轻微的沉降也使水管的刚性接口开裂而抡修不停。
　　我们在分析了目前水管中的现状，确定了降低漏耗是一个长期的工作。对于供水管道来说首先要抓紧的是；一、是管材的选用和质量的把关。1997年我们总公司下属的探漏公司刚开始成立，探出漏点37个，其中镀锌管及其管件腐蚀穿孔、损坏而漏水的占17个。1998年探出漏点100个，其中镀锌管及管件漏水的占39个。我们发现一个镀锌管的漏水量达每小时3立方米，也就是说一个月就漏了2160吨水，一年下来就是将近二万六千吨水。这小小的镀锌管就这么厉害。1997年探出漏点37个中灰口铸铁管及其接口的漏水的占19个，1998年探出漏点100个，其中灰口铸铁管及管件的占50个比例分别为51%和50%。主要原因是管身开裂和接口漏水。所以我司决定在地下供水管网中明文规定今后不准使用镀锌管和灰口铸铁管，取而代之的是球墨铸铁管和U-PVC硬聚氯乙稀管。近年来我们对我们使用中的三阶段混凝土管进行分析：通过详尽的分析，我们认为目前市场上生产的中的三阶段法生产的混凝土管其承受在供水压力下的应力主要依靠在成型的管坯上缠绕预应力高强度钢丝而成，目前在整个生产工艺还比较成熟，但问题出在高强度钢丝上，我们现在使用的钢丝都存在其种冷脆性（氢脆）；这是在钢的生产过程中产生的，经反复轧延成为Φ4-6毫米的钢丝，由于直径小，其氢脆性很容易以脆断的破坏形式出现。这个现象其实在管生产的过程中已经常有所表现；当在管坯上缠绕钢丝时大体有二种控制预应力的方法，较先进的是用电脑控制液压张拉力以保持施给高强度钢丝一个固定的预应力，另一个办法是用预先配好的固定重块作为高强度钢丝的张拉力。这两种方法都能保证高强度钢丝有一个范围下的张拉力，而这个张拉力又远少于钢丝的抗拉强度极限（安全系数较大）。但在生产过程中钢丝 被拉断的事经常发生。这就反映出钢丝的确存在氢脆（泠脆）。在实际使用过程中我们也发生过多起的混凝土爆管事件，每次混凝土管爆裂时，我们观察开裂的管身上缠绕着的钢丝几圈都已发生脆断、在钢丝上没有看到缩颈现象、钢丝表面只有轻微的锈蚀，从观察的情况来看，并非因钢丝严重腐蚀后断面减少而造成超过许用应力而断裂。我们分析这是在轻微的腐蚀应力下诱发了氢脆而产生的脆断现象。也就是说在三阶段混凝土管由于缠绕的钢丝质量存在着爆裂的可能性。而目前我们使用的钢丝冷脆现象还是问题比较多的。国外一些国家为解决这个问题在钢的生产过程中作了严格的控制，这就是为什么我们在建造大跨度的桥梁时不惜以桥梁造价的近一半来解决牵引钢丝的问题。当然如果说我们同样使用这种钢丝，那么混凝土管的造价远远不是今天这样的水平。再加上混凝土管使用的滚动胶圈，在安装过程中质量的好坏与胶圈的均匀压缩有关，而胶圈的均匀压缩又取决于胶圈在安装过程中均匀滚动（不均匀滚动出现扭麻花状，胶圈不能达到均匀压缩而出现在接口处漏水），而这又取决于承插口的光滑和尺寸准确，这对于一阶段法混凝土管有一定的困难。我们在使用了十多年混凝土管的反思下，为了确保供水管网在供水的安全可靠性上，我们作出在地下供水管网尽可能不再使用预应力混凝土管的决定。
　　我们在地下供水管网DN200mm以上大力推广球墨铸铁管的同时，狠抓球墨铸铁管的质量标准的落实。球墨铸铁管的确是一种很好的供水管道材料，它有优越的机械性能：良好的强度和延伸率。一般常用的K9系列球墨管我们曾经亲眼看见在施压到180Kg/cm2 下DN400mm管才在塑性变形下破坏。破坏形式象低碳钢在超过许用应力下的塑性变形—缩颈—破坏。我们说这种球墨管一定是按ISO2531标准生产的，也就是说在合格的低硫、低磷的铁水在高温下经过球化处理用离心法生产出来并经过高温退火后管内外经防腐处理的管。在这里首要的是合格的铁水经球化处理、其次是一定要经高温退火，末经退火工序的叫铸态离心球墨管，铸态球墨管由于在生产过程中凝固速度快等原因，特别是水冷金属模生产的球墨铸管其冷却速度更快，铁液在快速凝固的过程中，金相组织中有15%--25%的共晶渗碳体产生，管体断面呈“白口化”状态，因此延伸率很低，其延伸率一般在2%--5%，达不到ISO2531标准要求。水冷离心铸态球墨管需进行高温（大于920⁰C）退火处理，高温退火能促使共晶渗碳体分解。经920—970⁰C和720—650⁰C的连续两阶段退火后，最终分解为铁素体与已成球状的石墨。基体以铁素体为主，含有少量珠光体。经高温退火后，水冷离心球墨管金相组织中的渗碳体几乎全部分解，铁素体的比例占90%--95%，珠光体占5%--10%，因而具有较高的延伸率。热模法离心球墨管由于铁水的凝固速度较慢，铸态组织中没有共晶渗碳体，延伸率高一些，一般为5%--7%。为提高延伸率，仍需要对铸态球墨管进行720—760⁰C的退火处理。退火后组织中大部份珠光体分解为铁素体，铁素体的含量达到90%以上，具有较高的延伸率。从此看到退火对提高球墨管的延伸性起着决定作用。但是退火工艺是要耗费成本的，在水冷离心铸态球墨管生产线上，退火是生产线的组成部分，但是厂家要否严格按照金相组织的需要来组织退火工艺，我们看过一个厂家在连续退火炉中汇集了直径从DN300-DN800mm铸态离心球墨管连续退火，连续炉的运行速度我们看可能不是以保证最大管径退火工艺要求来设置，因为从退火炉末端出炉时，其他直径的管都在600⁰C温度下，但是我们看到DN800管出炉时起码承口端（大头）还是暗红色的，直观告诉我们出炉的温度远大于650⁰C温度。这样的热处理工艺很难完全实现铁素体+球状石墨的全部转变。对于热模法离心铸态管，它的热处理退火工艺是在另外的井式炉或卧式炉来实现，这只能依靠生产厂家的生产制度来保障，要知道DN800以上的球管退火平均每支要多花费200-300元以上。有一个兄弟城市自来水公司告诉我们，他们在使用球墨管时发生过爆管，我问他们爆裂的管呈什么状态，他们回答呈碎片状，这肯定是在退火工序上出了问题。假如完全按退火工艺来生产，就算管身出现严重的铸造缺陷也不会发生这种碎裂状。这个答案我们后来又与一些国际知名的大球墨管厂家请教，得到的答复是完全一致的。我们诚心希望我国的球墨管厂不要打价格战，把精力放在进一步提高产品质量上，如果说在产品质量上出问题，对于我们供水公司来说抡修一个漏水点，从开挖、修理、路面恢复起码花费过万元以上，更加上漏水的损失。球墨管由于它的机械性能的优越，所以它在管壁上要比传统的灰口铸铁管要薄得多，下表是DN800mm以下K9系列球墨管的壁厚表

球墨铸铁管直径mm

DN200

DN300

DN400

DN500

DN600

DN800

管身壁厚mm

6.4

7.2

8.1

9.0

9.9

11.7

　　从表中看到比传统的灰口管在壁厚上减少了一半多，因此在外表防腐上要给予足够的重视，特别是在南方，地下水位高，酸雨现象较为严峻，为了确保球墨管的使用寿命，我们认为在DN800以下的管，起码DN600以下的管要进行喷锌处理后再涂沥青。因为管在运输和安装过程不可能不发生表面沥青层碰伤，喷锌后在碰伤后能自已愈合。我们在仑库内同时露天堆放了经喷锌又涂沥青的和没有喷锌只涂沥青的两种球墨管，经过雨水冲刷和太阳曝晒，没有喷锌的已锈迹斑斑，但已喷锌的表面非常完好。在地下的污染日益严重的情况下，加上喷锌和沥青保护让球墨管在确保安全供水方面发挥更好的作用。
　　在第二方面是一定严格按“市政给水管道安装验收规范”标准把好安装质量关。这几年来我们在钢管安装上发现返修和漏水点有上升的趋势，这里面有地面下沉引起的开裂，也有焊缝的质量问题。只有把好安装质量关，漏点下降也就顺理成章了。这几年我们先后安装了DN300—600mm球墨管近100KM，由于管材质量好、接口柔性胶圈密封好，每一段管都能做到一次试压成功通过验收。至今从没有发现有漏水现象。今年我们把使用球墨管的直径扩大到DN800—1400mm,情况也十分良好。
　　在我们近千公里的供水管网中漏水点肯定存在，由于目前城市内下水道基本建立，但过去的下水道没有进行“闭水试验”，下水渗透到下水道外，同样我们自来水漏出来的也通过下水道漏走，从而没有涌出地面而成为暗漏。组织专业的探漏队伍对于有一定规模的水司来说是必要的。我们从1997年起组建了自已的探漏队伍，1998年共探出漏点100个，可能是第一年，探出暗漏的漏水损失每小时达811M³，年损失水量达到近700万M³。1999年探出漏点91个，探出暗漏的漏水量225M³/时，年损失水量达200万M³。从1999年来算，探出的暗漏量占年总供水量2亿多M³的1%。单从探漏就降低漏耗1%。我们组织的探漏队伍配置了从听音棒、探管仪、听漏仪到相关仪等一系列仪器装备。实践证明，不同的仪器在不同的情况下起了不同的作用。在这里还要提及的是，就是明漏，水从道面两三块水泥板的缝隙中冒出来，肉眼准确确定漏点维修带来一定的困难，而目前路面水泥块的修复费用奇高，我们通过探漏队伍他们在水泥上用冲击钻占几个孔，用听音棒就很准确找到漏点，改变了过去靠直觉，挖了一处又一处才找到漏点的局面。这对加快明漏的维修速度，减少漏水的损失量，这也得益非浅。
　　一但发生了比较大的水管的爆漏，迅速关闭相关的阀门把漏水止住是减少漏水损失和因爆管带来的影响的关键，这是水公司熟悉的道理。这就涉及到对供水管网的熟悉和掌握问题。我们在这几年引入了中国地质大学的GIS平台，对我司的近千公里管道、阀门、水表等管网要素和地下管线的档案实施电脑管理。对供水管网中有关要素的工况迅速查阅并打印出来，用书面的形式去指导工人的行动。过去我们曾经发生过这样的一件事；一天深夜，突发性发生了一条DN1000mm灰口铸铁管爆裂，水把郊区的一条道路淹没近一米深的水，而需要关闭两头相应的DN1000mm阀门时，其中一边阀门井位置带给操作者带来很大的困难，工人入井操作发现拧不动，有人提出，在去年在水压平衡调度上提出关闭这个阀门便于两个水厂在供水分流，这个DN1000的阀门一直是关闭的说法。由于水浸深达近一米影响了面对面的直接沟通，当爆管南边一组人完成了南边的阀门的关闭任务回来，爆管处的水浸并没有得到改善，北边组关阀门的人才反复捡查，补关了刚才误以为已关闭的DN1000阀门，漏水才得到控制。但时间已耽误了不少，自然水也漏多了不少。用地理信息系统管理佛山供水管网（GIS）就彻底解决了在目前佛山市供水管网环状和树枝状纵横交错十分复杂下管网某一处维修所需要关闭的阀门中出现遗漏而影响抡修的快速运作的问题，在相同的情况下大大地减少了水量的流失。每当管网中某一处漏水，GIS在管网维修处的网点就可以迅速打印出需要关闭阀门的数目、口径、地点。克服了靠人记忆容易产生的遗漏，大大减少了要靠查对管网挡案花费的时间，这样赢得的时间就是减少了漏耗。所以我们说现代科学化的管理也减少漏耗的一个途径。
　　降低漏耗是供水公司的一个关系到供水公司方方面面的工作，是一个长期 、系统工程。降低漏耗对水公司和整个社会都有十分重要的意义，只有通过我们不懈的努力，才能不断在降低漏耗上一步一步地前进。