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06-18
1.1管网漏水分析方法及分类 1.1.1生活用水漏水分析方法 1.水平衡表 国内水平衡表（表1-1）以国际水协会推荐的水平衡表为基础，结合国内实际情况进行了适当修正。
首先是重新定义真实泄漏的成分；二是放弃容易引起误解的明显泄漏的概念。
修订后的水平衡表使水平衡计算更容易理解和执行。
表1-6生活用水平衡表 分析漏水时，系统边界为从水厂配水流量表到用户计费水表的整个配水管网。
为了获得可靠的漏水分析结果，保证水量数据（总供水量、付费水量、免费水量等）的完整、准确和时间同步非常重要。
？ 之间所有管道及附属设施的总称。
（2）供水总量（系统投入量） 进入供水管网的所有水量的总和，包括自产水和外购水。
（3）登记用水量（授权用水量） 向供水单位登记的家庭、商业、工业及其他用户的收费用水量和免费用水量之和。
(4)计费授权用水量 向供水单位登记的计费用户的用水量。
（5）免费用水（无账单授权用水） 当地政府部门规定免收费用的水量以及冲刷管网的水量和其他个人用水量。
(6)水损失 供水总量与登记用水量之差。
包括真实渗漏、计量损失和其他水损失。
(7)实际损失 管网中各类管道渗漏、水箱、水池等渗漏、溢流造成的实际水损失。
（8）报漏 因管道自然损坏或施工等外力破坏，在水面后面被动发现的管网渗漏点的渗漏水量。
(9) 漏报漏水 漏水发生在地下，可以通过常规技术检测到。
(10)背景泄漏 由于渗水或流量很小，目前的技术无法检测管网泄漏点的失水量。
(11)计量损失 因计量沉降点位置变化、仪表性能限制等因素造成的水量损失。
(12)其他损失 各种形式的未登记用水和行政因素造成的水损失，包括盗水、用户拒绝检查、用户无证用水、抄送和数据处理等。
(13)区域化管理 将大面积的供水管网划分为若干供水区域，并对各供水区域管网的渗漏进行量化和控制的管理方法。
（14）独立计量区（District Metered Area） 供水管网按一定规模划分为单独计量的封闭支路供水区。
一般区域内用户数量不超过户，进水口不超过2个。
(15)最小夜间流量 独立计量区域24小时内最小进水流量。
通常发生在夜间，此时用户用水量最低。
(16)零压测试 将独立计量区域的边界阀关闭并放水，通过监测压力是否降至零来判断区域边界是否关闭的测试方法。
(17)水损率 管网漏水量占供水总量的比例，通常用百分比表示。
(18)实际损失率 管网实际水损失与总供水量的比值，通常以百分比表示。
(19)基准水损率 管网渗漏率考核标准基准值 (20)单位供水管道长度 管网管道总长度的比例( DN≥75) 至总供水量。
(21) 量程比 水表常用流量与最小流量之比。
1.1.2 泄漏等级评估指标 自20世纪90年代以来，泄漏控制和评估一直是全球供水行业的热门话题。
国际水协会（International Water Association， IWA）、世界银行开发的国际水和 卫生设施基准网络（IBNET）以及澳大利亚等国家或协会都建立了评估各自渗漏状况的系统。
性能指标。
我国采用管网泄漏率和管网真实泄漏率作为管网泄漏评估指标。
1。
管网泄漏率 管网泄漏率是衡量管网泄漏状况的重要指标之一。
管网泄漏率的计算采用公式(1-1)计算，即： RWL=(Qs-Qa)/Qs×%(1-1) 式中， RWL——管网泄漏率（%）； Qs——供水总量（万立方米）； Qa——登记用水量（万立方米）。
2。
实际泄漏率 实际泄漏率是用于评估管网中水箱、水池的明漏、隐漏、背景损失、渗漏和溢流的指标。
它是衡量管网泄漏状况的指标。
还有一个重要指标是用公式（1-2）计算的，即： RRL=（Qr1+Qr2+Qr3+Qr4）/Qs×%（1-2） 式中， RRL ——管网真实渗漏率（%）； Qr1——明处渗漏水量（万立方米）； Qr2——隐性渗漏水量（万立方米）； Qr3——背景漏水量（万立方米）； Qr4——水箱、水池渗漏、溢流（万立方米）。
1.1.3 供水管网渗漏估算 要实现真正的渗漏减少，需要从机理上研究渗漏，建立准确的渗漏模型。
供水管网漏水估算一般采用三种方法：水平衡分析、夜间最小流量分析、基于水力模型的漏水分析。
需要指出的是，这三种方法并不是绝对独立的，综合利用多种方法可以获得更准确的结果。
1。
水平衡分析 完整的渗漏控制计划往往是供水渗漏的优化计划，而计量是有效的供水渗漏优化计划的核心组成部分。
利用上述水平衡表对供水管网逐项进行水平衡审计。
结合各类水计量的先进理念，系统了解国际水协会无收益用水管理体系中的无偿法定用水量和表观渗漏情况。
以及真实渗漏的测量和统计方法，重点分析无表免费授权用水量的估算方法和依据，最终获得给水管网高度可信的水平衡分析结果，是减少渗漏的重要一步在供水管网中。
所有用于水平衡分析的原始数据均应经过检查以确认其准确性，以避免明显错误。
对于无法获得准确数据的项目，估算应有据可依，使结果与实际相符。
水平衡统计分析的具体步骤如下： （1）供水总量统计 供水总量由自产供水和外购供水两部分组成。
根据各节点流量计量设备的水量数据进行统计计算。
（2）统计计费水量 计费水量包括计费计量水量、计费非计量水量和管网外输出水量。
统计数据是根据用户计费系统数据或记录计算得出的。
（三）免费用水统计 免费用水包括当地政府部门规定免征收费的用水和冲厕管网等自备用水。
(4)计算登记用水量 登记用水量为收费用水量与免费用水量之和。
（5）计算漏水量 漏水量为总供水量减去登记用水量。
（6）计算真实渗漏量 真实渗漏量是明显渗漏、隐性渗漏、背景渗漏、水箱、水池渗漏溢流之和。
1) 明漏和暗漏泄漏点流量计算 (1-3) 式中， Q——泄漏流量（m3/s）； C1 ——覆土 漏水对出水量的影响折算成修正系数，根据管径确定：DN0为0.96，DN0为0.95，DN及以上为0.94。
实际工作过程中，一般取C1=1； C2——流量系数（取0.6）； A——泄漏孔面积（m2）。
一般用一个模型来计算泄漏孔的周长，换算为孔口面积。
不满足条件时，可根据经验目测； H——孔口压力（mH2O），一般应实际测量。
当不满足条件时，可采用管网平均控制压力。
g——重力加速度，取9.8m/s2 2）明漏水和隐漏水计算 漏点水量=漏点流量×漏点存在时间 开路泄漏存在时间：从损坏到修复的时间。
隐蔽泄漏存在时间：一般占管网检漏周期的一半。
3) 背景水损失计算 背景水损失=夜间单位管道长度最小流量×社区管道总长度×时间 4) 水箱、水池渗漏、溢流计算 各供水单位估算以实际情况为准。
（7）计算计量损耗 计量损耗由居民用户总表差和非居民用户表计误差组成，按公式（1-4）和公式（1-5）计算） 分别。
(1-4) 式中， Qm1——居民用户总表差； Qmr——通过入户抄表测得的居民用水量； Cmr——住宅用户总分差异率，由各供水单位根据抽样实验测得。
(1-5) 式中， Qm2——非居民用户的电表误差； QmL——非居民用户用水量； CmL——非居民用户表计量损失率由各供水单位根据抽样实验确定。
（8）计算其他损失 其他损失为漏水量减去实际漏失损失和测量损失。
2。
夜间最小流量分析 夜间最小流量理论是泄漏的重要计算方法。
其原理是将被测管网划分为若干DMA 计量区域，记录夜间流量为基本通过插值法计算物理泄漏。
夜间最小流量一般出现在清晨2小时至4小时之间。
在此期间，用水量达到全天最低值，物理渗漏占总流量的比例最大。
夜间最小流量法是估算泄漏的有效方法。
通过估算差值系数，评价被测区域的总渗漏率，从而达到评价供水管网渗漏水平的指标。
在分析夜间最小流量时，一般采用比较法和经验法。
采用比较法，是指将夜间最低流量与日平均实际用水量进行比较，得到两者的比值，即为夜间最低流量的分配系数，然后检验该值的合理性。
计算公式如下： α=q_(l-mnf)/q_ac (1-6) 式中， α——夜间最小流量分配系数（%）； q_(l-mnf)——夜间最小流量值(km3)； 〖q〗ac——日平均实际用水量（km3）。
如果α值大于一定值，则认为供水管网存在严重渗漏。
英国的该值为 40%，美国的值为 50%。
经验法是指选择不同的经验参数绘制用水标准图，并与实际用水量图进行比较，分析管网的渗漏状况。
3。
基于水力模型的漏水分析 城市供水管网漏损模型的建立采用参数拟合法或经验公式法。
常用的泄漏模型有孔口泄漏模型和一致泄漏模型。
孔口泄漏模型假设孔口出现在管道中部，泄漏量与压力有关，与漏水量经验模型一致；总体漏水量并不是均匀分布在所有漏水点上，漏水量与水压呈指数关系。
孔板渗漏模型可用于预测供水管网的功能，分析渗漏发生后供水管网的可靠性；一致性模型能够更真实地反映管网的泄漏情况。
国际上，从水力角度来看，单个泄漏点可视为从小孔口自由流出，其关系如下： q_l=Aμ√2gP (1-7) 式中， A——供水管泄漏面积（m2）； g——重力加速度（kg·m/s2）； μ——孔板流量系数，取值0.6~0.62。
这个公式是通过测量管段的近似压力，然后测量泄漏面积得到的。
大量实验数据表明，泄漏与压力的关系与上述方程吻合较差，说明简单的孔板流出方程难以解释复杂的泄漏问题。
Germanopoulos，安德烈斯等人。
研究了泄漏模型，假设泄漏均匀分布在管道中。
背景泄漏常用的经验公式如下： (1-8): q(L-k)=β_k l_ij 〖(P_k)〗^ (α_k ) (1-8) 式中， α_k——泄漏指数； β_k——泄漏系数，取值范围0.5~2.5； P_k——kth 管段两端i、j节点的平均压力（MPa）。
则节点泄漏量如式(1-9)所示： q_(L-i)=Σ?1/2 β_k l_k 〖(P_k)〗^(α_k ) (1-9) 今年，英国水专家协会（WAA）根据大量实验建立了压力和泄漏的非线性数学模型。
Germanopoulos 将此渗漏公式引入给水管网分析中，建立了一致的渗漏模型，如式（1-10）所示： q_L=αL_ij [((P_i-z_i )+(P_j-z_j ) )/2]^1.18 (1-10) 式中， z_i,z_j——节点i和节点j地面高程（0.01MPa）。
在 中，Sinozuka用相同面积的圆形孔口代替不规则泄漏，提出了与中国点模型不同的新泄漏模型： q_l=0.64A√2gP (1-11) Above In the water漏水模型中，漏水量与漏水形状密切相关。
实际管网中，破损管段的泄漏面呈不规则形状。
不规则形状的漏口对水流的摩擦阻力比圆形孔口大。
该模型不同程度地增加了管道泄漏。
国际上通行的泄漏指数范围是0.5~2.5。
泄漏指标与管道的性能有关。
非金属管道的泄漏指数在1.25~1.75之间；金属管道的泄漏指数在0.5~1.5 之间。
管道的泄漏区域形状不规则。
为了准确测量泄漏面积，用0.5cm厚的薄粘土纸盖住泄漏孔，测量薄粘土纸掀开的面积，即为泄漏面积。
通过上述公式计算出漏水量。
我国基于水力模型的漏水估算研究也已发展多年。
在 中，中国给排水协会参考了日本自来水道协会的点泄漏模型，用泄漏面积来反映管段的损坏程度。
泄漏量计算公式如下（1-12）： q_l=0.A√P (1-12) 在 中，冯启民在规定管段流向的前提下，假设当管段损坏时，泄漏点将出现在管道的下游节点。
2007年，李杰将管道泄漏模拟为从薄壁锐边孔口流出。
管道内水流的流线呈弧形弯曲，流经孔口的水流截面积迅速减小。
基于水力学原理，给出了孔板流出的泄漏损失模型。
中，哈尔滨工业大学赵宏斌教授认为，单个泄漏点有两种形式：孔口流出或淹没流出。
他建立了漏水数学模型，指出漏水指数为0.5<β<1.5；王维彦采用区域计量法对实验管进行测量。
网络进行实际流量测量；周建华认为，管网漏水量与P0.5成正比，漏水面积不随压力变化而变化；另一部分是管道接口处的漏水量，其中漏水面积随着压力的增大而增大，漏水量与P1.5成正比函数。
类似地，泄漏指数被认为在0.5<β<1.5之间。
中，孙景权利用产销差异定量分析的结果和调整管网压力的泄漏模型，模拟管网的物理漏水情况。
管网渗漏模拟实验人为调节管网观测点压力，采用夜间最小流量原则。
利用流量计记录小区夜间最小流量，分析压力与流量的关系。
，盛泽斌针对管道泄漏尺寸、管道埋深、土壤等外界因素对水流的影响进行了研究。
他通过实验，研究了不同用户、不同泄漏点、管网不同特性的泄漏与压力的关系。
。
狭义的供水管网渗漏是指供水厂出水流经供水管网时，因管道部件破裂而导致部分水未使用。
如管体、附件、接口，或调节结构的泄漏等。
并出现管外漏气的现象。
城市供水管网作为市政公用工程系统，在运行过程中始终处于压力状态，并受到水中余氯等化学物质的腐蚀。
它会很快老化并失效。
另一方面，城市供水管网存在输水管道长、沿途地形复杂的问题。
有的管道穿越道路、田野，附件少，间隔长。
它们不断受到地质因素、不同土质（pH）的侵蚀以及人工开挖、建筑、耕地的破坏，造成管道损坏和泄漏。
，缺乏必要的维护和管理，最终导致管道泄漏，甚至爆管。
常见的泄漏形式有以下几种： （1）管道泄漏：管道包括管体、管件、接口三部分。
管体及管件泄漏是由于生锈、穿孔或腐蚀破裂造成的，而接口泄漏则是由不同原因造成的，如刚性接口泄漏、柔性接口密封胶圈损坏、承插接口脱落、接头破裂等原因。
(2)调节建筑物渗漏：供水管网中常见的调节建筑物有水池、水塔、水箱和泵站等。
除调节结构本身的渗漏外，其进出水口或上下管道及附件的渗漏也不容小觑。
（3）管道配件漏水：阀轴密封填料漏水、冲排水阀关闭不严、通风阀故障漏水、预留阀关闭不严等；消防栓关闭不严导致消防栓漏水 消防栓漏水。
另外还有过滤器腐蚀、裂纹渗漏、法兰接口处渗漏、水表渗漏等。
广义的管网渗漏，除了狭义的管网渗漏（即所谓“真实泄漏”或“物理泄漏”），还应包括表观泄漏部分。
表观泄漏由两部分组成：盗窃和测量误差。
盗窃是指通过未经许可的私人管道连接等非法手段窃取供水系统中的水资源。
计量误差是指供水管网中与业务收费相关的各种计量工具的误差所造成的水量损失。
根据以上定义，我们将实际渗漏与表观渗漏之和称为供水管网的渗漏。
此外，供水管网还有一部分免费供水。
这部分水是合法有效的，但由于政策安排、供水系统自用等原因，不向用户收取任何费用。
将供水管网的渗漏加入到这部分免费供水后，得到的结果就是供水管网的无收益水（NRW， ），也称为产销差。
全球范围内，第三世界国家饮用水管道腐蚀最为严重。
在一些城市，高达 60% 的用水量因管道泄漏而损失。
例如，菲律宾首都马尼拉损失了总供水量的10%。
58%因供水管网渗漏而损失。
在发达国家，供水系统的管理和保护水平较高，技术先进。
这个问题相对较小，但仍然不能忽视。
英国和美国的管网泄漏率约为12%。
以英国为例。
各大自来水公司供水管网漏损率在14%至27%之间。
然而，由于英国各大自来水公司均不在家庭安装水表，因此他们更多地采用估算方法来估算用水量。
，这也给泄漏率的计算带来了一定的不确定性。
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