一、 引言
物理漏损(Physical Loss)是指供水管网中因管道破裂、接口泄漏或溢流等原因造成的实体水量损失。 要控制漏损,首先必须找准“病灶”。不同于计量误差或管理疏漏,物理漏损往往与隐蔽工程的质量和外部环境密切相关。
二、 物理漏损的主要致因分析
通过对大量爆管事故的统计分析,我们将造成物理漏损的原因归纳为以下四大类:
供水管网物理漏损四大致因分析
管材与老化
灰口铸铁管脆性大,镀锌管易腐蚀穿孔。随着管龄增加,管壁变薄,承压能力大幅下降。
施工与地质
管道基础处理不当导致不均匀沉降,产生剪切应力。回填土质量差或压实度不足也是隐患。
外界环境荷载
地面交通动荷载造成管道疲劳损伤。季节性温差导致管道热胀冷缩,引发接口拉裂。
运行调度因素
管网压力过高会成倍增加背景漏损量。泵站启停操作不当产生的水锤效应极易导致爆管。
漏损风险 (R) = f(管材质量, 施工规范, 环境荷载, 运行压力)
1. 管材与接口因素 (Material & Interface)
管材质量是管网安全的根本。早期铺设的灰口铸铁管性脆、耐腐蚀性差,在长期运行后极易发生断裂。镀锌钢管则容易产生内腐蚀穿孔。此外,接口是管线的薄弱环节,刚性接口(如水泥接口)缺乏柔性,在外界应力作用下极易松动脱节。
2. 施工质量与地质条件 (Construction & Geology)
“三分材料,七分施工”。管道基础处理不当(如遇到软硬地基交界处未做过渡处理)会导致管道发生不均匀沉降,产生巨大的剪切应力将管道折断。 回填土中夹带砖块、石块等尖锐物,直接压在管壁上,在地面荷载作用下会形成点荷载破坏。
3. 外界环境影响 (Environmental Stress)
交通荷载: 铺设在道路下的管道,长期承受车辆的动荷载和振动,容易产生疲劳裂纹。温度变化: 在北方地区,冬季低温会导致管材收缩,当收缩应力超过接口摩擦力或管材抗拉强度时,就会发生拉裂(即“冻裂”)。 此外,土壤的腐蚀性、杂散电流也是导致金属管道穿孔的重要原因。
4. 运行调度因素 (Operational Factors)
漏损量与压力呈非线性正相关关系($Q = C \cdot P^N$)。高压运行不仅会增加背景漏损量,还会加速微小裂纹的扩展。 频繁的泵机启停或阀门快速开闭会产生水锤,瞬间压力可能达到正常压力的数倍,直接击穿薄弱管段。
三、 防治对策建议
- 严把材料关: 推广使用球墨铸铁管(DIP)和优质 PE 管,淘汰劣质管材。
- 规范施工: 加强隐蔽工程监理,确保管道基础平整、回填规范。
- 压力管理: 实施分区计量(DMA)和压力调控,避免管网长期处于超压状态。
- 主动更新: 建立管网健康评估模型,有计划地对高危管段进行改造。