來源:水聯(lián)網(wǎng)
供水管網(wǎng)的漏損管理
水聯(lián)網(wǎng)王志軍
位于中東炎熱干旱地區(qū)的以色列是飽受水資源短缺之苦的國家。在以色列,潔凈的淡水曾經(jīng)可以稱得上是“液態(tài)的黃金”。經(jīng)過了幾十年的科技發(fā)展,如今以色列已經(jīng)有效的解決了水資源短缺的問題。甚至由于有著充足的農(nóng)業(yè)用水供應(yīng),以色列還是世界上唯一一個(gè)沙漠面積在衰減的國家。這種從極度缺水到用水充足的轉(zhuǎn)變,源于以色列在水科技上面所投入的最多的資金、創(chuàng)新力度和文化關(guān)注。以色列對(duì)抗水資源短缺五大技術(shù)包括:滴灌技術(shù)、農(nóng)作物培育、廢水利用、海水淡化及管道監(jiān)測,本文重點(diǎn)介紹以色列在管網(wǎng)漏損管理方面的技術(shù)應(yīng)用。
以色列政府對(duì)水資源的管理有一個(gè)管理委員會(huì)WAD(Water Autority Board),由政府相關(guān)部門和公眾代表組成,負(fù)責(zé)對(duì)水資源管理和應(yīng)用的決策。在與WAD的交流中,在政府管理職能劃分,水資源發(fā)展戰(zhàn)略和科技等方面了解到了很多成功的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。
我重點(diǎn)關(guān)注了WAD在城市供水方面的幾個(gè)關(guān)鍵的地方,首先是從水資源短缺角度,以色列自1997年開始就面臨的嚴(yán)重的水資源短缺,為了解決這個(gè)問題,WAD先后兩次進(jìn)行了節(jié)水宣傳,2007年策劃了以一個(gè)模特面部皮膚像干裂的地面一樣的形象進(jìn)行了節(jié)水宣傳,同時(shí)提醒公眾WAD將大幅度提高水價(jià)的信息。
會(huì)議間我對(duì)他們的水價(jià)政策特別問了兩個(gè)問題,海水淡化與傳統(tǒng)深井取水的制水成本對(duì)比,以及城市居民水價(jià)占家庭收入的比例,與會(huì)的WAD官員回答我:地下水資源已經(jīng)嚴(yán)重匱乏,需要到地下近千米取水,制水成本差不多$0.8(美元),而采用了新技術(shù)(超高壓滲透與壓力回收技術(shù))的海水淡化成本約$0.5(美元)。2008年,以色列政府根據(jù)當(dāng)時(shí)的淡水資源危機(jī)進(jìn)行了根本性的改革。居民的售水水價(jià)在經(jīng)過了2007年一年的水資源危機(jī)和節(jié)水宣傳后,大幅度提升至$2.5(美元),此價(jià)格為階梯水價(jià)的第一級(jí)。其階梯價(jià)格結(jié)構(gòu)為:
第一級(jí):每人每月水量:0~3.5m3:$2.5
第二級(jí):每人每月水量:3.5m3以上:$4.0
在解決供水危機(jī)過程中,政府首先通過這樣的手段控制了用水量的上升(實(shí)際上下降很多),我從WAD了解到,節(jié)水意識(shí)的提升與水價(jià)改革的結(jié)合使得每人平均每年用水量從100~105m3下降到了85~88m3。此后大規(guī)模發(fā)展海水淡化技術(shù),使得淡水資源的危機(jī)逐漸得到了緩解,直至完全解決了以色列的地區(qū)性的缺水問題。WAD告訴我說,以色列家庭在用電和用水總和上的支出占家庭收入的七分之一,這是相當(dāng)高的一個(gè)支出項(xiàng)目了。
國際上,許多城市的供水漏損大都是滲漏、水壓異常、修理延遲造成的。這對(duì)于水資源一度極為短缺的以色列來說是不可接受的,以色列一直以來致力于用高科技的方法來解決這一難題,而其中最先進(jìn)的系統(tǒng)要數(shù)以色列運(yùn)營的耶路撒冷供水系統(tǒng)。
耶路撒冷有70多萬居民, 是以色列境內(nèi)人口最多的城市。因?yàn)槌鞘卸嗌矫}山谷,導(dǎo)致水壓非常不穩(wěn)定。而且耶路撒冷居民來自四面八方,有世俗以色列人,有極端正統(tǒng)人士,還混雜著巴勒斯坦的阿拉伯居民,大家使用水的習(xí)慣也大相徑庭。這些都對(duì)供水管理提出了很高的挑戰(zhàn)。近些年來耶路撒冷供水公司借助眾多高科技公司的技術(shù),在耶路撒冷建立了世界上先進(jìn)的供水管理系統(tǒng)。
供水管網(wǎng)的漏損控制很重要的內(nèi)容就是檢測和修復(fù)滲漏的工作。供水公司在管道上借助傳感器(水聽器),以10秒為間隔記錄管道中的聲音。通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將記錄傳送到中央計(jì)算機(jī)分析聲音并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。漏水的聲音聽起來會(huì)很不一樣,一旦發(fā)現(xiàn)漏水,監(jiān)聽系統(tǒng)則發(fā)出報(bào)警。另一方面,機(jī)器人由GPS引導(dǎo),在下水道里爬行,尋找漏洞,F(xiàn)在的技術(shù)能夠跟蹤到基礎(chǔ)設(shè)施中的微小漏點(diǎn),并在它們擴(kuò)大之前就可以將其及時(shí)修復(fù),從而實(shí)現(xiàn)節(jié)水目的。
另外,一種新的修復(fù)技術(shù)也帶來了修復(fù)的進(jìn)步,通過向管道中注入一種特殊“膩?zhàn)?rdquo;來修復(fù)漏點(diǎn),這種“膩?zhàn)?rdquo;會(huì)自動(dòng)吸附于管道上,并修復(fù)漏點(diǎn)。這種首創(chuàng)的泄漏修復(fù)方法無需再等待施工隊(duì)從路面進(jìn)行開挖修復(fù),這種技術(shù)對(duì)于難于進(jìn)行路面開挖維修的管道非常有價(jià)值,而且可以減少更換管材這樣的投入。
此外,耶路撒冷供水公司還通過GIS系統(tǒng)繪制出轄區(qū)范圍內(nèi)完整的基礎(chǔ)設(shè)施,并記錄維修歷史記錄,充分實(shí)現(xiàn)資本支出與運(yùn)營成本效率的匹配。對(duì)于耶路撒冷獨(dú)特的城市用水特征,供水公司采用了先進(jìn)的動(dòng)態(tài)供水壓力控制技術(shù)降低管網(wǎng)的漏失水量,并由此減少了停水維修等工作帶來的影響,延長了供水管網(wǎng)的壽命。
耶路撒冷五分之一的人口是正統(tǒng)猶太教居民,集中在幾個(gè)主要城市區(qū)域(如城市西北部的Har Hotzvim、Givat Shaul、Ramot等)。因要遵守周五傍晚開始的安息日,大多數(shù)正統(tǒng)猶太教居民會(huì)集中在安息日開始前幾個(gè)小時(shí)內(nèi)完成洗碗、打掃房間和洗澡,再加上宗教家庭中子女眾多,一個(gè)十口之家在周五傍晚用水量驚人。以Ramot正統(tǒng)猶太教社區(qū)為例,每周五早上該社區(qū)的供水管道小時(shí)流量為10立方米,而安息日開始前則飆升至250立方米。如何合理調(diào)控水壓以達(dá)到節(jié)水和保護(hù)供水設(shè)施的目的,成為供水公司的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。供水公司采用了動(dòng)態(tài)壓力控制來應(yīng)對(duì)這種用水特殊性的挑戰(zhàn):實(shí)現(xiàn)了檢測供水管道內(nèi)的流量并根據(jù)該城區(qū)的用水規(guī)律實(shí)時(shí)調(diào)控水壓的先進(jìn)壓力管理應(yīng)用。
結(jié)合上述技術(shù)以及建立DMA獨(dú)立區(qū)域計(jì)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的運(yùn)營管理等手段,耶路撒冷供水公司成功的將耶路撒冷供水的漏損率降低到了11%。
在管理方面:供水公司努力降低NRW無收益水量(產(chǎn)銷差),在道路作業(yè)中嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序,所有工作工程中都要考量企業(yè)關(guān)鍵績效指標(biāo)。為應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的重大災(zāi)害性事件(如因地震造成的大面積停電、停水),建立一套完備的應(yīng)急預(yù)案,每隔一段時(shí)間,會(huì)根據(jù)應(yīng)急預(yù)案組織大規(guī)模應(yīng)急演習(xí)。
通過建立自己的水質(zhì)實(shí)驗(yàn)室,對(duì)供水管道中的水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,關(guān)注飲用水各項(xiàng)指標(biāo),保證了供水水質(zhì)。除城市飲用水外,水質(zhì)實(shí)驗(yàn)室還對(duì)經(jīng)廢水處理廠處理后的水質(zhì)進(jìn)行階段性化學(xué)檢驗(yàn)。上述的這些措施都體現(xiàn)了立體化的節(jié)水大目標(biāo),是以色列以科技推動(dòng)節(jié)水的實(shí)踐。
最后,從城市節(jié)水角度綜合來看,以色列采取了諸多的方法提高了用水效率,即實(shí)現(xiàn)了節(jié)水又促進(jìn)了發(fā)展,這是我們值得借鑒和學(xué)習(xí)的地方:
● 以色列將水的建設(shè)、立法、利用、分配于一體
● 發(fā)展管道輸水、開辟灌溉新水源的思路
● 建設(shè)節(jié)水型社會(huì),自主創(chuàng)新十分重要,國民意識(shí)必須先行
● 調(diào)整水價(jià)*:[水+電]占居民家庭收入的七分之一;海水淡化成本約$0.5,水價(jià)約$2.5
● 發(fā)展創(chuàng)新技術(shù),漏損控制領(lǐng)域新技術(shù)的引領(lǐng)者
● 技術(shù)上大力發(fā)展海水淡化技術(shù)
水聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)一直保持著與以色列水管理公司的技術(shù)交流和合作,從漏損控制系統(tǒng)、漏損偵測硬件、壓力控制技術(shù)、家庭漏水監(jiān)控、管網(wǎng)修復(fù)技術(shù)等多方面交流,保持與世界漏損管理技術(shù)的同步進(jìn)步。