减少无收益水:市政公用事业的战略方法

无收益水量是全球市政供水企业面临的最重大挑战之一。当水被生产、处理并泵入配水系统后,却未产生任何收益便消失无踪时,供水企业面临的经济损失最终会转嫁给用户,并限制服务的改善。降低无收益水量已成为寻求运营可持续性的供水企业的优先战略。

了解无收益水量的构成

无收益水量涵盖所有已生产但未向用户计费的水量。行业实践遵循IWA水量平衡表,将无收益水量分为两大类损失组成部分。

真实损失(物理损失)包括从管道、管件和储水设施中泄漏的水。这些漏损可能在地表可见,也可能隐藏于地下。基础设施老化程度、管道材质、土壤条件和运行压力都会影响真实损失水平。最广泛引用的全球估算数据(Liemberger & Wyatt,Water Supply,2019年)显示,无收益水量总量约为每年1260亿立方米——约占系统输入水量的30%——其中真实损失占该总量的绝大部分,年度成本约为390亿美元

表观损失(商业损失)包括已被消耗但未计费的水量。这些损失源于用户水表计量不准确、未经授权的用水(盗水)以及数据处理错误。虽然表观损失在水量上小于真实损失,但它代表着纯粹的收入损失,且没有提供相应的服务。

系统总输入水量与真实损失和表观损失之间的差值即为合法用水量——即实际输送给付费用户的水量。

降低无收益水量的经济论证

降低无收益水量为供水企业带来可观的经济回报。太平洋研究所对替代水源方案的分析反复表明,节水与效率措施每节约单位水量的成本低于大多数新水源开发——尤其是海水淡化——这使降低无收益水量成为满足日益增长需求的最经济途径之一。具体的成本比较因地区和项目而异,因此供水企业应参照自身的避免成本数据进行基准对比。

除了单位成本经济性之外,降低无收益水量还能带来多重效益:减少泵送能耗、降低处理成本、延缓基础设施投资以及改善水费回收。一个运行良好的无收益水量管理项目通常能在几年内通过综合运营节约收回成本。

世界银行的分析针对发展中地区的供水企业,凸显了这一机遇的规模:将无收益水量水平减半,就能在不增加总预算的情况下释放足够的水量,为数千万额外人口提供服务。这种公平效益凸显了降低无收益水量对服务欠发达社区供水企业的重要性。

基础设施评估与主动漏损控制

有效的无收益水量降低始于全面的基础设施评估。压力监测、声学漏损检测和系统性管道检查可以揭示基础设施状况并确定干预优先区域。

主动漏损控制项目对新出现的漏损保持持续监控,而非仅仅修复已发现的问题。这种主动方法需要配备电子漏损检测设备的熟练技术人员、高效的工作流程以及快速修复能力。

基础设施漏损指数(ILI)提供了标准化的基础设施性能衡量指标,不受系统规模或特征的影响。ILI值低于2.0表示性能良好,而高于4.0则表明存在显著的改善空间。将ILI降至此类水平的供水企业通常能回收其当前产水量中相当可观的一部分。

压力管理通过减轻老化基础设施的负担来补充主动漏损控制。固定出口压力控制在维持最低可接受压力的同时,减少会加速漏损和管道破裂的过剩压力。已发表的现场项目通常报告压力优化后漏损减少25-40%

分区计量区域与流量测量

分区计量区域(DMA)将配水系统划分为独立的区域,并在每个边界设置专用流量测量装置。这种分区方式能够系统性地监测水量平衡并快速检测漏损。

当DMA内的流量超过预期水平时,自动报警会提醒操作人员进行调查。运行系统性DMA监测的供水企业能在数天内而非数周或数月内发现新漏损——这是计划性维修与重大爆管之间的区别。确切的检测时间统计数据因供水企业而异,且很少具有可比性,但方向性效益在各项目中是一致的。

有效的DMA管理需要在入口点进行校准的流量测量,并定期进行水量平衡计算。最小夜间流量(MNF)分析提供了特别有价值的漏损评估数据。在夜间合法用水量趋近于零的时段,任何测得的流量都代表漏损或未经授权的用水。

上海七枚提供流量测量解决方案,包括适用于DMA监测应用的叶轮式流量计涡轮流量计。这些仪表提供有效水量平衡分析所必需的精确测量。

用户计量与收入保护

提高用户水表精度可直接减少表观损失,同时产生运营洞察。老化的水表会系统性地少计用水量——通常在服务十年或更长时间后少计几个百分点,且随着机械部件磨损,误差会进一步加剧。

水表更换项目针对老化水表,可改善收入回收,同时提供支持节水项目的用水数据。按状态或使用年限计划更换水表的供水企业,通常能在几年内通过改善收入和减少计费纠纷收回项目成本;投资回收期取决于费率结构和水表库存状况。

收入保护不仅限于计量,还包括未经授权用水的检测。识别异常用水模式的分析工具、对高风险接头的实地检查以及针对盗水后果的用户教育项目,都有助于减少表观损失。

实现可持续的无收益水量水平

成功的无收益水量降低需要持续投入,而非一次性干预。实现并保持优异无收益水量水平的供水企业会实施持续监测、定期基础设施评估和持续压力优化。

最佳实践基准因系统特征而异,但对于管理良好的城市供水企业而言,无收益水量低于15%的目标是可以实现的。处于困难条件——基础设施老化、快速增长、资源有限——的供水企业应制定体现持续改善的渐进式目标。

迈向低无收益水量水平的历程通常经历几个明确阶段:建立计量基础设施、进行全面评估、实施优先干预措施以及持续优化运营。每个阶段都在积累支持后续改善的能力。

市政供水企业日益认识到,降低无收益水量对于运营可持续性和资源保护至关重要。令人信服的经济效益、成熟的技术和已验证的成果相结合,使降低无收益水量成为当今供水企业可获得的最具价值的投资之一。

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