无收益水:上海七枚持续监测案例

董事会简报 · 决策者视角 · 发布日期:2026年9月26日

核心要点

  • 全球范围内,约30%的已处理供水从未到达付费用户——每年约1260亿立方米,估计造成约390亿美元的公用事业收入损失[1][2]。
  • 无收益水量不是一个问题,而是三个。标准水量平衡将其分为物理(实际)损失、因计量和计费错误造成的商业损失,以及获准使用但从未计费的消耗量[5]。
  • 世界银行对运营良好系统的基准是无收益水量在25%或以下,发达国家系统接近15%[3]。
  • 马尼拉水务公司将无收益水量从1997年的63%降至2022年的12.69%,其方案建立在泄漏检测与修复、管道更换以及水表检查和校准之上[3][4]。
  • 在全球管网中,25%至50%的分配水被损失或从未开票,这就是为什么计量是首先需要投入资金的原因[6]。
  • 连续监测形成闭环:输入计量、分区计量区域和区域内水质仪器将不可见的损失转化为可定位、可定价的事件。

一个数字背后的三个分类

无收益水量(NRW)是公用事业公司输入管网的水量与其计费水量之间的差值。国际水量平衡框架将其分为三个组成部分[5]。物理或实际损失是输水干管、配水管道和用户连接管上的泄漏,加上水池溢流——经过处理和泵送但从未送达的水。商业或表观损失是已送达但未正确付费的水:用户水表不准确、数据处理和计费错误,以及非法取水。第三个分类是获准使用但从未计费的消耗量——消防、管道冲洗和公用事业公司自身的运营用水。

这一区分对董事会很重要,因为每个分类需要不同的资本投入来应对。实际损失通过压力管理、主动泄漏检测和管道更新来解决。商业损失通过水表检测、分析和计费核对来解决。未计费使用通过计量公用事业公司自身的出水口来解决。一个标题数字——“无收益水量40%”——掩盖了三种不同的投资案例。

无收益水量组成部分 包含内容 连续监测的切入点
物理(实际)损失 干管和用户连接管上的泄漏;储水溢流和爆管[5] 带计量入口的分区计量区域;最小夜间流量分析;压力记录;入侵水质预警
商业(表观)损失 用户水表不准确;数据处理和计费错误;非法取水[5] 水表检测计划;用水量分析;分区水量平衡与计费水量的核对
未计费的许可使用 消防、冲洗、公用事业运营消耗 非收益出水口的流量计量;水量平衡中的记录水量

为什么全球基线如此之高

最常被引用的现代估算将全球无收益水量定为每天3.46亿立方米——每年约1260亿立方米——每年给公用事业公司造成的成本约为390亿美元[1]。以产水量占比表示,约30%的已处理水从未到达付费用户[2]。区域调查报告的损失占分配水量的25%至50%,由泄漏、计费不准确、计量错误和非法接驳驱动[6]。对照这些基线,世界银行的指导更像是底线而非延伸目标:公用事业系统的无收益水量为25%或以下,发达经济体运营良好的系统约为15%[3]。

领先的公用事业公司实际做了什么

马尼拉水务公司的案例最清楚地证明了无收益水量是一个有计量支撑的管理问题。该公司1997年接手的管网损失了63%的水;到2022年,其无收益水量平均为12.69%——超过了世界银行基准,达到了日本、德国和英国等发达经济体公用事业公司的水平[3]。该公司将这一成果归功于泄漏检测与修复、管道更换以及水表检查和校准的长期计划,并结合事件的快速处理和与承包商及政府机构的协调[4]。

该计划有两个特点值得董事会关注。其要素中没有一个是单一的资本项目;每一个都是持续的运营纪律。而且每一个要素都消耗计量数据——夜间流量用于定位泄漏,用水记录用于分离水表误差,分区水量平衡用于验证修复是否持续有效。12.69%这个数字不是仅靠建设工程产生的。它是由一个能够逐个分区证明水去了哪里的计量系统产生的[3][4]。

监测逻辑链

第一步:可辩护的水量平衡

水量平衡是核算框架——系统输入水量减去计费消耗量,损失分解为上述组成部分[5]。可信地编制它需要经过校准的输入和输出水表。这是第一项仪器投资,而且相对于后续一切而言成本低廉。

第二步:分区计量区域

将管网划分为带计量入口和出口的分区计量区域(DMA),使损失在分区尺度上可测量。最小夜间流量与预期合法需求的对比,能揭示月度抄表永远无法发现的泄漏[5]。这是公用事业公司从估算损失转向定位损失的标准切入点。

第三步:区域内连续仪器监测

一旦分区划定,连续仪器监测将月度核算转化为运营信号。压力记录发现爆管前的瞬变。区域内流量遥测在数小时内呈现异常夜间用水。水质仪器增加了水力数据无法提供的信号类别:分区内电导率或浊度的突然变化可能表明入侵或交叉连接,消毒剂余量下降则标志死水支管中的停滞。在上海七枚,这些仪器建立在集成优先的前提之上——多参数探头配备数字(Modbus RTU/TCP)输出,设计用于直接馈入SCADA和分析平台,无需转换层。为您的AI水模型提供数据而不仅仅是仪表盘的传感器,才能使泄漏分析从回顾性变为可操作性。

第四步:基于同步数据的分析

现代方案在已监测的管网上叠加基于AI的泄漏检测、压力分析和数字孪生——这些技术将不透明的管网转变为可监测、可优化的系统[2]。该层的质量受限于其下的数据层:同步的、带时间戳的多参数信号,而非孤立的人工读数。

分阶段投资框架

无收益水量削减在分阶段实施时具有可融资性,每个阶段降低下一阶段的风险。

阶段 投资范围 在下一阶段前证明什么
1. 审计与水量平衡 经过校准的输入和输出计量;水量平衡工作簿[5] 水量缺口实际在哪里,哪些分区承载了它
2. 分区计量与压力管理 DMA建设、入口计量、压力记录与控制[5] 各分区夜间流量损失;泄漏如何响应压力
3. 连续监测与分析 区域内流量、压力和水质仪器;泄漏检测分析[2] 可定位的、带时间戳的事件及经验证的修复结果
4. 持续损失控制 常设维修队伍、水表检测周期、更新计划[4] 逐年保持稳定的无收益水量水平——马尼拉模式[3]

排序很重要,因为资本跟随证据。在建立基线之前就为分区安装仪器的公用事业公司会购买超出需要的仪表。在安装仪器之前就购买分析的公司会买到无从学习的模型。

为什么这体现在资产负债表上

无收益水量通常被呈现为工程KPI,但其影响是财务性的。经过处理、泵送和加压但从未计费的水是纯粹的运营损失:能源、化学品和人工已经花费,却没有收入来覆盖它们。在全球约1260亿立方米和每年390亿美元的规模下[1][2],损失水量池可与一个大型国家供水部门的全部产量相媲美。对单个公用事业公司而言,算术朝相反方向运作:每消除一个百分点的无收益水量就推迟了下一次产能扩张,因为回收的水无需新建处理厂即可服务新需求。压力管理和泄漏修复还减少了推动水流经泄漏管网的能源消耗,更少的主管道破裂意味着更少的紧急维修——以及更少的因压力瞬变将污染物吸入管道而引起的水质事故。

这就是为什么上述分阶段框架被写为证明点而非采购清单。每个阶段产生一个财务团队可以审计的数字——水量平衡、分区夜间流量数据、经验证的修复日志——这些数字正是释放下一批资本的理由。

这对仪器预算意味着什么

仪器是无收益水量方案中最小的项目,却决定着其他所有项目是否能收回成本。监测层的实际规格并不光鲜:在两次维护访问之间保持校准的稳定多参数探头;无需定制网关即可接入现有SCADA的数字输出;以及五年成本有据可查而非仅凭声称的供应商。上海七枚的水质传感器概览列出了构建该层的产品类别和选择标准。

无收益水量最终是一个治理指标:它是公用事业公司自身系统无法解释的产水量份额。每消除一个百分点的无收益水量就是无需新建处理厂而回收的产能——而路径通过计量,逐个分区实现。

两条采购注意事项让仪器选择保持诚实。优先选择校准状态对系统可见的仪器,这样漂移的测点会变成警报而非分区平衡中的无声偏差。并尽可能标准化:建立在单一探头系列、单一数字协议和单一校准程序上的监测层,多年来保持校准和库存的成本远低于以最低单价拼凑的混合设备群。

参考文献

  1. Liemberger & Wyatt —《量化全球无收益水量问题》(Water Supply,IWA Publishing,2019):全球无收益水量估计为每天3.46亿立方米(约每年1260亿立方米),每年给供水公用事业公司造成的成本约为390亿美元。https://iwaponline.com/ws/article/19/3/831/65377/Quantifying-the-global-non-revenue-water-problem
  2. The WaterRising Institute —《数字中的水投资市场》:约30%的已处理水从未到达付费用户(约每年1260亿立方米,约390亿美元);传感器、AI泄漏检测和数字孪生作为数字水务的监测层。https://www.thewaterrisinginstitute.org/market.html
  3. Aquatech —《马尼拉水务在水损削减方面超越全球基准》:无收益水量从63%(1997年)降至12.69%(2022年);世界银行基准为25%或以下;日本、德国和英国等发达系统约为15%。https://www.aquatechtrade.com/water-stories/utilities/manila-water-benchmarks-water-loss-reduction
  4. 马尼拉水务公司 —《马尼拉水务报告更低的无收益水量水平,位居全亚洲最低之列》:方案要素——泄漏检测与修复、管道更换、水表检查和校准、事件快速处理;截至2022年3月报告的平均无收益水量为12%。https://www.manilawater.com/customer/agos/2022-05-12/manila-water-reports-lower-nrw-level–among-the-lowest-in-the-whole-of-asia
  5. Springer Nature —《水损失》(东盟城市水管理的关键挑战):无收益水量组成部分——物理损失、商业损失、未计费的许可消耗——以及分区计量区域的削减方法。https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-981-19-8677-2_5
  6. State of Green —《节约水和金钱:减少无收益水量的5种方法》:全球25%至50%的分配水因泄漏、计费不准确、计量错误和非法接驳而被损失或从未开票。https://stateofgreen.com/en/news/save-water-and-money-5-ways-to-reduce-non-revenue-water/

关于作者:由上海七枚科技有限公司技术编辑团队撰写——市政配水管网在线水质分析仪器专家,专注于多参数传感、SCADA集成和监测方案设计。

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