从技术难题到成功实施：某城市管网项目实施纪实
导语：从被动抢修到主动监测的供水管网治理实践
2024年1月至2025年6月，华东某地级市启动“供水管网在线监测与漏损治理示范项目”，围绕供水管网、漏损分析、压力监测和水质安全等核心需求，建设覆盖中心城区的感知与数据分析体系。该项目服务区域约142平方公里，供水能力52万立方米/日，管网总长约1860公里，服务用户约63万户。
项目建成后，经过18个月连续运行，城市供水漏损率由18.7%降至12.3%，产销差率由21.4%降至15.8%，管网末梢压力合格率由92.3%提升至98.6%，水质综合合格率保持在99.95%以上。该案例为老旧城市供水管网实现数字化、精细化运营提供了可参考的工程样本。
1 项目背景：高漏损与老旧管网叠加的城市供水压力
资产现状
- •常住人口约218万，日均供水量41.6万m³
- •管网平均管龄约17.8年
- •运行超20年的老旧管段约486公里
- •二次供水泵房286座，部分设施维护不足
三大痛点
- ⚠漏损偏高：漏损率18.7%，年漏损水量约2840万m³
- ⚠压力不均：高地用户高峰缺水，低洼区夜间高压爆管风险大
- ⚠水质不稳：余氯衰减、黄水投诉集中在夏季和末梢
根据项目启动前的资产普查，该市供水系统面临严峻挑战。2023年水平衡分析显示，真实漏损约占63%，表观漏损约占37%。老城区地势起伏导致压力分布极端化，部分高地用户在用水高峰时段压力不足0.14兆帕，而部分低洼区域夜间压力超过0.38兆帕，极大增加了爆管风险。此外，二次供水设施清洗记录不完整等问题，导致用户投诉月均达到217件。
2 技术难点：隐蔽漏损、复杂工况与数据碎片化
“统一坐标、统一时间、统一指标”作为基础治理目标，避免监测系统建成后仅形成新的数据孤岛。
管网资料不完整
早期管线图纸以纸质为主，GIS系统内约有12.6%的管线属性不完整，导致分区计量边界难以精准划定。
漏损信号弱
老旧城区背景噪声高，交通、施工干扰声学检测，小流量暗漏在地面难以发现，传统人工巡检定位误差大。
压力工况复杂
多水源联合调度，出厂压力、泵站加压和减压阀控制耦合。高峰时段用水量波动超40%，易诱发接口渗漏。
数据分散
SCADA、营收、巡检、热线工单系统分别建设，数据口径不一致，难以在同一时间轴上关联分析。
3 解决方案：构建DMA分区、压力监测与水质监测协同体系
针对上述难点，项目采用“分区计量+在线感知+模型分析+闭环处置”的总体路线。全市被划分为三级DMA分区，共形成76个可独立计量单元，覆盖中心城区约92.4%的供水服务面积。
感知层部署详情
- 流量监测：安装电磁流量计98台，覆盖DN100至DN1200关键计量断面，数据每15分钟采集一次。
- 压力监测：部署压力监测点216个，覆盖出厂、干管、高地、末梢和减压阀前后，数据采集频率每5分钟一次。
- 水质监测：布设多参数水质监测仪45套，监测浊度、余氯、pH、温度和电导率，异常状态下自动加密采集。
- 噪声监测：在高风险管段试点安装管道噪声监测终端320处，用于辅助暗漏识别。
分析层模型构建
平台接入SCADA、GIS、营收、巡检和工单五类数据，建立统一管网模型。漏损分析采用水平衡表、最小夜间流量、压力—漏损关系和分区产销差核算等方法；压力监测采用等压线、低压报警和超压报警；水质监测采用余氯衰减、浊度突变和多点对比。项目同步制定数据治理规则，对缺失、漂移和异常数据进行标记，确保模型计算可追溯。
4 实施过程：四阶段推进从普查到闭环运行
第一阶段：管网普查与分区优化（3个月）
复核管线坐标1860公里，修正阀门井位置2380处，补充管径、材质和埋深信息4.7万条。依据供水边界和用户用水特征调整DMA分区。
第二阶段：试点验证（4个月）
选择城北片区和老城区共12个DMA进行试点。初步验证了“在线报警—工单派发—现场核查—结果回传”的流程，确认有效异常136次。
第三阶段：全域部署（6个月）
完成剩余64个DMA的设备安装与联调。针对NB-IoT信号较弱的地下井室，采用外置天线、低功耗网关和太阳能供电组合方案，设备在线率提升至98.2%。
第四阶段：模型优化与制度建设（5个月）
建立漏损风险评分模型，将管龄、材质、历史爆管等因素纳入评分，形成月度重点排查清单。完成仪表多轮校准，确保在线数据与实验室检测结果偏差可控。
5 漏损分析：夜间最小流量与压力调控定位真实漏损
平台以DMA为单元，每日计算最小夜间流量、单位管长漏损量和压力敏感系数。项目将凌晨2时至4时作为分析窗口，剔除合法夜间用水后，对连续3天超过阈值的DMA生成预警。
案例：城北某三级DMA漏点修复
- 问题发现：该区域面积约0.86平方公里，改造前最小夜间流量为34.6立方米/小时。平台连续5天发出异常提示。
- 定位过程：结合噪声监测点和相关仪检测，最终将漏点锁定在一处DN200 PE管接口，埋深约2.3米，定位误差约0.8米。
- 修复效果：开挖确认后，发现接口存在慢性渗漏，估算日漏水量约640立方米。修复后，该DMA最小夜间流量降至6.8立方米/小时，月漏损水量减少约1.9万立方米。
压力监测同样服务于漏损控制。项目在32个高风险区域设置压力阈值，当夜间压力超过0.36兆帕时自动提示调度人员降低出厂压力或调整减压阀。通过压力优化，试点片区夜间平均压力由0.33兆帕降至0.28兆帕，既降低渗漏扩展风险，也减少管道疲劳损伤。
6 压力与水质监测：从单点报警到过程管控
压力监测成效
平台每15分钟生成一次压力热力图，对低于0.16兆帕的末梢点和高于0.38兆帕的超压点自动报警。
- 累计低压报警 1265次
- 有效低压事件 893次
- 某高地小区投诉下降 月均41件 → 9件
水质监测成效
45套在线仪表覆盖水厂出水、主干管节点、末梢管网和二次供水泵房。
- 触发水质异常预警 82次
- 经核实有效异常 56次
- 规模化水质事故 0起
7 最终效果：指标改善、成本下降与管理流程重构
核心指标对比 (2024 vs 2025)
截至2025年12月，项目已稳定运行18个月。按同口径年供水量1.51亿立方米测算，年减少漏损水量约920万立方米。若按当地综合制水成本2.1元/立方米计算，年节约直接成本约1930万元。项目总投资约6800万元，按直接节水收益测算，静态投资回收期约为3.6年。
运行安全和服务指标也明显改善。DN300及以上爆管事故由年均9起降至3起，各类爆管及明显渗漏工单由月均96件降至51件，下降46.9%。管网末梢压力合格率由92.3%提升至98.6%，低压类投诉由月均126件降至48件，下降61.9%。水质综合合格率由99.62%提升至99.95%，水质类投诉由月均52件降至32件，下降38.5%。
更重要的是，供水企业从“接到投诉再抢修”转向“根据数据提前处置”，形成了监测、分析、派单、修复、复核的闭环管理机制。漏点确认时间由平均48小时缩短至8小时，主动检漏周期由12个月缩短至3个月。
结语与展望：供水管网监测迈向长期资产健康管理
该项目的实践表明，供水管网监测并非简单安装传感器，而是需要将管网资产、运行数据、漏损模型和业务流程结合起来。通过DMA分区计量、压力监测、水质监测和漏损分析的协同，城市供水系统能够更清晰地识别高风险管段，更准确地评估漏损结构，更及时地响应压力异常和水质风险。对于老旧管网占比高、地形复杂、用户密度大的城市，这种工程路径具有较强的可复制性。
展望未来，供水管网监测将进一步向数字孪生、资产健康评估和智能调度方向发展。下一步，该市计划扩展噪声监测和压力瞬变分析，建立管道剩余寿命评估模型，并将二次供水、消防栓、阀门状态和施工扰动纳入统一监管。该项目由地方供水集团组织实施，易彩科技参与监测平台与算法建设。项目团队表示，随着感知成本下降和算法模型成熟，供水管网将从“地下隐蔽工程”转变为可量化、可预测、可优化的城市基础设施资产。
