引言

随着城市化进程加快与用水需求持续增长，水资源供需矛盾日益凸显，而给水管网漏损问题却加剧了这一矛盾。给水排水管网漏损问题是当前城市水资源管理中的一项重要挑战,漏损不仅会造成大量的水资源浪费,还增加了供水成本,制约了城市可持续发展的目标^【1】。当前，我国部分地区给水管网漏损率仍处于较高水平，有效降低漏损成为供水行业亟待解决的关键课题。供水管网漏损控制已成为“十四五”城市供水行业的重点工作之一^【2】。在影响管网漏损的诸多因素中，供水压力控制是否合理、给水管网敷设形式是否适配实际场景，是尤为核心的两大要素。基于此，本文针对不同建筑类型、特殊地质条件下供水压力与管网敷设对漏损的影响展开分析，旨在为制定科学的漏损防控策略提供支撑。

1不同建筑类型供水压力与管网敷设对漏损的影响

1.1 住宅小区与公共建筑给水系统漏损影响因素

压力维度上，住宅小区与其配套的公共建筑用水不同步，住宅小区用水高峰时间相对集中，早晚用水高峰和深夜用水低谷压力相差较大；管网长期使用后，易因未动态调节容易出现局部超压，加速管道接头密封圈老化；公共建筑用水相对分散且只在工作时段有用水，间歇用水会引发压力波动，产生水锤效应冲击管道薄弱部位形成隐性裂纹。敷设维度上，寒冷地区住宅小区室外管网若未达冻土层下限，冬季土壤冻胀致管道变形、接口渗漏；公共建筑室内隐蔽管道若固定支架间距超标，管道自重引发位移产生剪切应力，且吊顶高湿度加速管道腐蚀，漏点因排查难持续扩大漏损。

 1.2 高层建筑与多层综合楼消防分区及压力控制漏损影响

给水分区若竖向层数、平面区域划分不当，低区或较近区域管网静压易超标，管道长期超压致壁厚塑性变形、内壁腐蚀加剧，接口松动；分区用密封性差的暗杆闸阀，阀瓣易积垢导致关闭不严，引发管网漏水。压力控制上，变频系统调节滞后会扩大压力波动，缩短接头密封件寿命；低区多层综合楼未设独立减压装置或减压装置失效，生活及消防管网易因高区压力需求超压和水锤冲击破坏接口，加剧漏损。

 1.3 生产厂房及厂区内外管网敷设漏损影响分析

厂区内，高压用水工况若管网安全系数不足，管道易因瞬时超压爆管；不同用水分压混用，管道敷设线路不经济、不合理，无效长度过长，也会造成管网总漏损增加；输送腐蚀性介质时，未选耐蚀管材或接口未防腐，介质渗透会减薄管壁。厂区外，沿工业大道管道未防护，重型车辆动荷载致基础沉降、管道弯曲漏损；周边土壤酸碱失衡且管道防腐有缺陷，易引发电化学腐蚀形成点蚀。生产厂房漏损不仅浪费水资源，还可能污染原料、土地，造成设备损坏和经济损失，需强化敷设工艺与工况的适配性。

2特殊地质条件下管网敷设对漏损的影响

2.1填海填塘区域地质沉降与管网敷设漏损关联

填海填塘区域的人工填土层由海砂、淤泥质土等混合堆积而成，固结周期长且易出现不均匀沉降，其管网漏损与敷设时的基础处理、管道柔性设计直接相关。若敷设前未对填土层进行分层碾压或水泥搅拌桩加固，土壤固结过程中会产生局部凹陷，导致管道悬空，承受额外弯矩作用，进而引发管材环向开裂；管道接口若采用刚性连接，沉降差会使接口处产生剪切力，破坏密封结构，形成持续性漏损。此外，填海区域地下水含盐分较高，若管道基础采用砂石垫层未做防腐隔离，盐分易渗透至管道外壁，加速防腐涂层老化，而沉降导致的涂层破损会进一步引发电化学腐蚀，形成点蚀漏点。若管网敷设未预留足够沉降补偿段，或无沉降观测及检修措施，长期沉降会使管道纵向拉伸超过材料屈服极限，导致管材断裂，加剧漏损规模，地下漏水区域，同时进一步加剧土地下沉空洞，管道拉裂情景就愈演愈烈，形成恶性循环。

2.2湿陷性黄土地区管网敷设方式漏损影响

湿陷性黄土遇水易失稳收缩，管网漏损关键在于敷设方式对土壤变形的抑制不足及管道与土壤变形协调性差。管道直埋若未预处理黄土层，雨水下渗或管道微漏会引发黄土湿陷形成空洞，导致管道失稳弯曲、接口渗漏；穿越湿陷与非湿陷土交界带未设柔性过渡段，土壤变形差异会使管道横向位移、破坏完整性。此外，敷设时未抬高管顶覆土或未设防渗层，地表积水渗入会诱发局部湿陷，冲击力导致管道防腐层破损、管材开裂，形成漏损循环；阀门井未做防水设计，雨水渗入加剧周边黄土湿陷，易使阀门与管道连接处受力失衡、增加漏损风险。

2.3地质不均匀区域管网抗裂敷设措施漏损作用

地质不均匀区域存在土壤承载力、压缩模量突变现象，管网漏损控制的核心在于抗裂敷设措施对管道受力失衡的缓解效果，措施失效易引发管道结构性破坏。若敷设时未在地质突变带设置管道伸缩节或柔性套管，未因地制宜的采用合理的敷设方式，土壤力学参数差异会使管道两端受力不均，产生纵向拉伸应力，超过管材抗拉强度时引发开裂；管道基础若采用统一规格砂石垫层，未根据地质分区调整垫层厚度，会导致管道支撑刚度突变，振动荷载下易出现接口松动，形成漏损。若采用水平定向钻施工穿越地质不均匀区时，未精准控制钻进轨迹，管道易与坚硬岩层接触，产生局部挤压应力，破坏管材内壁结构，而地质突变带的土壤蠕动会进一步加剧管道磨损，扩大漏损通道。若抗裂敷设未配套设置管道变形监测点，无法及时发现地质变形引发的管道位移，会导致漏损持续发展，增加维修难度与水资源浪费。

3供水压力特性与管材连接对漏损的影响

3.1供水压力稳定性与漏损量关系

供水压力稳定性通过影响管道应力累积效应决定漏损量，压力不稳定状态下管道薄弱部位的破损概率呈指数级上升。通过实施合理的压力分区和精准的压力控制,可以显着减少管网的漏损。在传统水力模型的基础上引入了压力依赖需求(Pressure Dependent Demand,PDD)节点模型,将传统水力模型中的节点需水量进一步细分为用户需水量和漏损量。对供水管网漏损的水力模型进行校验,量化不同供水分区方案下的漏损量和能耗变化^【4】。当供水压力长期处于不稳定状态，管道内壁会因持续应力变化产生疲劳损伤，尤其在接口密封件与管材衔接处，应力集中现象会加速密封材料老化，使漏损量随不稳定持续时间延长而线性增加。根据行业监测数据，当压力稳定系数超过0.2时，漏损量较稳定状态提升40%以上；对于使用年限超过10年的铸铁管道，压力不稳定还会导致内壁腐蚀产物脱落，形成局部湍流，冲刷管道薄弱点，进一步扩大漏损通道。压力不稳定引发的间歇性超压，会使管道接头处的密封压缩量反复变化，破坏密封界面的紧密性，形成持续性渗漏，且此类漏损因具有隐蔽性，往往难以快速排查，导致水资源浪费量长期累积。

3.2供水水压波动幅度对漏损的影响

供水水压波动幅度通过改变管道瞬时受力强度影响漏损，波动幅度越大，管道突发性破损与隐性漏损的风险越高。当水压波动幅度超过0.1MPa时，管道系统会产生水锤效应，水锤压力峰值可达到正常工作压力的1.5-2倍，此时管道弯头、阀门等局部构件会承受瞬时冲击荷载，若管材抗冲击强度不足，易引发突发性爆管；对于采用橡胶圈密封的管道接口，大幅压力波动会导致橡胶圈反复伸缩，加速弹性疲劳，使密封性能在短期内下降30%-50%，形成隐性漏损。不同管材对压力波动的耐受能力存在差异，如PE管在波动幅度0.15MPa条件下，漏损率较钢管高25%，因PE管的弹性模量较低，易在压力骤变时产生较大形变，破坏接口密封性。此外，长期大幅压力波动还会加剧管道内壁的腐蚀速率，当波动幅度从0.05MPa增至0.2MPa时，钢管内壁腐蚀速率可提升60%，进一步增加漏损风险。采用遗传算法优化ANN模型结构;将方法应用于小区典型供水管网的漏损检测,结果表明,该方法在单点漏损流量达到5%以上时,检测准确率普遍大于80%,且在管网规模较小、用水节点较少的情况下,检测精度更高^【4】。

3.3管道管材选用及连接工艺漏损作用

管道管材选用的适配性与连接工艺的规范性直接决定管网漏损的基础水平，二者不匹配会显著提升系统漏损率。管材选用方面，在输送含氯量超过1.0mg/L的自来水时，普通铸铁管的耐腐蚀性能不足，使用5年后内壁腐蚀厚度可达0.5mm，易形成蚀孔漏损，而选用球墨铸铁管或304不锈钢管，可将腐蚀导致的漏损率降低60%以上；在土壤腐蚀性较强的区域（土壤pH值＜6.0），PE管的抗腐蚀优势显著，其漏损率较钢管低45%，因PE管化学稳定性强，不易与土壤中腐蚀性离子发生反应。连接工艺方面，钢管焊接连接若存在未焊透、气孔等缺陷，会使接口处的抗拉强度下降30%，在压力波动时易开裂；球墨铸铁管采用承插式连接时，若橡胶圈压缩量不足，接口密封性会下降50%，形成持续性渗漏；PE管热熔连接若温度控制偏差超过±10℃，会导致接口处熔接强度不足，在管道热胀冷缩作用下易出现缝隙漏损。

表1不同压力稳定系数下的漏损量对比

表2不同管材及连接工艺的漏损率对比

4管网漏损控制建议与创新方向

4.1不同场景管网漏损针对性控制建议

对于不同的用水场景，需采用针对性的供水方案；住宅小区与公共建筑可充分利用市政给水压力，设置各自独立的供水系统，因地制宜的制定最优的平面分区方案，采用先进可靠的变频恒压供水设备来维持压力稳定；高层建筑、综合楼应优化消防和生活用水分区设计，在经济和合理的条件下，高区系统由高区设备供水，低区系统由低区设备供水，形成独立完整的竖向分区供水系统。消防系统由于平时无用水，可根据实际情况增设减压稳压阀等措施控制静压，定期对管网接头、阀门、水泵止回阀等开展密封性检测，避免消防间歇用水引发漏损；同步对隐蔽敷设管道加装光纤传感漏损监测节点，实现漏损的实时感知。填海填塘区域需对管网基础采用水泥搅拌桩进行加固处理，间隔一定距离设置沉降补偿段以应对地质变形；湿陷性黄土地区优先选用抗腐蚀且柔韧性较好的PE管，管道周边采用灰土挤压桩处理并敷设防渗层，减少土壤湿陷对管道的影响；生产厂房管网需根据输送介质特性选用适配的耐蚀管材，敷设方式除埋地敷设外还可采用地上架空敷设；针对高压工况强化管道结构设计，建立定期腐蚀检测机制。

4.2管网漏损防控新工艺应用方向

管网漏损防控新工艺需向主动预警-精准修复的方向转型，优先推广管道内检测与非开挖修复技术。独立计量区(DMA)模式检测包括给水管网漏损及其分类,DMA模式下的给水管网漏损检测技术及其应用策略,以及DMA模式下的给水管网漏损主要控制策略。经研究可知,声学检测、卫星探测、红外热成像检测、气体跟踪检测等,均可在DMA模式下对给水管网漏损情况做出有效检测^【5】。内检测领域可应用超声导波检测技术，通过声波传播特性捕捉管道壁厚腐蚀、接口缺陷等隐患，实现无损探测；非开挖修复方面，针对中小口径管道采用紫外光固化修复工艺，利用树脂固化形成的内衬增强管道密封性与结构强度，针对大口径管道推广爆管置换技术，在最小开挖量下完成管道更新，缩短施工周期。此外，可引入新型密封材料，如改性丁腈橡胶密封圈，其抗疲劳性能优于传统橡胶，能适应一定范围的压力波动工况，从材料层面提升接口密封可靠性，降低漏损风险。

4.3管网漏损管理新方式

管网漏损管理需构建数字化-智能化-协同化的新型体系，依托GIS系统建立管网全生命周期数据库，整合管材参数、敷设时间、压力监测等数据，实现漏损风险的动态评估与预判。引入AI算法模型，通过分析压力波动、流量异常等运行数据，提前识别潜在漏损点并发出预警。同时建立供水企业-物业-用户的协同管理机制，供水企业定期向物业推送管网维护技术建议，物业负责辖区内管道的日常巡检与隐患排查，用户端推广智能水表实时上传用水数据，形成覆盖全流程的漏损防控闭环，提升漏损排查与响应的效率。

5.结语

本文聚焦供水压力控制与给水管网敷设形式两大核心要素，系统分析其对管网漏损的影响规律：不同建筑类型需匹配差异化压力调节策略，特殊地质条件下敷设工艺的适配性直接决定漏损风险，而压力稳定性与管材连接质量则是抑制漏损的关键环节。研究提出的场景化防控建议、新工艺应用方向及数字化管理模式，为实际工程中降低漏损率提供了可操作的技术路径，对提升供水系统效率、节约水资源具有现实意义。后续可深化多因素耦合作用下的漏损机理研究，进一步优化防控技术体系，为构建高效、稳定的供水网络提供更全面的理论支撑。

参考文献

[1]梁红霞.给水排水管网漏损控制与优化管理策略研究[J].水上安全,2025(3):176-178

[2]王娴,陶涛,严国.供水管网漏损控制方法与应用成效分析[J].净水技术,2024,43(9):54-62

[3]李志土,李腾峰,刘书明.基于压力需求模型的供水管网控漏降耗策略研究[J].给水排水,2025,51(7):144-149

[4]李江云,罗靖苡,周飞.基于压力波相位特征的给水管网漏损识别及定位[J].给水排水,2024,50(12):110-116123

[5]杨铭,马啸飞.给水管网漏损检测技术及其控制策略分析[J].水上安全,2025(9):47-49

作者简介：郭君，男（1983.6），汉族，湖南，工程师，本科学历，主要研究给水排水工程。