城市供水管網維護與監(jiān)測體系構建及實踐路徑城市供水管網作為保障居民生活與城市運轉的“地下生命線”，其運行狀態(tài)直接關乎供水安全、資源利用效率與城市韌性。當前，我國多數城市管網面臨老化腐蝕、漏損率偏高、應急響應滯后等問題，傳統(tǒng)“事后搶修”的運維模式已難以適配新型城鎮(zhèn)化發(fā)展需求。構建科學高效的維護與監(jiān)測體系，需從技術創(chuàng)新、機制優(yōu)化、全周期管理多維度突破，實現從被動應對到主動防控的范式升級。一、管網運行現狀與核心痛點城市供水管網系統(tǒng)具有“埋地敷設、網絡復雜、動態(tài)運行”的特征，長期面臨多重挑戰(zhàn)：管網老化與漏損隱患：既有管網中鑄鐵、鍍鋅鋼管占比高，服役超30年的管線普遍存在腐蝕、結垢問題，全國縣域以上城市供水管網漏損率平均超12%，部分老舊城區(qū)甚至突破20%，造成水資源與經濟成本的雙重浪費。地理信息缺失與管理碎片化：早期建設的管網缺乏精準測繪，GIS系統(tǒng)數據更新滯后，管線走向、埋深等信息模糊，導致施工破壞、搶修定位效率低下。極端工況下的脆弱性：低溫凍脹、強降雨引發(fā)的管網爆管、接頭松動事件頻發(fā)，2023年北方某省會城市因寒潮導致超千處管線凍裂，單日供水量驟降15%。傳統(tǒng)運維的被動性：依賴人工巡檢與用戶報漏，漏點發(fā)現平均滯后2-3天，爆管后關閥、搶修需多部門協同，應急響應周期長達4-8小時，影響居民正常用水。二、分層級維護策略的優(yōu)化路徑（一）預防性維護：從“故障修復”到“健康管理”建立管網全要素健康評估體系，結合水力仿真模型（如EPANET）、管材剩余壽命預測（基于腐蝕速率、壓力波動數據），將管線分為“高風險（漏損率＞5%）、中風險（2%-5%）、低風險（＜2%）”三級，制定差異化維護計劃：高風險管線：每季度開展聲波檢測、壓力監(jiān)測，優(yōu)先實施非開挖修復（如紫外光固化修復舊管，修復效率提升60%，路面破壞減少90%）；中風險管線：每年進行管網沖洗、防腐處理，更換老化接頭；低風險管線：每3年開展一次結構性評估，延續(xù)常規(guī)巡檢。（二）修復性維護：從“被動搶修”到“快速響應”構建“智能感知-精準定位-協同搶修”的應急體系：1.智能關閥系統(tǒng)：在主干管、小區(qū)入口部署電動閥門，結合GIS定位與壓力傳感器，爆管時自動生成關閥方案，關閥時間從人工2小時縮短至15分鐘；2.搶修資源前置：按區(qū)域劃分搶修網格，每個網格配置移動搶修車（搭載熱熔焊機、非開挖設備）、備用管材，實現“30分鐘到場、2小時止水、8小時恢復供水”；3.非開挖修復技術推廣：針對小口徑管線（≤300mm）采用脹管法、短管內襯法，大口徑管線（＞600mm）采用折疊內襯法，減少道路開挖對交通與環(huán)境的影響。三、監(jiān)測技術的創(chuàng)新與數據驅動（一）多維度感知網絡的搭建1.流量-壓力監(jiān)測：在管網關鍵節(jié)點（水廠出口、主干管、小區(qū)總表）部署物聯網傳感器，采集實時流量、壓力數據，通過“壓力異常波動+流量突變”模型識別漏損，漏點定位精度達±5米；2.聲學與光纖監(jiān)測：沿管網敷設分布式光纖傳感系統(tǒng)（DAS），通過聲波振動識別微小漏點（漏水量≥0.1m3/h即可感知）；在小區(qū)內部署噪聲相關儀，結合AI算法過濾背景噪聲，漏點識別準確率提升至95%；3.水質在線監(jiān)測：在水廠出水口、二次供水泵站安裝余氯、濁度、pH傳感器，實時預警管網污染、二次污染風險，數據每5分鐘上傳至云平臺。（二）數據融合與智能分析1.BIM+GIS數字孿生：整合管網CAD圖紙、竣工資料、巡檢數據，構建三維數字孿生模型，模擬管網水力工況、漏損擴散路徑，輔助維護方案制定；2.大數據與AI預測：基于歷史漏損、爆管數據，訓練機器學習模型，預測高風險管段（準確率＞85%），提前實施預防性維護；3.移動端運維平臺：巡檢人員通過APP接收任務、上傳數據（照片、定位、檢測結果），實現“問題上報-派單-修復-驗收”閉環(huán)管理。四、協同管理機制的構建與實踐（一）政企協同：打破信息壁壘水務公司與市政部門建立“管網信息共享平臺”，整合規(guī)劃、施工、運維數據：市政施工前，通過平臺查詢管線位置，避免野蠻施工（某城市應用后，施工破壞管線事件減少70%）；管網改造時，市政部門同步優(yōu)化道路、綠化方案，減少重復開挖。（二）公眾參與：從“用戶”到“共治者”開發(fā)“供水衛(wèi)士”APP，居民可上報漏水、水質異常等問題，系統(tǒng)自動定位并派發(fā)至屬地運維組，反饋處理進度；對有效報漏的用戶給予水費減免、積分獎勵，形成“人人參與、實時監(jiān)督”的共治模式。（三）全生命周期管理：從“建設”到“運維”的閉環(huán)建立管網“出生-成長-退役”全周期檔案：規(guī)劃階段：采用“分區(qū)計量+環(huán)狀管網”設計，降低漏損風險；建設階段：推廣球墨鑄鐵管、PE管，提高管材耐腐蝕性；運維階段：動態(tài)更新管網數據，每5年開展一次普查，確保GIS系統(tǒng)精度。五、實踐案例：某沿海城市的管網升級實踐某沿海城市（年供水量8000萬m3）通過三年改造，實現顯著成效：監(jiān)測體系升級：部署2000個物聯網傳感器、50套光纖監(jiān)測系統(tǒng)，漏損率從18%降至9.5%；非開挖修復應用：完成15km老舊管線修復，道路開挖面積減少85%，交通影響時長縮短70%；應急響應優(yōu)化：爆管平均修復時間從6小時降至2.5小時，用戶投訴量減少60%。結語城市供水管網的維護與監(jiān)測，需以“科技賦能+機