编者按:合同节水管理是贯彻落实“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路的有力举措。“十三五”期间,各地积极推动合同节水管理工作,在公共机构、高耗水工业、供水管网漏损控制等领域实施了一批合同节水管理项目。我们在全国已实施的合同节水项目中遴选典型案例奉献给广大读者,为各地推广合同节水管理工作提供经验借鉴,调动更多的社会力量参与节水事业,大力促进节水服务产业发展。
集成先进技术 建设智慧高校
——福建工程学院合同节水管理项目案例
福建工程学院积极响应国家节水政策要求,大力开展节约型校园建设,持续推动绿色、智慧和面向未来的新校园发展,于2019年通过公开招投标形式引入节水服务公司——福水智联技术有限公司(以下简称“福水智联”),以“合同节水”模式对学院旗山校区地下管网展开全面修复工作。本次项目合同周期为2019年11月起至2029年11月止,共10年。其中2019年11月至2020年8月为项目建设期,由福水智联对学校进行节水管理体系的整体建设;2020年9月至2029年11月为节水效益分享期,由双方按合同约定比例分享节水效益。
一、因地制宜,查找问题,引入社会专业水务治理
福建工程学院隶属福建省人民政府主管的全日制普通本科院校,是教育部首批“卓越工程师教育培养计划”试点高校、福建省重点建设高校、国家“十三五”应用型本科产教融合发展工程规划项目百所高校之一。现有旗山、鳝溪、浦东、铜盘等校区,占地约2074.8亩,校舍建筑面积68.42万m²。其中项目实施的旗山校区总占地面积1575亩,在校生约1.6万人,自来水公司2019年度总用水量238万t。由于该校区地处闽侯县沙地,长久以来受地质下沉等因素影响,全校地下的生活用水管网、消防供水管网都存在严重漏水,导致用水存在许多问题。
(1)学校近几年用水量大,人均用水量高,超出用水定额部分多,有较大可能存在管道漏损情况。
(2)宿舍上水截止阀为螺旋式截止阀,是国家明令淘汰的器具,存在“跑、冒、滴、漏”现象。
(3)计量器具配备不完善,无法全面掌握学校各用水点用水情况。
(4)用水管理台账、节水相关制度不够规范、完善,学校的完整供水管网图缺失,不利于管道漏损定位及修复。
(5)消防设施存在空管问题,泄漏水严重。
(6)节水文化氛围不够浓厚。
二、技术创新,引领示范,打造智慧“节水型校园”
(一)主要做法
严格对标《节水型高校评价标准》,并结合高校的实际情况制定节水解决方案(见图1),采用先进或有效的节水技术改造、节水管理和节水宣传等措施,取得节水效果,将学校建设成为节水型高校(≥90分)。
图1 节水解决方案
(二)治理方式
1.用水类型分析
高校的用水类型主要包括:输配管网损耗、宿舍用水、教学楼用水、办公楼、食堂用水、绿化用水、公共浴室用水、外供用水、消防用水。各用水类型包含多种用水方式(见图2)。
图2 用水类型
2.节水潜力分析
节水潜力分析应该参照T/CHES32(T/JYHQ004)、GB/T51356及地方用水定额管理与技术指标进行全方位的节水潜力分析,主要包括:
(1)节水基准的确定。
(2)管网漏损量测算与节水潜力分析。
(3)用水终端节水性能分析与节水潜力计算。
(4)非常规水源利用分析。
(5)用水管理现状分析。
(6)节水量计算与水量平衡分析。
3.确定节水技术改造方案
通过解析高校用水类型及其中的各个用水环节和节水潜力(管网漏损节水潜力、终端节水潜力、非常规水源利用潜力等),分别制定合理的节水技术改造方案,做到一类一策,最大化地提高节水效益。
(1)节水技术改造方案——输配管网节水方案。
输配管网的节水改造技术来源于城市供水管网的漏损治理技术,通过DMA分区结合树型结构的方式进行建模及治理,融合运用了窄带物联网(NB-IOT)技术的智能终端产品建立物联网感知层,基于自主研发的“禹之水”智慧水务管理平台,实时供水管网输配水效、靶向漏损区域、分析漏损类别和漏损情况(图3)。
图3 输配管网治理模型
(2)节水技术改造方案——生活用水节水方案。
依据国家《节水型卫生洁具》(GB/T31436-2015)的标准,对机关不达标的、已损坏的终端用水器具,采用达标的节水器具进行更换,确保节水器具普及率100%(见图4)。
图4 采用节水阀的前后对比
(3)节水技术改造方案——食堂用水节水方案。
公共区域的用水参照生活用水节水方案,使用自动水位控制浮球阀水龙头解决厨师用水溢流的问题;采用先进的节水型厨具,既节约用水,又节约人工。
(4)节水技术改造方案——绿化用水节水方案。
以喷灌、滴灌、地下滴灌、渗灌等高效节水灌溉方式取代传统的运水灌溉、人工水管灌溉,杜绝大水漫灌的浇灌方式,引用河湖水、收集雨水、回收灰水用于绿化和景观用水(见图5)。
图5 引用河湖水、收集雨水、回收灰水用于绿化和景观用水
(5)节水技术改造方案——消防及外供用水节水方案(见图6)。
(6)节水技术改造方案——部署节水监测系统
福水智联结合实际,开发一套针对高校用水户的节水监测系统,用于高校日常用水管理,促进高校用水效率的提高(见图7)。
图6 消防及外供用水节水方案
图7 高校节水监测系统十大功能
4.确定节水管理建设方案
方案涉及节水制度建设、规范用水记录、开展水平衡测试、巡检维修、管网及绩效评比等方面(见图8)。
图8 节水管理建设方案
5.确定节水宣传方案
扎实宣传,营造氛围,开展形式多样的节水活动,努力培育全校师生的节水意识,让全体师生把“珍惜水,节约水,保护水”变成师生的自觉行动。
6.确定项目实施方案及组织项目实施
根据节水技术改造方案,确定项目实施方案及组织项目实施。学校系统图(见图9)。
7.建立长期运维管理机制
对平台、 供水管网、计量设备和用水终端建立长期运维的制度(见图10),发现漏水点和设备有故障的情况下在24h内解决故障,确保用水效率长期达标。
(三)采用关键先进技术
(1)节水计量器具采用智能化带时间切片技术的传感器。
依据GB 24789-2009《用水单位水计量器具配备和管理通则》的要求,结合学校实际情况,在学校南北区市政进水处、学生公寓、思源楼、厚德楼等教学楼以及食堂等楼前共安装586台窄带物联网(NB-IoT)智能远传水表及流量计,采集各用水点流量、压力等重要用水数据,通过窄带物联网技术通讯模块传输至系统平台、手机终端APP等,实现用水数据实时化、在线化、智能化,实时远程监控学校水量变化。
图9 福建工程学院系统图
图10 建立长期运维管理流程
(2)研发并部署可视化、具有大数据处理能力的高校节水监测平台。
福水智联利用在城市级漏损治理方面的技术和经验,开发了针对高校用水户的节水监测系统(见图11),此系统包含用水实施监测、管网漏损监测、水平衡动态监测、用水定额分析、供水管网GIS、设备运行管理、设备维修管理、节水制度管理、统计报表分析、集成数据管理十大功能,用于高校日常用水管理,促进高校用水效率的提高,由粗放式管理向精细化管理转变。
图11 高校节水监测系统
(3)网络化DMA分区结合树型结构、VMA分区计量监测技术。
福水智联利用在城市级漏损治理方面的技术和经验,将适用于城市供水管网的DMA分区结合树型结构(见图12)、VMA分区计量监测技术,引用到高校管网漏损治理中,持续有效监测管网漏损情况。
图12 智能传感器部署在树型结构中形成智慧树
(4)漏点定位技术。
通过DMA结合树型结构、VMA分区计量监测模型和“高校节水监测系统”的大数据分析,靶向漏损区域、分析漏损类别和漏损情况,综合运用漏点定位技术(见图13),漏点定位精度可达1m²以内。
图13 漏点定位技术
三、完成节水系统构建
1.节水效果显著
项目实施以来,学校各级领导对该项目的实施进展情况给予了高度重视,多位校领导亲临现场,对项目推进做出重要指示。在各方的关心和支持下,福水智联抢抓有利施工条件(疫情导致的延期开学客观上为施工提供了有利条件),加快推进项目进展,2020年6月份实现整体验收,7月份进入效益分享期,比原定时间提前3个月。
截至2020年5月底,福水智联先后完成供水管网探测、供水管网漏损监测体系建立、供水管网漏损治理以及室内外消防系统的压力恢复、节水计量器具及节水器具更换,完成南、北区共计查出地下管网漏点100余处,每天可减少地下漏水在1500t以上,年节水量约为54万t。
2.完成“监、管、控”三位一体节水系统的构建
通过对校区生活、消防主管网加装分区阀门、安装 NB-IOT智能远传流量计和水表、部署高校节水监测系统等措施,目前已完全实现全校区供水管网分区计量监控,实现环网供水与分区供水相结合的控制方式,实现了分区计量、实时监测、无线传输、数据分析、峰值报警等在线监测,提升了标准化、精细化、智能化、专业化的管理水平, 构建了“监、管、控”三位一体的节水系统。
3.加强宣传教育,不断增强学生的节水意识
让节水理念渗透到校园的各个角落,利用校园广播、网络、标语、标识等宣传手段,面向校内师生普及节水技能;开展节水讲座、培训、观摩、知识竞赛等各具特色的节水教育活动,普及节水知识,培育浓厚的节水校园文化。