智慧城市供水系统供水阀门管理的关键策略与方式

       在智慧城市供水系统体系中，阀门担当着举足轻重的角色，其有效管理是调控水量、维持水压稳定、改善水质、增进管网运行效能及减少水资源损耗的关键所在。作为供水企业核心资产的一部分，阀门的工作状态准确与否直接影响着管网资产管理的质量及企业未来的资本投放导向。本文旨在结合实践经验，探索强化供水阀门日常运维管理的策略，并推介实用的管理措施。

       随着国家经济的飞速发展与城镇化步伐的加快，城市日常用水需求急剧上升。但因管网设施年代悠久、材料耐久性不足、老化加剧，加之外部环境变迁，多数区域的供水管网遭遇严重的漏水问题。持续的隐性泄漏不仅侵蚀道路地基，引起地基强度下降、土壤侵蚀乃至地面下陷等连锁反应，突发的管道破裂更可能危及交通，同时造成水资源的大规模流失。故此，高效管理供水阀门成为了供水企业面临的一项紧迫任务。

       首要任务是鉴于阀门的广布及地下布局特性，建立一个详尽的档案管理系统显得尤为关键；其次，鉴于阀门需频繁开关的特性，定期的维护保养工作不可或缺，以确保其顺畅运作；再者，全面掌握阀门的开启流畅度与灵活性等运行状况同样重要。现实中，阀门管理不当导致的诸如阀门井被埋没等情形频发，增加了阀门定位与管理的难度。阀门数量庞大、型号繁多、参数各异且缺乏完备记录，这些因素共同制约了维修及替换工作的高效开展，凸显出建立标准化、科学化的阀门管理模式的迫切性。

一、供水阀门管理的特性和现存挑战

       智慧城市供水系统供水阀门的管理面临着数量庞大、分布广泛、地处隐蔽、常态开启与短暂关闭等固有特性。鉴于此，管理工作需紧密围绕这些特点展开。鉴于其数量庞大且分布广泛，建立一个条理清晰的文档管理系统显得尤为重要；由于阀门隐藏于地下，其密封组件和传动部件易受腐蚀、漏水及磨损，定期对阀门本体及其传动机构进行维护保养是必要的；而对于那些长期开启、偶尔需要快速关闭的阀门，确保其开启的流畅性与灵活性是关键。

       然而，当前阀门管理中常见的问题是，由于管理疏忽，阀门井常遭破坏或掩埋，给阀门的定位与维护带来困扰，严重影响了工作效率。加之阀门种类繁多、规格不一、纸质记录不全、电子档案不健全，导致难以迅速获取阀门详细信息，维修或更换时缺乏依据。现有的管理模式缺乏规范，多为临时抱佛脚式的“即找即用即修”，急待改进。

二、供水阀门日常运维管理的总体策略

       阀门管理的目标首要在于：确保在任何需要操作阀门时，能迅速定位并正确操作阀门，即实现“迅速定位、灵活开启、严密关闭”；其次，通过定期保养来延长阀门使用寿命；最后，针对性能不佳的阀门及时规划维修或替换。基于阀门管理的特性和目标，供水阀门的运维管理模式被划分为四大阶段，形成一个闭环管理体系。第一阶段为“阀门普查”，涉及全面搜集阀门及其井的基本信息；第二阶段为“巡检与养护”，定期对阀门及其井进行巡检和计划性保养，确保其功能完整与操作顺畅；第三阶段是“功能验证与修复”，对存在问题的阀门进行针对性维修或更换；第四阶段则是“前瞻分析与长期规划”，通过对阀门运行状态的预判分析，并结合GIS系统（地理信息系统）的阀门管理模块，与在线水压、水质监测系统以及维修巡检系统相配合，进行长远的管理规划与优化。

三、阀门管理实践的操作流程及策略

1、初始阶段——阀门信息普查：此阶段侧重于阀门信息的记录，囊括了阀门口径、地理坐标、阀门类型、制造商等静态信息，以及启闭状态、开启角度等动态运行参数。这些信息可采用纸质阀门信息卡片或GIS系统中的电子文件形式存储。普查工作分两步实施：首步聚焦于DN300及以上尺寸的市政供水阀门，包括闸阀、蝶阀等，及DN300以下但服务于住宅区总供水的阀门。第二步则针对DN75至DN300之间的阀门，重复记录的阀门不再重复录入，同时可根据实际情况调整口径分类。新管网接入时，直接完成所有阀门的信息登记。有能力的企业在纸质记录后，同步录入GIS系统，否则需妥善保存纸质资料备用。

精确定位阀门位置对管网维护与运营至关重要，需通过专业测绘明确坐标。采用招标选取性价比高的测绘团队进行定位，此工作可与信息登记同步或相继进行。完成测绘后，更新GIS数据，确保阀门的“可寻性”。为便于识别，供水阀门井盖涂以特定颜色（如蓝色），并分批实施。

2、第二阶段——巡检与维护

       此阶段涉及已普查阀门及阀门井的定期检查，及时发现问题并记录或即刻解决，按计划执行阀门的常规保养，确保其外观及功能状态最优，符合日常运营标准。对状态可疑的阀门直接进行性能评估。

       无须开盖的巡查关注于阀门井盖的适配性、防止埋压、穿线干扰、损坏或失窃，确保标识清晰，绿化带中的阀门井不低于地面水平。对于受压需迁移的阀门井，明确迁移要求。开盖检查则关注积水、锈蚀、泄露等情况，对问题阀门立即制定维护或改造计划。

保养分为初级和高级两个级别。初级保养涉及检查传动部件，进行阀门半开闭操作，清理积水与淤泥。高级保养则在初级基础上增加传动机构的清洁润滑、调整限位螺栓确保指示准确，并记录保养与操作详情。依据保养记录，分析阀门或井的状况，无法改善的提出更换建议。同时，将保养记录输入GIS系统，实现纸质与电子记录的双保险。

3、第三阶段——全面操控、评估与故障解析

       鉴于阀门材质与设计的多样性及其在管网中长期运行后的不确定性，阀门板的状态难以直观评估。随着时间推移，水流中的矿物质积累可能导致阀门板、主轴及密封面结垢，这不仅削弱了阀门的密封效能，还增加了操作难度。实施阀门的全开全关操作能部分清除此类水垢，定期执行此操作旨在预防紧急关阀不当引发的长时间服务中断，确保计划性停水作业时阀门能迅速且有效地响应，缩短停水时间，并减轻因厚重水垢导致的大面积水质浑浊问题。对此，应按区域和阀门规格制定全启闭操作计划，操作前需对受影响用户进行通知，检查分支管网的滤网状态，并对环状管网实施压力计算与监控，以防水锤效应引致管道破裂。

       鉴于阀门品牌、型号、属性、服役年限及性能差异，统一的评估标准难以适用，给阀门的维护与改造决策带来困扰。为科学指导，需建立一套阀门及阀门井的分级评估体系，以客观公正地评判其性能，为维修与升级改造提供科学依据。某水务公司研发了一套针对供水管道阀门的分级评估方案，结合外观检查与数据分析两种方法进行综合评判。

       鉴于安装后阀门内部状况难以直接观测，评估首先依据外观及基本功能测试（表观测评法）进行，适用于各种市政供水管道上的闸阀、蝶阀、排气阀等。例如，闸阀与蝶阀的分级标准设定如下：A级表示阀门操作顺畅无阻，外表无渗漏与锈蚀，确保顺畅启闭；B级则指阀门操作稍显笨重或存在一定程度锈蚀及轻微渗漏，可能关闭不完全；C级意味着阀门严重锈蚀，渗漏显著，无法正常操作或无法完全关闭。

       阀门及井的评估结果分为A、B、C三级，分别对应优秀、一般和较差的状态。评估标准详尽定义了渗漏、锈蚀程度、操作灵活性、密封性、部件完整性等各项指标。对于阀门井，则从积水、淤泥、渗透、损坏缺失、占用填埋、尺寸合规性、穿越管线、井盖类型等方面进行细致评估。

通过这一系列评估，阀门的实际状态得以清晰呈现，为进一步的故障精确诊断铺路。诊断过程结合理论知识与实际经验，通过视觉检查、谨慎操作初步定位问题，或逐步替换零部件排查故障。当上述措施均无效时，应及时更换阀门，确保供水系统的稳定与安全。

4、第四阶段——前瞻预判与长期战略规划

       依据累积的阀门信息、分级评估结果及GIS系统中的实地数据，对阀门布局进行优化设计：迁移或淘汰位置不当的阀门，补充关键节点上的阀门设置，以实现最优化布局。不同供应商、不同类型的阀门在各异环境下，因保养频率各异，其效能与寿命亦会有所区别。因此，通过深入数据分析，预测阀门未来工况，对阀门管理策略进行前瞻性的研究至关重要。构建基于GIS的智能阀门数据库平台，运用先进管理软件和现代现场作业工具，以提升操作效率和管理水平，涉及GIS阀门管理模块的创新、手持终端应用、高精度GPS定位装置、阀门信息二维码等技术。这些措施将与实时水压监测、水质监控、维修巡检系统协同，形成综合管理体系。

       除了日常的停水操作、阀门更换工作，规划未来三年的发展路径：第一年致力于DN300及以上阀门的属性卡片创建，完成坐标测定并整合总图资料，实施统一的外观评估。对DN300及以上阀门实施一级维护，统计问题阀门并利用VITALS数据分析，修正GIS中阀门信息。对于阀门卡片整理良好的区域，可启动DN75至DN300阀门的资料整理项目。同时，启动GIS阀门管理模块的研发，完成需求调研、项目申报等初期筹备。

       总结而言，阀门的日常运营管理是一个动态演进的体系，供水企业需依据自身特性不断优化和调整策略。随着城市管网升级，阀门管理也将持续融入新理念与技术。唯有不断引进新设备、新工艺、新技术，并重视阀门管理人才的培养，方能确保城市供水管网的安全、高效运转。

       中交路桥智慧城市供水系统整体解决方案，是以节能降耗、减员增效和精细管理为根本出发点，应用新一代信息技术，打通城市生命线安全系统各环节数据链，统网管控消除信息孤岛，通过检测监测、分析建模、研判预警……等系列方法，构建城市水务物联网、城市统管一张图，保障水务基础设施安全运行，达成水务业务系统控制智能化、数据资源化、管理精准化、决策智慧化。