一种城市供水管网具体管段的漏失风险评价方法

摘要

一种城市供水管网具体管段的漏失风险评价方法，属于城市供水管网漏失评价领域。首先对每种管材确定一个漏失威胁发生的概率；接着计算管段系统的脆弱性，此过程中将所有管段先按照管材进行分组，在某组管材内部再按照管径和管龄分组，依次计算各管径范围的权重和各分组管龄的权重，再计算各管材的权重从而得到管段系统的脆弱性；然后计算后果严重性，严重性由漏失个数与每个漏失点造成的漏水量的乘积决定；最后将威胁发生的概率、系统的脆弱性和后果严重性相乘，得到具体管段的漏失风险，对某区域内所有管段的漏失风险进行排序，最终得到重点监测管段的范围。管段漏失风险的确定能够定位日常管理的重点监管范围，评估管段漏失的经济损失。

说明书

技术领域

本发明涉及一种城市供水管网具体管段的漏失风险评价方法，属于城市供水管网漏失评价领域。

背景技术

供水管网是城市的“生命线”，负责为城市输送新鲜的“血液”，是保障城市稳定转动的前提。管网爆管、暗漏和明漏等事故频发使威胁情境下供水管网的风险评价具有十分重要的意义。

城市供水管网漏失风险主要是指供水管网遭受某种威胁攻击时的可能损失，可由威胁产生的后果、威胁发生的可能性和系统的脆弱性三者之间的交集确定，即风险R＝威胁发生的概率P×系统的脆弱性V×后果严重性C。目前单独针对供水管网的风险评价模型还不是很多，大部分是由供水系统的风险评价模型发展而来，主要有基础设施风险评估模型、水司风险评价法、威胁综合脆弱性评价法、水安全计划和马尔科夫潜在影响模型+EPANET模拟法等。这些方法有的专业性较强，有的主观性较强忽略了管网自身的特性，有的评价过程过于繁琐且需要详细的供水基础资料作支撑，因此均无法同时满足各级水司所属供水管网的风险评价要求。

我国城市供水管网铺设范围广、里程长、情况复杂，虽管网基础数据不完善但都有管径、管长、管材和铺设时间的记录。且近年来随着水司对管网漏失的重视，漏失点的数据记录日趋完善。利用各水司自身的管网基础数据和漏失点数据对供水管网进行风险评价，结果更符合供水管网的实际情况。因此亟需一种基于供水管网自身特性的具体管段的漏失风险评价方法。

发明内容

鉴于以上问题，本方法的目的是提供一种新的可利用现状供水管网基础数据和漏失点数据、计算威胁发生概率、推导管径和管龄及管材的失效概率、确定漏口面积从而得到漏失水量的城市供水管网具体管段的漏失风险评价方法。管段漏失风险的确定能够定位日常管理的重点监管范围，评估管段漏失的经济损失，达到漏失早发现、快处理、降损失的目的。

本方法的技术方案如下：

一种城市供水管网具体管段的漏失风险评价方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

第一步：确定威胁发生的概率P。

(1)确定管材：根据城市供水管网的实际铺设情况，计算每种管材对应的所有管段的铺设总长，按照每种管材所有管段铺设总长的大小，从大到小排列对应的管材，若最少前几种管材的铺设总长之和大于等于所有管材总铺设长度的90％，则将这最少的几种管材作为研究对象；如总计有N种管材，其中最少有n种管材的铺设总长大于等于N种管材的总长度的90％，则这最少的n种管材为研究对象；

(2)漏失威胁的计算：调取漏失点数据库中第一步步骤(1)确定的每种研究对象管材所有年的漏失原因；针对每种管材，每一种漏失原因为一个威胁事件，漏失原因种类数为威胁事件的总个数，每一种漏失原因出现的次数占该管材所有漏失原因出现总次数的百分比为每种威胁事件发生的概率，然后计算出每种管材对应的各种威胁事件发生的概率，最后根据公式(1)计算每种管材所有漏失威胁发生的概率；

式中：P为城市供水管网某管材面临的漏失威胁；P_i为每种威胁事件发生的概率；m为威胁事件的个数；

至此，得到研究对象所有管材各自的漏失威胁发生的概率。

第二步：确定系统的脆弱性V。

(1)确定管材：仍以第一步步骤(1)中确定的n种管材为研究对象。

(2)计算各管材的失效概率：调取漏失点数据库中某一年的所有漏失点及每个漏失点的管材，根据公式(2)—公式(4)计算每一种管材的失效概率；

式中：f_Mh为第h种管材的漏失频率，次/km；num_Mh为第h种管材该年的总漏失次数，次；l_Mh为第h种管材该年在管网中的总铺设长度，km。

式中：w_Mh为第h种管材的漏失权重。

式中：v_Mh为第h种管材的失效概率；θ_Mh为l_Mh与n种管材在管网中铺设的总长度的比。

(3)计算各管材的权重：多次重复第二步步骤(2)得到各管材在不同年份的失效概率，对这些数据进行显著性分析和因子分析，得到各管材的权重，记第h种管材的权重为α_h；

(4)确定每种管材内管径的分布：根据城市供水管网的实际铺设情况，统计n种管材中各管材的管径范围；

(5)计算各管径的失效概率：调取漏失点数据库中某管材某一年的漏失点及每个漏失点的管径，根据公式(5)—公式(7)计算某管材的每一个管径的失效概率；

式中：f_Dj为此管材中第j个管径的漏失频率，次/km；num_Dj为此管材中第j个管径该年的总漏失次数，次；l_Dj为此管材中第j个管径该年在管网中的总铺设长度，km；a为此管材对应的不同管径的个数；

式中：w_Dj为此管材中第j个管径的漏失权重。

式中：v_Dj为此管材中第j个管径的失效概率；θ_Dj为l_Dj与该管材a个管径对应的管段总长的比。

(6)计算各管径的权重：多次重复第二步的步骤(5)得到该管材的各管径在不同年份的失效概率，对这些数据进行显著性分析和因子分析，得到该管材各管径的权重。

(7)多次重复第二步步骤(5)(6)得到不同管材各管径的权重，记某管材第j个管径的权重为β_mj。

(8)确定每种管材内的管龄分组：将研究当天作为最终时间(如2017年2月23日)减去管道埋设起始时间(如1988年3月21日)，得到该管道截至研究当天的年龄，即管龄；将研究对象管材中的每种管材的管龄均按照A≤15、15＜A≤35、A＞35分为三组，分别记为第一组、第二组和第三组。

(9)计算每种管材内各组管龄的失效概率：调取漏失点数据库中某管材一年的漏失点及每个漏失点的管龄，根据公式(8)—公式(10)计算某管材内第k组管龄的失效概率。

式中：f_Ak为该管材内第k组管龄的漏失频率，次/km；num_Ak为此管材内第k组管龄一年的漏失次数，次；l_Ak为此管材内第k组管龄该年在管网中的总铺设长度，km。

式中：w_Ak为该管材内第k组管龄的漏失权重。

式中：v_Ak为该管材内第k组管龄的失效概率；θ_Ak为l_Ak与该管材三组管龄对应管段总长的比。

(10)计算该管材内各组管龄的权重：多次重复第二步的步骤(8)得到该管材各组管龄在不同年份的失效概率，对这些数据进行显著性分析和因子分析，得到该管材内各组管龄的权重。

(11)多次重复第二步步骤(9)(10)得到不同管材各管龄分组的权重，记某管材第k组管龄的权重为γ_mk。

(12)计算系统的脆弱性：若某管段管材为第h种，在该管材内管径为第j个、管龄在第k组内，同时每种管材内部按照管径:管龄＝0.6:0.4确定两者的计量权重，则可根据公式(11)计算得到该管段系统的脆弱性。

V＝α_h×(0.6×β_mj+0.4×γ_mk)(11)

至此，只需知道供水管网中某管段的管材、管径和管龄，就可以计算得到该管段系统的脆弱性。

第三步：计算后果严重性C。

(1)确定管材：仍以第一步步骤(1)中的n种管材为研究对象。

(2)确定各管材的后果权重：调取漏失点数据库中研究当年的上一年n种管材各管材的漏失点，根据各管材年漏失总数占n种管材年漏失总数的比，确定每一种管材的后果权重，记第h种管材的后果权重为δ_h，则δ_h为第二步步骤(2)中num_Mh与n种管材年漏失总数的比；

(3)确定每种管材内各管径的漏失数：调取漏失点数据库中研究当年的上一年n种管材各管材的漏失点及每个漏失点的管径，统计分类得到每种管材内每个管径的年漏失总数，即第二步步骤(5)中某管材的第j个管径年总漏失总数为num_Dj；

(4)确定各管材主要暗漏漏失类型：调取漏失点数据库中研究当年的上一年这各管材暗漏漏失点的漏失类型，统计各种暗漏漏失类型在该管材出现的次数，若最少的某几种漏失类型对应的漏失点总数占该管材漏失点总数的90％，则这最少的几种漏失类型为该管材的主要暗漏漏失类型，据此方法可依次计算这n种管材各自的主要暗漏漏失类型，排除各管材重复的主要暗漏漏失类型，将确定的最终主要暗漏漏失类型数定为W；

(5)确定各主要暗漏漏失类型的加权漏口面积：调取n种管材中研究当年的上一年第三步步骤(4)确定的W种主要暗漏漏失类型对应的漏失点的漏口面积，统计W种主要暗漏漏失类型中不同漏口面积出现的次数，将W种每种主要暗漏漏失类型中各漏口面积和该漏口面积出现的次数加权，得到W种主要暗漏漏失类型中每种类型的加权漏口面积；

(6)计算暗漏漏点中各管材的加权漏口面积：将第三步步骤(4)确定的各管材主要暗漏漏失类型对应的漏点数与第三步步骤(5)确定的该类型的加权漏口面积加权，得到各管材的加权漏口面积，即n种管材每种管材一个暗漏加权漏口面积，记第h种管材暗漏漏点的加权漏口面积为A_a-h。

(7)计算暗漏发生后，各管材某一个漏点的漏水量：取Z＝4.78m³/(h·cm²)为每小时单位面积漏口的漏失水量，漏失时间为暗漏检测周期取180d，则可根据公式(12)计算暗漏发生后，分布在第h种管材上某一个漏点的漏水量。

Q_a-h＝A_a-h×4.78×24×180＝20649.6A_a-h(12)

式中：Q_a-h为暗漏发生后，分布在第h种管材上某一个漏点的漏水量，m³；A_a-h为第h种管材暗漏漏点的加权漏口面积为，cm²；

(8)计算明漏漏点中各管径的漏口面积：调取漏失点数据库中研究当年的上一年不分管材所有管径的明漏漏失点及每个明漏漏失点的漏口面积，对管径从小到大依次排序，统计各管径中不同漏口面积出现的次数，将该次数与漏口面积加权，得到明漏漏点不分管材所有管径中每个管径对应的明漏漏口面积，记第b个管径对应的明漏漏口面积为A_m-b。

(9)计算明漏发生后，各管径的漏水量：参考《CJJ 92-2016城镇供水管网漏损控制及评定标准》则可根据公式(13)计算明漏发生后，某一管径的管段上一个漏失点的漏水量。

式中：Q_m-h为明漏发生后，第b个管径的管段上一个漏失点的漏水量，m³；τ₁为覆土对漏水出流的影响，取τ₁＝1；τ₂为流量系数，取τ₂＝0.6；A_m-b为明漏漏点中第b个管径对应的漏口面积，cm²；g为重力加速度，取g＝9.8m/s²；H为孔口压力，一般应进行实测，不具备条件时，可取管网平均控制压力；t为漏点开始漏水至抢修完成持续的时间，取t＝10×24×60＝14400s；

(10)计算后果严重性：若某管段管材为第h种，管径为第b个，研究当年的上一年第h种管材的该管径漏失数为num_D，研究当年的上一年所有n种研究对象的总漏失数中，暗漏和明漏的漏失点个数比为则可根据公式(14)计算得到该管段的后果严重性。

第四步：计算风险R

供水管网具体管段的漏失风险可根据公式(15)计算。

R＝P×V×C(15)

计算出该市供水管网所有管段的漏失风险后，将各管段的风险值从大到小进行排序，我们定义风险值大小位于前12％的对应的管段为重点监测管段。

与现有的供水系统的风险评价模型相比，本发明的有益成果为：(1)只需供水管网基础数据中的管径、管材、管龄和管长四个物理特性数据，数据类型少，各级水司均可提供；(2)充分利用漏失点数据库中的漏失原因和漏失类型两种数据，将数据的作用从简单记录提升到评价分析，提高了数据的利用价值；(3)计算过程以数据为支撑，采用的计算公式简单，排除了主观性的影响，方法简单，各类人员均可掌握计算过程。

具体实施方式

为更好的理解和实施本发明，下面结合实施例进行详细阐述。

鉴于以上问题，本方法的目的是提供一种新的可利用现状供水管网基础数据和漏失点数据、计算威胁发生概率、推导管径和管龄及管材的失效概率、确定漏口面积从而得到漏失水量的城市供水管网具体管段的漏失风险评价方法。管段漏失风险的确定能够定位日常管理的重点监管范围，评估管段漏失的经济损失，达到漏失早发现、快处理、降损失的目的。

本方法的技术方案如下：

一种城市供水管网具体管段的漏失风险评价方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

第一步：确定威胁发生的概率P。

(1)确定管材：根据城市供水管网的实际铺设情况，计算每种管材对应的所有管段的铺设总长，按照每种管材所有管段铺设总长的大小，从大到小排列对应的管材，若最少前几种管材的铺设总长之和大于等于所有管材总铺设长度的90％，则将这最少的几种管材作为研究对象；如总计有N种管材，其中最少有n种管材的铺设总长大于等于N种管材的总长度的90％，则这最少的n种管材为研究对象；本实施例确定的研究对象管材类型有三种，分别为镀锌管、球墨铸铁管和普通铸铁管，选择过程如表1所示。

表1供水管网各管材管长表

管材管长(km)累积管长(km)累积百分数(％)球墨铸铁管5077507763普通铸铁管1934701187镀锌管804781597钢管2348049100

(2)漏失威胁的计算：调取漏失点数据库中2009—2015年镀锌管、球墨铸铁管和普通铸铁管的漏失原因；针对每种管材，每一种漏失原因为一个威胁事件，漏失原因种类数为威胁事件的总个数，每一种漏失原因出现的次数占该管材所有漏失原因出现总次数的百分比为每种威胁事件发生的概率，然后计算出每种管材对应的各种威胁事件发生的概率，最后根据公式(16)计算每种管材所有漏失威胁发生的概率；以镀锌管为例，其计算过程如表2所示：

式中：P为城市供水管网某管材面临的漏失威胁；P_i为每种威胁事件发生的概率；

表2镀锌管每种威胁事件的概率计算

威胁事件威胁事件出现次数(次)百分比(％)腐蚀98773基础不均匀沉降15611工程漏685管道附件1169

P＝1-(1-0.73)×(1-0.11)×(1-0.05)×(1-0.09)＝0.79

球墨铸铁管和普通铸铁管的漏失威胁发生概率计算同上。至此，可以得到三种管材各自的漏失威胁发生的概率，镀锌管为0.79、球墨铸铁管为0.75、普通铸铁管为0.72。

第二步：确定系统的脆弱性V。

(1)确定管材：仍以第一步中的镀锌管、球墨铸铁管和普通铸铁管三种管材为研究对象。

(2)计算各管材的失效概率：调取漏失点数据库中2015年的所有漏失点及每个漏失点的管材，以镀锌管为例，2015年镀锌管的年漏失数为574个，铺设长度为804km，占三种管材总铺设长度的0.1；球墨铸铁管的年漏失数为234个，铺设长度为5077km，占三种管材总铺设长度的0.65；普通铸铁管的年漏失数为580个，铺设长度为1934km，占三种管材总铺设长度的0.25。根据公式(17)—公式(19)计算每一种管材的失效概率。镀锌管的漏失频率为：

式中：f_Mh为镀锌管的漏失频率，次/km；num_Mh为镀锌管2015年的总漏失次数，次；l_Mh为镀锌管2015年在管网中的总铺设长度，km。同理得球墨铸铁管的漏失频率为0.05，普通铸铁管的漏失频率为0.30。镀锌管的漏失权重为：

式中：w_Mh为镀锌管的漏失权重。同理得球墨铸铁管的漏失权重为0.05，普通铸铁管的漏失权重为0.28。镀锌管的失效概率为：

式中：v_Mh为镀锌管的失效概率；θ_Mh为镀锌管在的在管网中的铺设长度与三种管材增在管网中铺设的总长度的比。同理得球墨铸铁管的失效概率为0.19，普通铸铁管的失效概率为0.41。

(3)计算各管材的权重：多次重复第二步步骤(2)得到各管材在不同年份的失效概率，对这些数据进行显著性分析和因子分析，得到各管材的权重，其中镀锌管为0.39，球墨铸铁管的权重为0.21，普通铸铁管的权重为0.40。

(4)确定每种管材内管径的分布：根据城市供水管网的实际铺设情况，统计三种管材中各管材的管径范围，其中镀锌管有5个管径范围，球墨铸铁管有7个管径范围、普通铸铁管有8个管径范围。

(5)计算各管径的失效概率：以镀锌管为例，调取漏失点数据库中镀锌管2015年漏失点及每个漏失点的管径，镀锌管各管径的漏失点数和铺设长度如表3所示：

表3镀锌管各管径的漏失点数和铺设长度

管径DN15DN20DN25DN40DN50漏失点数(次)79444637135总铺设长度(km)22712314222983铺设长度占比0.280.150.180.280.10

根据公式(20)—公式(22)计算镀锌管的每一个管径的失效概率；

式中：f_Dj为镀锌管中管径为DN15的管段的漏失频率，次/km；num_Dj为镀锌管中管径为DN15的管段的总漏失次数，次；l_Dj为镀锌管中管径为DN15的管段的总铺设长度，km；同理得DN20、DN25、DN40和DN50的漏失频率依次为0.36、0.32、1.62和0.42。镀锌管中管径为DN15的管段的漏失权重为：

式中：w_Dj为镀锌管中管径为DN15的管段的漏失权重。同理得DN20、DN25、DN40和DN50的漏失权重依次为0.12、0.10、0.53和0.14。镀锌管中管径为DN15的管段的失效概率为：

式中：v_Dj为镀锌管中管径为DN15的管段的失效概率；θ_Dj为镀锌管中管径为DN15的管段的总铺设长度与该管材5个管径对应的管段总长的比。同理得DN20、DN25、DN40和DN50的失效概率依次为0.08、0.08、0.65和0.06。

(6)计算各管径的权重：多次重复第二步的步骤(5)得到镀锌管的各管径在不同年份的失效概率，对这些数据进行显著性分析和因子分析，得到镀锌管各管径的权重。

(7)多次重复第二步步骤(5)(6)得到球墨铸铁管和普通铸铁管各管径的权重，如表4所示

表4三种管材的管径范围权重表

(8)确定每种管材内的管龄分组：将研究当天作为最终时间(如2017年2月23日)减去管道埋设起始时间(如1988年3月21日)，得到该管道截至研究当天的年龄，即管龄；将研究对象管材中的每种管材的管龄均按照A≤15、15＜A≤35、A＞35分为三组，分别记为第一组、第二组和第三组。

(9)计算每种管材内各组管龄的失效概率：以镀锌管为例，调取漏失点数据库中镀锌管2015年的漏失点及每个漏失点的管龄，镀锌管各管龄分组的漏失点数和铺设长度如表5所示：

表5镀锌管各管龄分组的漏失点数和铺设长度

管龄分组(年)A≤1515＜A≤35A＞35漏失点数(次)123274178总铺设长度(km)167339298铺设长度占比0.210.420.37

根据公式(23)—公式(25)计算镀锌管内各管龄分组的失效概率。管龄A≤15的漏失频率为：

式中：f_Ak为镀锌管内管龄A≤15的管段的漏失频率，次/km；num_Ak为镀锌管内管龄A≤15的管段2015年的漏失次数，次；l_Ak为镀锌管内管龄A≤15的管段2015年在管网中的总铺设长度，km。同理得15＜A≤35和A＞35的分组漏失频率分别为0.81和0.60。管龄A≤15的漏失权重为：

式中：w_Ak为镀锌管内管龄A≤15的管段的漏失权重。同理得15＜A≤35和A＞35的分组漏失权重分别为0.38和0.28。管龄A≤15的失效概率为：

式中：v_Ak为镀锌管内管龄A≤15的管段的失效概率；θ_Ak为镀锌管内管龄A≤15的管段2015年在管网中的总铺设长度与镀锌管三组管龄对应管段总长的比。同理得15＜A≤35和A＞35的分组失效概率分别为0.42和0.23。

(10)计算镀锌管内各组管龄的权重：多次重复第二步的步骤(8)得到镀锌管各组管龄在不同年份的失效概率，对这些数据进行显著性分析和因子分析，得到镀锌管内各组管龄的权重。

(11)多次重复第二步步骤(9)(10)得到球墨铸铁管和普通铸铁管各管龄分组的权重，如表6所示：

表6三种管材的管龄分组权重表

管龄分组(年)A≤1515＜A≤35A＞35镀锌管权重0.270.470.26球墨铸铁管权重0.310.360.33普通铸铁管权重0.410.420.17

(12)计算系统的脆弱性：以管龄为30年的DN25镀锌管为例，同时每种管材内部按照管径:管龄＝0.6:0.4确定两者的计量权重，则可根据公式(26)计算得到该管龄为30的DN25镀锌管的脆弱性。

V＝0.79×(0.6×0.10+0.4×0.47)＝0.20(26)

至此，只需知道供水管网中某管段的管材、管径和管龄，就可以计算得到该管段系统的脆弱性。

第三步：计算后果严重性C。

(1)确定管材：仍以第一步中的镀锌管、球墨铸铁管和普通铸铁管三种管材为研究对象。

(2)确定各管材的后果权重：调取漏失点数据库中2015年镀锌管、球墨铸铁管和普通铸铁管三种管材的漏失点，根据各管材年漏失总数占三种管材年漏失总数的比，确定每一种管材的后果权重，计算过程如表7所示：

表7三种管材的后果权重

管材镀锌管球墨铸铁管普通铸铁管漏失点数(次)574234580后果权重0.410.170.42

(3)确定每种管材内各管径的漏失数：调取漏失点数据库中2015年镀锌管、球墨铸铁管和普通铸铁管三种管材各管材的漏失点及每个漏失点的管径，统计分类得到每种管材内每个管径的年漏失总数，以镀锌管为例，即为第二步步骤(5)中的表3，在此记为表8；

表8镀锌管各管径的漏失点数

管径DN15DN20DN25DN40DN50漏失点数79444637135

(4)确定各管材主要暗漏漏失类型：以镀锌管为例，调取漏失点数据库中2015年镀锌管的各暗漏漏点的漏失类型，统计各种暗漏漏失类型在镀锌管中出现的次数，结果如表9所示：

表9镀锌管各暗漏漏失类型出现的次数

漏失类型腐蚀性漏眼环向断裂丝扣接口损坏附件脱落出现次数(次)4233254511次数占比0.530.400.060.01

其中腐蚀性漏眼和环向断裂两种漏失类型对应的漏失点总数占镀锌管漏失点总数的90％以上，因此确定这两种漏失类型为镀锌管的主要漏失类型。同理可确定球墨铸铁管有环向断裂、附件脱落和腐蚀性漏眼三种主要漏水类型，普通铸铁管有环向断裂、丝扣接口损坏两种主要漏水类型。三种管材共有腐蚀性漏眼、环向断裂、附件脱落和丝扣接口损坏四种主要漏失类型。

(5)确定各主要暗漏漏失类型的加权漏口面积：调取三种管材中2015年第三步步骤(4)确定的四种主要暗漏漏失类型对应的漏失点的漏口面积，结果如表10所示：

表10四种主要暗漏漏失类型在各对应漏口的面积下的漏失数

漏口面积(cm²)0.20.30.51腐蚀性漏眼65122145176环向断裂786598134附件脱落24153856丝扣接口损坏3122142

其中可用公式(27)计算腐蚀性漏眼造成的漏失类型的加权漏口面积A₁：

同理可得环向断裂、附件脱落和丝扣接口损坏的加权漏口面积依次为0.58cm²、0.63cm²和0.73cm²。

(6)计算暗漏漏点中各管材的加权漏口面积：将第三步步骤(4)确定的各管材主要暗漏漏失类型对应的漏点数与第三步步骤(5)确定的该类型的加权漏口面积加权，得到各管材的加权漏口面积。以镀锌管为例，镀锌管的主要暗漏漏失类型为腐蚀性漏眼423次和环向断裂325次，两种漏失类型的加权漏口面积分别是0.59cm²和0.58cm²，可用公式(28)计算镀锌管的加权漏口面积A₂：

同理可得球墨铸铁管和普通铸铁管的加权漏口面积分别为0.60cm²和0.67cm²

(7)计算暗漏发生后，各管材某一个漏点的漏水量：取Z＝4.78m³/(h·cm²)为每小时单位面积漏口的漏失水量，漏失时间为暗漏检测周期取180d，以镀锌管为例，则可根据公式(29)计算暗漏发生后镀锌管上某一个漏点的漏水量。

Q_a-h＝20649.6A₂＝20649.6×0.59＝12183.264m³(29)

式中：Q_a-h为暗漏发生后，镀锌管上某一个漏点的漏水量，m³；同理可得球墨铸铁管和普通铸铁管上每个漏点的漏水量分别是12389.76m³和13837.232m³

(8)计算明漏漏点中各管径的漏口面积：调取漏失点数据库2015年三种管材所有管径的明漏漏失点及每个明漏漏失点的漏口面积，对管径从小到大依次排序，统计各管径中不同漏口面积出现的次数，部分数据如表11所示：

表11三管材各管径不同漏口面积出现的次数

漏口面积(cm²)0.20.30.5…5DN251211323…0DN40235678…0DN50132179…0………………DN60031223…3

根据公式(30)计算管径DN25的管段的明漏漏口面积A₃：

同理可得其余所有管径的明漏漏口面积如表12所示：

表12各管径的漏口面积

管径(DN)25405075100150200250300400600漏口面积(cm²)0.320.60.81.602.752.802.803.642.983.003.12

(9)计算明漏漏点中各管径的漏水量：参考《CJJ 92-2015城镇供水管网漏损控制及评定标准》则可根据公式(31)计算明漏漏点中某管径的漏水量。如DN25管径的漏水量为。

式中：Q_m-h为明漏发生后，DN25管径的管段上一个漏失点的漏水量，m³；H为孔口压力，取本研究中取H＝30m；

(10)计算后果严重性：以管龄为30年的DN25的镀锌管为例，且2015年三种管材总漏失数中，暗漏和明漏的漏失点个数比为0.8:0.2，则可根据公式(32)计算得到该管段的后果严重性。

C＝0.41×46×(0.8×12183.264+0.2×6.71)＝183846.397m³(32)

第四步：计算风险R

以管龄为30年的DN25的镀锌管为例，具体管段的漏失风险可根据公式(33)计算。

R＝0.79×0.2×183846.397＝29047.73m³(33)

计算出该市供水管网所有管段的漏失风险后，将各管段的风险值从大到小进行排序，我们定义风险值大小位于前12％的对应的管段为重点监测管段。

根据上述一种城市供水管网具体管段的漏失风险评价方法，首先对每种管材确定一个漏失威胁发生的概率；接着计算管段系统的脆弱性，此过程中将所有管段先按照管材进行分组，在某组管材内部再按照管径和管龄分组，依次计算各管径范围的权重和各分组管龄的权重，再计算各管材的权重从而得到管段系统的脆弱性；然后计算后果严重性，严重性由漏失个数与每个漏失点造成的漏水量的乘积决定；最后将威胁发生的概率、系统的脆弱性和后果严重性相乘，得到具体管段的漏失风险，对某区域内所有管段的漏失风险进行排序，最终得到重点监测管段的范围。