供水管网分区计量在降低供水产销差中的应用.docx

供水管网分区计量在降低供水产销差中的应用李树森(鞍山市自来水公司 , 辽宁鞍山 114002 )摘要 :从供水管网流量和压力分区计量的方法 、目的 、原则和意义及其发展趋势等几个方面 ,介绍了分区计量在降低供水产销差中的应用 ,提出供水管网分区计量是提高供水安全性 、改善 供水水质和控制漏损率的有效手段。同时 ,分区计量的实施也反映出一个供水企业的技术装备状 态和管理水平。关键词 :供水管网 ;产销差 ;分区计量中图分类号 : TU991文献标志码 : B文章编号 : 1673 - 9353 ( 2009 ) 06 - 0047 - 03do i: 10. 3969 / j. issn. 1673 - 9353. 2009. 06. 014C o st reduc in g of wa ter produc t ion an d m a rke t in g in wa ter supp lyd istr ibu t ion sy stem ba sed DM A an d PM AL i Shu sen(A nshan W a terw orks C o. , A nshan 114002 , C h ina )A b stra c t:The app lica tion of DMA and PMA wa s summ a rized, conce rn ing w ith a sp ec ts of m e thod,p u rpo se, p rinc ip le, sign ificance and trend to reduce co st of wa te r p roduc tion and m a rke ting in unbanwa te r supp ly d istribu tion system. It wa s p roved tha t the DMA and PMA m ea su rem en t wa s an effec tive m e thod to imp rove wa te r safe ty and qua lity, and to con tro l leakage and lo ss ra te, m eanwh ile it cou ld reflec t the sta te and leve l of techn ica l equ ipm en t and m anagem en t in en te rp rise.Key word s:wa te r supp ly ne two rk;wa te r p roduc tion and m a rke ting d iffe rence;DMA and PMA1 供水管网分区计量分区计量又称区域管理 ,是将现有的供水管网 按照一定的原则 ,分为若干个相对独立的子区域 ,实 现各区域用水量的单独计量 。实践证明 ,区域管理 对于提高供水行业的管理水平和经济效益 ,有着举 足轻重的作用。分区计量分为流量分区计量和压力 分区计量 。流量计量分区 (DMA ) 是通过截断管段或者关 闭管段上的阀门的方法 ,将供水管网分为若干个相 对独立的区域 ,并在每个区域的进水管和出水管上 安装流量计 ,从而实现各个区域入流量和出流量的 监测 ,这有助于及时发现爆管或漏失等问题并加以 定位 ,以便快速修复 ,减少漏失。对 DMA 进行分析与监测的最佳时段是在夜间 ,这段时间内流入 DMA的总流量为一天中的最小值 ,所以漏失量在总流量 中所占的比率将达到最大值 ,更容易进行测定 。对 该区域流量计的记录数据进行观察分析 ,若这些数据反映的用水量一直在不断增加 , 则表明该 DMA 内可能存在爆管或暗漏问题 ,需要工程技术人员及 时对此区域内的供水管网进行漏失检测、定位和维 修 。压力计量分区 ( PMA ) 根据城市的地形和用户对水头的要求 , 将供水管网分成不同的压力分区。 从控制漏失的角度考虑 ,也有压力分区的必要 。该 方法是以供水管网中压力与漏失之间的正比例关系 为理论基础 ,依据地形高程分布或等水压线分布 ,将47供水技术第 3卷 第 6期2009年 12月管网分为若干个压力区 ,通过控制所有或部分压力区 ,降低整个管网的平均水压 , 实现减少漏失的目 的。水管网规划 ,确定科学合理的管网改造方案和建设方案 ,从而减少重复建设 ,降低建设投资的成本 。3 分区计量在降低产销差中的应用鞍山市沙山地区地势起伏较大 ,最高处与最低 处地面标高相差 44. 96 m。目前 ,该区域内大部分 为环状网供水 ,部分地区为环状网和树状网相结合。 月供水能力约为 5 105 m3 ,供水面积为 7. 12 km2 , 供水管线总长 126. 54 km ,民用在装水表 44 000 余 具 ,服务用水人口为 13万左右。该地区供水管网有以下特点 : 大部分地区管网 已经形成环状 ,供水系统较为完善 ,安全性较高 ; 管 网由枝状网发展而来 ,是逐年建设的 ,历时较长 ,需 要淘汰及年久失修的管材比例比较大 ,管网更新与 维护问题尤为突出 ; 供水方式是水厂输配水直接加 压供水和部分小区二次加压泵站供水 ,管道所承受 的压力较大 ,并且靠近水厂地区的水压比较高 ,管网 末梢水压比较低 ; 供水管网规划相对滞后 ,近年来 , 随着各个小区的区域开发建设和房地产业的发展 , 供水管网的调整、改造工作量不断加大 ;部分管道服 役年限达 30 余年 , 且管径小 , 配水量不足 , 损坏率 高 ,漏失比较严重 ,需要增大配水管网密度。这些特 点使该地区供水管网管理难度加大 ,并且运行成本 居高不下。基于以上供水特点 ,将该地区分为 12 个流量分 区 ,按地势起伏状态并按照减少能耗原则分了 13 个 压力分区 ,该地区分区计量形式为流量压力兼容型。在 25 个分区计量小区中抽出 5 个小区进行分 析 ,计量分区后的相关指标如图 1所示。可以看出 ,4月份 B、D 两区的产销差高出该地区产销差数学期 望 ( 48. 7 % ) ,这说明这两个分区在对该地区的产销 差起 “拉伸 ”作用 ,企业降低产销差的重点应该主攻 B、D 区。每一个计量小区的供水量和售水量之间存在一 定的关系 ,正常情况下供水量与售水量变化趋势应是接近的 ,即有关联关系 。将 B 区列入查漏整治重点区域 , 2009年 1 6 月 , B 区的供水量 - 售水量关 系如图 2所示 。可以看出 , B 区近半年产销差变化 不大 ,基本在 48 % 53 %之间 ,供水 - 售水关系变 化趋势基本一致。但其产销差却高于该地区产销差的数学期望 ,从而可以分析得知 , B 区在管网物理漏 失水量、水表误差水量或未计量水量上存在很大的 问题 ,即该区在管理和管网维护上都存在问题 ,应逐分区计量的目的和意义城市供水行业 2010 年技术进步发展规划及2020年远景目标 中 ,对给水管网系统总的要求是 :安全供水 ,提高供水水质 ,降低电耗、漏耗。实行区 域化供水也是降低电耗 、漏耗 ,提高供水效益的重要 途径 1 。这已经被国内少数城市的实践所验证 。随着城市的不断发展 ,城市供水范围不断扩大 ,可能 出现相邻城市间管网互相连通的长距离输水的局 面 ,难以保障管网水质安全。建立以配水管网水质 在线监测为前提的管网区域化管理模式是保障管网 水质的有效方法。随着技术的发展 ,人们越来越注 意到对管网进行分区管理的优点 。分区计量后 ,各 个小区实现自己的优化供水方式 ,通过对小区日时 差变化的分析 ,可以优化供水调度和供水决策 ,从而 有效地节约能源 , 保障管网的安全运行 2 。因此 , 对整个城市管网进行分区管理逐渐兴起 ,现已成为 供水部门研究和发展的方向。不同小区的用水结构不同 ,其用水规律也各不 相同。在区域计量之前 ,所采用的“产销差 ”这一指 标是一个地区的供水系统的总概念 ,无论是管网漏 损还是营业抄收 ,反映的是一个地区的整体状态 ,要 确定一个地区管网漏损的大小 , 没有量化的数据 。 由于划分了计量小区 ,每个小区的用水数据比以往 更完整、更准确 ,这些数据为今后供水管网水力模型 的建立提供了最新的节点水量的资料 ,为今后管网 的更新改造提供了第一手资料 ,能合理指导管网规 划和改造 。而计量分区后各个小区的漏损情况一目 了然 ,有助于企业降低产销差 、优化资金分配从而减 少制水成本 。近年来我国经济迅速发展 ,城市化进程的加快 导致大多数城市供水系统规划相对滞后且欠科学 。 分区计量使供水管理范围进一步缩小 ,很好地解决 了多目标优化函数的供水系统的管理困难、“水龄 ” 偏长、事故范围大等问题 ,尤其是供水方式优化后使 “水龄 ”明显降低 ,从而改善水质 ,优化了供水。综上所述 ,分区计量不仅能够检测漏点区域 ,进 而减小管网漏失率 ,是控制和分析产销差率的基础 , 还能明确管网的输配能力 ,提高供水管网的运行状 态 ,从而改善水质 。同时 ,分区计量能够指导远期供2482009年 12月李树森 :供水管网分区计量在降低供水产销差中的应用第 3卷 第 6期一排查以降低产销差 。若要进行分区计量 ,前期投入安装计量设备的费用将比较高。而如果是枝网结合的散布型城市管网 , 则在主要输水管道上安装计量设备 ,数量少且成本 低 。分区计量后 ,因各种客观因素限制 ,部分边界阀门的关闭会改变供水工况 ,降低管网的输水能力 ,不 利于管网水流的畅通 ,也有可能使个别区域“水龄 ” 偏长从而影响水质 ,需要通过技术改进逐步改善。 目前给水管网计量分区大都未从控制管网 压力和改善水质入手 ,主要是出于独立计量的目的以建立独立的漏损控制区域 ,从而能很好地判断某 一区域内的产销差 ,确定该区域漏损控制的目标和 相应的漏损控制工作。理想的分区是每个区域只有 一条进水管 ,但由于管网拓扑结构复杂 、相互成环 , 环状管网和枝状管网相互交错 ,大部分城市只把区域间一些管径小的连接管的阀门关闭 ,并没有实现 真正的独立区域。目前 ,给水管网分区计量还没有 科学的依据 ,大多根据经验或仅考虑计量成本 ,而未 考虑复杂的管网水力条件和区域边界条件。 分区计量除了为供水企业提供各个细化的供水产销差 、供水收益率及管网维修的基础数据外 , 其最大的优点是减少“水龄 ”, 改善水质。目前 , 随 着信息产业的日趋成熟 ,若将各城市相继建立的供 水管网 SCADA 系统 、供水 3 S系统 ( GPS、G IS、R S) 和分区计量综合起来 ,将实现供水企业管理一体化 , 使供水企业无论是在日常管理还是供水管网维护工 作中 ,都能做到有的放矢。图 1 计量分区后产销差的变化F ig. 1 W a te r p roduc tion and m a rke ting d iffe rence afte r DMA and PMA图 2 B 区 2009 年 1 6 月供水 - 售水情况F ig. 2 W a te r supp ly and sa le of a rea Bfrom J anua ry to J une in 2009如果某地区在某个月份的供水量与售水量之 间的差距有突变 ,则说明存在较大的漏失 ,应及时加 以整治。由以上分析可以看出 ,分区计量后 ,供水企业可 以找出影响产销差偏高的地区 ,也可以分析得到供水收益率 。如果售水量接近供水量说明供水收益率 在提高 ,企业经济效益也会提高。此外 ,还可以分析 得出小区的用水规律 ,为今后优化供水调度 ,降低能 耗 ,保障供水管网高效运行及供水管网维修检漏提 供可靠数据 。4 结语 对于已形成大面积环状供水管网的城市 ,参考文献 : 1 Aoyam a T, Kawamo to S.E stab lis