分區(qū)供水技術(shù)在漏損控制中的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展

【摘要】2015年4月國(guó)務(wù)院出臺(tái)《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，要求著力節(jié)約保護(hù)水資源，提高用水效率。明確指出到2017年，全國(guó)公共供水管網(wǎng)漏損率控制在12%以內(nèi)；到2020年，控制在10%以內(nèi)。目前，我國(guó)許多城市公共供水漏失率都遠(yuǎn)超12%，一些中等城市甚至超過25%，公共供水企業(yè)投入大量人力物力采取多種措施，以期降低漏失。分區(qū)網(wǎng)格化供水技術(shù)是一種節(jié)水效果較為理想的供水技術(shù)，其在漏損控制方面有一定成效，但也因各地供水企業(yè)技術(shù)力量及管網(wǎng)基礎(chǔ)參差不齊，尚未大面積使用和推廣。

【關(guān)鍵詞】分區(qū)供水；漏損控制；研究現(xiàn)狀；發(fā)展

我國(guó)曾經(jīng)對(duì)國(guó)內(nèi)499個(gè)城市的漏損進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，每年因漏損引起的水損失在23.6327億立方米。針對(duì)這種情況實(shí)行分區(qū)供水技術(shù)，不僅可以對(duì)節(jié)約水資源起到極大的作用，還可以為供水公司提高效益，節(jié)約成本。相關(guān)資料表明，僅武漢一個(gè)城市施行分區(qū)供水之后，長(zhǎng)度78公里的供水管道每年就能夠?yàn)槲錆h供水公司提高經(jīng)濟(jì)效益多大237萬元。因此施行分區(qū)供水對(duì)于節(jié)水而言是十分重要的。

1、分區(qū)供水控制漏損的原理

我們都知道在傳統(tǒng)的漏損控制當(dāng)中，其不論用任何方式進(jìn)行漏損控制都是被動(dòng)的。人工監(jiān)測(cè)進(jìn)行漏損控制必須是在看到漏損的前提下才能進(jìn)行，這種方式過于被動(dòng)，使得其無法對(duì)節(jié)水做出更多的貢獻(xiàn)。盡管目前的聲測(cè)裝置已經(jīng)十分發(fā)達(dá)，漏損監(jiān)測(cè)變得更加容易，從而極大提高了漏損的控制水平，可以對(duì)一些不可見的漏點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但是聲測(cè)裝置有其局限性，其最大的局限性就在于無法進(jìn)行大面積的使用。因此目前對(duì)于控制漏損最為有效的方式應(yīng)當(dāng)說還是對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)，建立基于壓力驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)流量原理的城市供水管網(wǎng)水力模型，通過水力模擬對(duì)城市供水管網(wǎng)實(shí)現(xiàn)三級(jí)分區(qū)。構(gòu)建供水管網(wǎng)系統(tǒng)三級(jí)分區(qū)漏失檢測(cè)與控制體系，從而使得每個(gè)區(qū)域的DMA即區(qū)計(jì)量面積的水平能夠量化。

分區(qū)供水即采用分區(qū)裝表計(jì)量的方法，在供水管網(wǎng)中通過分區(qū)安裝流量計(jì)，記錄該計(jì)量范圍內(nèi)的相同時(shí)間用水量，用于分析和判斷計(jì)量區(qū)域內(nèi)的管網(wǎng)漏水量。在選定的區(qū)域分區(qū)裝表計(jì)量，區(qū)域必須有明確的邊界。這樣的方法最大的好處就是檢漏工作能夠更加具有針對(duì)性，對(duì)于漏損最嚴(yán)重的區(qū)域可以進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而在最大程度上降低整個(gè)網(wǎng)漏損水平。對(duì)于DMA的流量計(jì)量，我們通常采用的都是最小夜流量法，一般都在凌晨?jī)牲c(diǎn)到四點(diǎn)進(jìn)行，這個(gè)時(shí)段用水量是較少的，我們可以對(duì)用戶的用水量進(jìn)行一個(gè)較為合理的設(shè)定，然后通過計(jì)量DMA進(jìn)水口和出水口流量就能夠得到一個(gè)較為準(zhǔn)確的漏損量。我們必須注意的是漏損本身是動(dòng)態(tài)的，因此我們必須定期利用DMA最小夜晚流量的方式對(duì)漏損進(jìn)行重新評(píng)估。

2、我國(guó)分區(qū)供水的現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)分區(qū)供水起步較晚， 上海在1999年將供水管網(wǎng)分為4個(gè)計(jì)量區(qū)域。而在一些中小城市，管網(wǎng)基礎(chǔ)較差，分區(qū)供水需要對(duì)現(xiàn)有管網(wǎng)進(jìn)行改造，區(qū)域加裝壓力傳感裝置及流量計(jì)，逐步實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)建模，經(jīng)濟(jì)技術(shù)投入較大，尚難以實(shí)現(xiàn)。分區(qū)供水改變了供水系統(tǒng)的管理方式， 對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行區(qū)塊化管理， 根據(jù)漏損程度分清漏損控制主次，是一種供水管理模式的變革。

3、分區(qū)供水設(shè)計(jì)

3.1 管網(wǎng)建模的需求

我們都知道供水管網(wǎng)是一個(gè)較為復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其規(guī)模十分巨大并且容易出現(xiàn)各種不可預(yù)估的情況，其狀態(tài)也是十分多變。在這樣的情況下如果想成功地進(jìn)行管網(wǎng)的分區(qū)就必須對(duì)管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)有著較為深入的了解。而對(duì)于管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的了解最佳途徑應(yīng)當(dāng)說是微觀建模。微觀建模能夠在最大程度上對(duì)管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。如今微觀建模已經(jīng)成為了一種對(duì)管網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)的工具，可以說想要實(shí)現(xiàn)分區(qū)供水那么微觀建模技術(shù)就是其基礎(chǔ)。當(dāng)然單純的微觀建模實(shí)際作用也是不大的，其必須與GIS及地理信息系統(tǒng)相結(jié)合才能起到更好的作用，地理信息系統(tǒng)（GIS）是利用計(jì)算機(jī)輸入、輸出、查詢、分析地理信息的一門綜合性技術(shù)學(xué)科， 是一種功能強(qiáng)大的信息管理工具。這種工具與微觀建模相結(jié)合能夠使得分區(qū)供水設(shè)計(jì)變得更加輕松和精準(zhǔn)，因此在未來GIS與圍觀建模相結(jié)合是一個(gè)分區(qū)供水設(shè)計(jì)的必由之路。

3.2 DMA規(guī)模

目前國(guó)際上大多是以分區(qū)供水首創(chuàng)國(guó)家英國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行DMA規(guī)模衡量的，英國(guó)的衡量標(biāo)準(zhǔn)是以用戶數(shù)量來衡量的。目前對(duì)于合適的DMA規(guī)模大多是經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，F(xiàn)arley認(rèn)為DMA應(yīng)該在2 000 ～ 5 000戶， Twort建議DMA大小應(yīng)介于500～3 000戶。Mac Donald等認(rèn)為理想的DMA大小為含有150 ～200個(gè)消火栓、2500根用戶管或30KM供水干管。但是無論哪一種說法其都表示DMA的規(guī)模是絕對(duì)不應(yīng)該超過5000戶的，因?yàn)檫^大規(guī)模無法很好的對(duì)漏損進(jìn)行控制。我國(guó)目前公共供水企業(yè)進(jìn)行供水分區(qū)除根據(jù)用戶數(shù)量外，大都依據(jù)現(xiàn)有已形成供水區(qū)域，根據(jù)管網(wǎng)輸水情況，閥控實(shí)施難度而確定區(qū)域。大多以水廠供水范圍為一級(jí)分區(qū)，以行政區(qū)域?yàn)槎?jí)分區(qū)，以居民小區(qū)或街道為三級(jí)分區(qū)。而隨著城市的發(fā)展及技術(shù)進(jìn)步，未來DMA的規(guī)模是否會(huì)發(fā)生變化應(yīng)該還是一個(gè)未知數(shù)。

結(jié)束語

分區(qū)供水方式的確可以對(duì)漏損達(dá)到一個(gè)較為有效的控制效果，并且在未來為了節(jié)約更多的水資源并且也為了供水公司自身的利益，分區(qū)供水已經(jīng)成為了一個(gè)大趨勢(shì)，并且在未來這種趨勢(shì)會(huì)越來越明顯。分區(qū)供水實(shí)際上在運(yùn)行管理方面也是有許多內(nèi)容需要進(jìn)行討論的但是由于篇幅所限在這里就不一一贅述的，總之對(duì)于分區(qū)供水而言其在設(shè)計(jì)時(shí)一定要對(duì)其DMA規(guī)模、管網(wǎng)建模以及分區(qū)層次進(jìn)行更加深刻的研究和考量。

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