關(guān)于城市供水管網(wǎng)分區(qū)供水技術(shù)分析

劉偉榮

（東莞市東江自來水有限公司 523000）

1 引言

對城市發(fā)展來說，優(yōu)質(zhì)供水是城市居民生活的基本保障，而提升供水管理水平、降低供水產(chǎn)銷差對于供水企業(yè)提高生產(chǎn)效益具有重大意義，但傳統(tǒng)的供水管理手段不能有效識別供水過程中的薄弱環(huán)節(jié)，進而造成供水收益長期得不到實質(zhì)提升。在這種情況下，越來越多供水企業(yè)開始重視對分區(qū)供水技術(shù)的應(yīng)用，通過將該技術(shù)引入到城市供水管網(wǎng)中，不僅可以實現(xiàn)對水資源的全方位供應(yīng)，而且還可以直接確定出影響產(chǎn)銷差較高的區(qū)域，在此基礎(chǔ)上對管理漏損進行有效的監(jiān)測和控制，從而提升供水收益。同時，采用分區(qū)供水技術(shù)還可以得到區(qū)域的用水規(guī)律和特征，這也為供水企業(yè)后期的供水調(diào)度優(yōu)化、能耗降低以及供水管網(wǎng)的高效運行提供了準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)信息支持。本文正是基于這一出發(fā)點，對城市供水管網(wǎng)分區(qū)供水技術(shù)進行了一些有意義的探討，希望對完善城市供水系統(tǒng)和優(yōu)化城市供水管網(wǎng)管理等工作能夠有所幫助。

2 國內(nèi)外供水企業(yè)產(chǎn)銷差率的現(xiàn)狀

所謂的供水產(chǎn)銷差率是指供水總量減去有效供水量之差與供水總量的比值，該指標(biāo)可以直接反映城市供水系統(tǒng)的漏損量，而且最重要的一點就是產(chǎn)銷差率可以直接表示供水系統(tǒng)的經(jīng)濟收益情況，這個值越大，說明供水量和已售出水量的差值就越大，即代表了水資源的漏損量就比較大，那么經(jīng)濟收益自然也就比較低。因此，我國供水企業(yè)當(dāng)前的最大問題就是如何能夠降低產(chǎn)銷差率。

我國地域跨度比較大，不同地區(qū)城市的供水管網(wǎng)產(chǎn)銷差率也不盡相同，一般北方城市的供水管網(wǎng)產(chǎn)銷差率會比較高，例如遼寧等個別地區(qū)的供水管網(wǎng)產(chǎn)銷差率甚至達到了30～40%，這就說明我國供水企業(yè)的供水收益處于較低水平。而對產(chǎn)銷差進行系統(tǒng)化的技術(shù)控制，在國內(nèi)尚處于起步初期的摸索階段，基本步驟以漏水探測為主，以用戶用水狀況調(diào)查為輔，并初步進行了夜間最小流量法的嘗試，整體效果還不是十分明顯。與之相對的是，國外一些先進供水企業(yè)在這方面走在了前列，比如馬來西亞哥打基納巴盧未付費水減少項目，構(gòu)建了以分區(qū)計量為基礎(chǔ)的產(chǎn)銷差控制體系，具體則包括對以往賬單的分析、劃分供水封閉監(jiān)測區(qū)、水力學(xué)模型的建立及修正、漏水分析、夜間平均流量分析、整體流量分析、水表核查、漏水探測、以及通過壓力調(diào)控來抑制漏水損失等。因此，采用獨立分區(qū)計量等技術(shù)手段來降低供水管網(wǎng)的產(chǎn)銷差率，已經(jīng)成為我國供水系統(tǒng)現(xiàn)代化建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急。

3 分區(qū)計量區(qū)域的建立

分區(qū)計量區(qū)域主要指擁有一個或多個進水口，并且擁有永久性邊界的獨立供水區(qū)域，并且能對該區(qū)域的進、出水流量都進行計量。城市供水管網(wǎng)分區(qū)始于20世紀(jì)80年代，比較典型的成功案例如倫敦將供水管網(wǎng)劃分為16個區(qū)，東京將供水管網(wǎng)劃分為50個區(qū)。分區(qū)供水技術(shù)對提升管網(wǎng)供水管理水平和降低管網(wǎng)漏損具有重要的意義，我國近年也加大對分區(qū)供水技術(shù)的研究和實踐運用工作。

3.1 分區(qū)的原則

在對供水管網(wǎng)進行分區(qū)管理時，首先需要掌握所在區(qū)域的管網(wǎng)布置情況，只有切實了解供水管網(wǎng)的水力特性，才能實現(xiàn)獨立計量區(qū)域的科學(xué)劃分。具體分區(qū)原則需要滿足以下幾點：

（1）應(yīng)根據(jù)城市的實際供水系統(tǒng)和管網(wǎng)分布情況進行分區(qū)規(guī)劃（如圖1所示）。在規(guī)劃獨立計量區(qū)域的大小時，首先要考慮的因素就是區(qū)域內(nèi)的用戶數(shù)和管線長度。就目前而言，世界主流的做法是用用戶數(shù)來確定分區(qū)的大小，而每一區(qū)域的合理用戶數(shù)主要都是依靠經(jīng)驗總結(jié)。但這種模式可能不適合我國城市的具體情況，我國因為城市人口密度大的緣故，所以在確定分區(qū)大小時，應(yīng)對用戶數(shù)和管線長度這兩個因素進行綜合考慮。用戶數(shù)一般應(yīng)控制在3000戶左右，而管線長度應(yīng)控制在10km以內(nèi)，根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)劃分的獨立計量區(qū)域比較符合我國的實際國情。當(dāng)然，現(xiàn)實中在確定分區(qū)大小時，還應(yīng)根據(jù)城市的具體情況做相應(yīng)的調(diào)整。

圖1 某DMA分區(qū)規(guī)劃方案

（2）要保證現(xiàn)場具有合適的施工條件。當(dāng)分區(qū)大小確定后，就需要在進水管道安裝計量裝置，一些位置甚至需要安裝新的管道和閥門，而這些都需要通過施工來完成。如果現(xiàn)場不具備相應(yīng)的施工條件，那么就需要對分區(qū)規(guī)劃作出適當(dāng)調(diào)整。

（3）要最大限度地避免對原管網(wǎng)水力特性的改變。上文已經(jīng)提到，分區(qū)計量區(qū)域的構(gòu)建條件之一就是必須要有永久性的邊界來確保供水區(qū)域的獨立性，所以在進行分區(qū)規(guī)劃時，要在必要的位置添加閥門等設(shè)施。但這種改動應(yīng)盡量不改變原管網(wǎng)的水力特性，所以對閥門等設(shè)施的添加數(shù)量會有一定的要求。

3.2 檢驗管網(wǎng)的獨立性

在完成分區(qū)劃分及其相應(yīng)的施工建設(shè)后，還需要對分區(qū)的獨立性進行檢驗，其中最常用的方法就是零壓測試。該方法是在一個獨立計量區(qū)域內(nèi)，先關(guān)閉本區(qū)域與外界聯(lián)系的閥門，并確保區(qū)域內(nèi)用戶在測試時不會用水，然后在夜間或管網(wǎng)用水量的最低峰，通過打開消火栓來放掉存水的方式來觀測管網(wǎng)中的壓力變化情況。如果發(fā)現(xiàn)壓力持續(xù)下降，那么就說明所建立的分區(qū)是獨立的的；反之就說明分區(qū)并沒有實現(xiàn)完全密閉，此時就應(yīng)對分區(qū)與外界的聯(lián)系閥門或是否存在相連的管道等情況進

行檢查，待問題修復(fù)后再進行零壓測試，直到測試結(jié)論為獨立為止。

3.3 測試壓力

當(dāng)分區(qū)建立并運行一段時間后，如果有用戶反映壓力出現(xiàn)不足等問題，就應(yīng)立即停止運行并查找原因，如有必要還應(yīng)重新進行規(guī)劃。

4 獨立計量分區(qū)監(jiān)測漏損

在分區(qū)建立后，其監(jiān)測漏損方法主要有兩種：①估算法；②最小夜間流量法。這兩種方法的前提是該分區(qū)內(nèi)不存在違法偷水的情況。

4.1 估算法

根據(jù)對大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，人們可以構(gòu)建分區(qū)漏水量的經(jīng)驗估算公式，通過將分區(qū)內(nèi)管線長度、管道平均供水壓力等參數(shù)進行代入，就可以實現(xiàn)對分區(qū)漏損的估算。

4.2 最小夜間流量法

最小夜間流量就是利用夜間用水量最小的時段來監(jiān)測管網(wǎng)的流量，并以此為依據(jù)做出時間流量曲線。其中，最小夜間流量包括用戶最小夜間用水量和最小夜間漏失水量。最小夜間流量的得出也有兩種方法：①通過多次測量夜間最小流量并取中間值的方式來確定，這種方式適合分區(qū)規(guī)模比較小的情況；②根據(jù)公式進行直接計算。用戶夜間用水量則可以通過大量的實測統(tǒng)計數(shù)據(jù)來計算得到。

5 結(jié)束語

現(xiàn)實中，考慮到我國的城市供水管網(wǎng)大多鋪設(shè)年代久遠，并且存在著嚴(yán)重的漏損情況，所以加強對漏損的管理已經(jīng)成為了當(dāng)務(wù)之急。目前應(yīng)用到管網(wǎng)檢漏的方法有很多，但絕大多數(shù)的操作難度都比較大，而建立獨立的計量分區(qū)，可以有效監(jiān)測管網(wǎng)漏損以及快速定位漏損，這對漏損控制和降低產(chǎn)銷差率具有重要意義。

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