DMA分區(qū)管理在實際供水管網(wǎng)中的應(yīng)用

郭惠財

(福建泉州臺商投資區(qū)自來水有限公司，福建 泉州 362000)

1 DMA分區(qū)管理概述

1.1 DMA分區(qū)管理的定義和目的

DMA被定義為：“分配系統(tǒng)中一個分離的區(qū)域，通常由閥門形成或者是完全可以斷開的管網(wǎng)，進(jìn)入或流出這一區(qū)域的水量可以計量，并利用流量分析來定量泄漏水平。從而利于檢漏人員更準(zhǔn)確地判斷在何時何處檢漏，并進(jìn)行主動漏損控制。”這個概念是在1980年初，英國水協(xié)會“泄漏控制策略和實踐”的報告中首次提出的。

《城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損控制及評定標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ92—2016)中要求“供水單位應(yīng)進(jìn)行漏損控制，采取合理有效的技術(shù)和管理措施，減少漏損水量。”DMA分區(qū)管理的目的就是改變傳統(tǒng)的水損控制方法，變被動控制為主動控制供水管網(wǎng)的產(chǎn)銷差率，通過各種管理手段的有機(jī)結(jié)合，使供水管網(wǎng)漏損率逐步降低，以穩(wěn)定、持續(xù)地實現(xiàn)水損控制目標(biāo)，從而給供水企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)、社會效益。

1.2 DMA管理區(qū)域的劃分原則及標(biāo)準(zhǔn)

通過對國內(nèi)外DMA分區(qū)管理的經(jīng)驗總結(jié)，在實施分區(qū)管理時，至少應(yīng)遵循的原則有：①分區(qū)劃分應(yīng)綜合考慮行政區(qū)劃、自然條件、管網(wǎng)運行特征、供水管理需求等多方面因素，并盡量降低對管網(wǎng)正常運行的干擾；②一般以三級DMA分區(qū)管理為宜；③各DMA分區(qū)應(yīng)是供水穩(wěn)定且基礎(chǔ)資料相對齊全、用水模式變化不大的封閉區(qū)域或相對封閉區(qū)域；④DMA分區(qū)管理應(yīng)遵循經(jīng)濟(jì)性、效益性、可持續(xù)性，同時應(yīng)盡量減少現(xiàn)狀供水管網(wǎng)的改造等。

根據(jù)英國分區(qū)計量經(jīng)驗，DMA分區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)可分為三種規(guī)模，即大型區(qū)域(用戶數(shù)量在3 000～5000)、中型區(qū)域(用戶數(shù)量在1 000～3 000)、小型區(qū)域(用戶數(shù)量在1 000之內(nèi))。

1.3 DMA分區(qū)管理的實施步驟

實施步驟如下。

①規(guī)劃布局先行，分步實施在后；②DMA分區(qū)邊界的劃定；③進(jìn)行DMA區(qū)域封閉性檢測，確保通過“零壓力測試”；④DMA分區(qū)流量計的選型、安裝及遠(yuǎn)傳抄讀系統(tǒng)的建立：⑤進(jìn)行DMA分區(qū)內(nèi)水量平衡分析；⑥監(jiān)測管網(wǎng)壓力及夜間最小流量計分析；⑦精準(zhǔn)定位、查找漏點及修復(fù)；⑧區(qū)域壓力控制管理；⑨DMA區(qū)域建成后的精細(xì)化管理。

2 工程實例

2.1 項目實施情況

某東南沿?？h成立于2010年，下轄三鎮(zhèn)一鄉(xiāng)，區(qū)域面積約219 km2(包含海域江域灘涂)其中陸域面積約200 km2，人口約22.8萬人。建區(qū)之前，該區(qū)域各下轄鎮(zhèn)、鄉(xiāng)均有獨立的小型供水企業(yè)，各水廠制水工藝落后，供水規(guī)模較小，供水體系較混亂，供水管網(wǎng)未經(jīng)規(guī)劃且老化嚴(yán)重。建區(qū)之后，為徹底解決上述問題，2011年由相關(guān)單位聯(lián)合出資組建某東南沿?？h級供水單位，以理順區(qū)域內(nèi)供水體制，完善供水管網(wǎng)建設(shè)。近年來，隨著區(qū)域路網(wǎng)建設(shè)不斷完善，供水管網(wǎng)敷設(shè)力度不斷加大，供水體系日趨成熟，新增用水戶數(shù)量呈逐年穩(wěn)定上升態(tài)勢。

受當(dāng)前供水格局所限，東南沿海某縣級供水單位尚無自有水廠，區(qū)域供水以外購供水量為主，僅一條DN800主供水管由市區(qū)某加壓泵站出廠、經(jīng)后渚大橋、引至該區(qū)域范圍內(nèi)，供水能力5萬m3/d，出站壓力常年維持在0.52 MPa左右，DN75以上管線長度約350km，系典型的單水源供水方式，區(qū)域內(nèi)供水管網(wǎng)以枝狀分布為主，未來保留主供水管網(wǎng)形成環(huán)狀分布。實施DMA分區(qū)管理前，公司產(chǎn)銷差率居高不下，年平均30%左右。為解決產(chǎn)銷差率高這個老大難問題，結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)管理經(jīng)驗，依托區(qū)域供水管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，2016年初公司提出“分期實施，逐步細(xì)化”的方針，實施DMA分區(qū)管理方案。

在開展DMA分區(qū)管理前，應(yīng)對區(qū)域的供水管網(wǎng)進(jìn)行全方位的探測后，繪制出詳實的供水管網(wǎng)分布圖，并對用戶分布及用水情況、規(guī)模進(jìn)行調(diào)研。經(jīng)研究決定，分兩期安裝口徑DN100～DN1 000不等的DMA分區(qū)流量計：一期工程安裝一級區(qū)域計量總表共計11只，二、三級區(qū)域計量總表共計19只；二期工程在一期工程的基礎(chǔ)上細(xì)化加裝二、三級區(qū)域計量總表共計58只，各分區(qū)均通過“零壓力零流量”試驗。

同時，為節(jié)省工程造價及最大程度降低安裝流量計時造成的停水影響，公司規(guī)定口徑DN300及DN300以下計量總表采用管段式超聲波水表，口徑DN300以上計量總表采用插入式超聲波水表(不停水作業(yè))。每只DMA分區(qū)計量總表均安裝遠(yuǎn)傳裝置，將水表流量、管網(wǎng)壓力等數(shù)據(jù)實時傳送至遠(yuǎn)傳管理平臺，實現(xiàn)流量計量及管網(wǎng)壓力的實時監(jiān)測。經(jīng)測算，DMA分區(qū)管理實施工程總投資約400萬元。

2.2 DMA分區(qū)管理實施后的實效分析

2.2.1 DMA分區(qū)夜間最小流量監(jiān)測

DMA分區(qū)管理流量計安裝完成后，公司安排專職人員進(jìn)行定期數(shù)據(jù)分析，通過定期不間斷對各級DMA分區(qū)計量表進(jìn)行夜間最小流量檢測、分析，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，立即通知測漏隊伍主動查漏和定位漏點，及時進(jìn)行管道修復(fù)。

工作人員通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)杏田路DN200計量總表夜間最小流量長期穩(wěn)定在8～9 m3/h，該總表表后服務(wù)用水戶共395戶，參考國內(nèi)夜間最小流量分析的經(jīng)驗：凌晨4:00～6:00，居民的夜間最小用水量為3～4 L/戶·h，計算出杏田路DN200計量總表夜間最小流量合理值應(yīng)為1.18～1.58 m3/h，數(shù)據(jù)明顯偏離，通知測漏隊伍主動查漏和精確定位漏點，及時進(jìn)行管道修復(fù)后，該總表夜間流量下降并持續(xù)穩(wěn)定地保持在1.20～1.80 m3/h，該DMA分區(qū)內(nèi)管道運行正常。僅該DMA分區(qū)內(nèi)供水管道漏水點修復(fù)后，流量下降約8.0 m3/h，折算現(xiàn)行水價標(biāo)準(zhǔn)2元/噸，每年為公司節(jié)省近14萬元水費，經(jīng)濟(jì)效益顯著，同時減少了水資源的浪費。

圖1 杏田路DN200水表計量

2.2.2 DMA分區(qū)的壓力管理

除了對夜間最小流量的分析，工作人員還對管網(wǎng)壓力進(jìn)行實時監(jiān)測及調(diào)控。根據(jù)各DMA分區(qū)管網(wǎng)壓力、用戶分布情況、用水規(guī)模及高程分布等實際情況，在滿足用戶用水的前提下調(diào)控管網(wǎng)壓力，以減少爆管產(chǎn)生概率及降低夜間最小流量。

2.2.3 DMA分區(qū)管理前后產(chǎn)銷差率的變化

通過對實行DMA分區(qū)管理前、后，公司歷年產(chǎn)銷差對比表，見表1?？梢钥闯?016年建立DMA分區(qū)管理以來，東南沿海某縣級供水單位的產(chǎn)銷差率呈逐年下降，并保持持續(xù)穩(wěn)定態(tài)勢。僅從DMA分區(qū)管理投資成本考慮，三年即可實施成本回收。因區(qū)域內(nèi)尚存在較多老舊管道，下一步公司將制定管網(wǎng)改造計劃，相信待改造之后，結(jié)合DMA分區(qū)管理的精細(xì)化，公司的供水產(chǎn)銷差率降進(jìn)一步下降，管網(wǎng)漏失率也將持續(xù)穩(wěn)定地降低，最終達(dá)到國家允許范圍內(nèi)。

表1 歷年產(chǎn)銷差率

3 結(jié) 論

實踐證明在某東南沿海縣級供水單位建立DMA分區(qū)管理后，對實現(xiàn)持續(xù)性降低產(chǎn)銷差率、均衡供水管網(wǎng)壓力、減小管網(wǎng)事故發(fā)生率、提高供水安全性等方面有著顯著效果。DMA分區(qū)管理即為供水企業(yè)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，又為建設(shè)節(jié)水型城市做出重要貢獻(xiàn)。但DMA分區(qū)的建立也存在增加管網(wǎng)末梢水等問題，需供水企業(yè)制定管網(wǎng)末梢定期沖洗方案，以改善管網(wǎng)末梢水水質(zhì)問題。

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