夜間最小流量法和DMA分區(qū)在降低農(nóng)村供水管網(wǎng)漏損中的實(shí)踐

郭思琪

(天津市津北水務(wù)有限公司，天津300400)

國務(wù)院《水污染防治行動計劃》規(guī)定，公共供水管網(wǎng)漏損率需達(dá)到行業(yè)一級標(biāo)準(zhǔn)[1]，即控制在10%以內(nèi)。然而根據(jù)最新《城市供水統(tǒng)計年鑒》相關(guān)數(shù)據(jù)，我國城市供水管網(wǎng)平均漏損率為16.99%，與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)存在較大差距。因此，降低管網(wǎng)漏損率成為亟待解決的問題。

1 研究區(qū)域概況

1.1 概況

天津市某農(nóng)村飲水提質(zhì)增效工程供水面積為478.78 km2，涉及農(nóng)村居民用戶30 679戶，企業(yè)用戶2 000余戶，區(qū)域內(nèi)輸水管線長度約為40 km，敷設(shè)配水管網(wǎng)長度約為314 km，設(shè)置40套景觀式加壓設(shè)備，日供水量在1.5×104m3左右。早晚時段為研究區(qū)域用水高峰，夜間最小流量主要出現(xiàn)在凌晨2：00—4：00。受老舊管網(wǎng)埋深不足、年久受損等因素影響，研究區(qū)域內(nèi)管網(wǎng)爆管、漏損現(xiàn)象頻發(fā)。

1.2 DMA網(wǎng)格化分區(qū)概況

針對研究區(qū)域供水系統(tǒng)現(xiàn)狀，采用DMA獨(dú)立計量區(qū)域管理方法。在綜合考慮供水區(qū)域用水情況、人口分布等因素后，決定將該供水區(qū)域以村為單位進(jìn)行DMA中型(用戶數(shù)在1 000～3 000)的網(wǎng)格化分區(qū)。以其中某一網(wǎng)格為主體進(jìn)行研究，網(wǎng)格內(nèi)用戶類型為企事業(yè)及居民。為了對供水系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行更好的監(jiān)測和漏損管理，在構(gòu)建DMA網(wǎng)格化分區(qū)后，在網(wǎng)格唯一進(jìn)水口后端及加壓泵站前端布設(shè)流量計和壓力計，流量傳感器每5 min采集一次數(shù)據(jù)。

2 案例分析

2.1 合理夜間最小流量計算

① 夜間生活用水量。網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)常住居民約1800戶，估算夜間用水量為0.6 L/(h·cap)，夜間生活用水量共約4.32 m3/h。

② 工業(yè)用水。網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)共有3家大型企業(yè)24 h不間斷用水，夜間工業(yè)用水量約為25 m3/h。

③ 不可避免物理漏失量(UARL)。根據(jù)國際水協(xié)(IWA)的UARL計算經(jīng)驗(yàn)公式[2]：

UARL=(18Lm+0.8Nc+25Lp)×P

(1)

式中 UARL——管網(wǎng)不可避免物理漏失水量，m3/h；

Lm——評價區(qū)域內(nèi)供水管道長度，主要指輸水管線的長度，取3.42 km；

Nc——評價區(qū)域內(nèi)連接點(diǎn)數(shù)，取220個；

Lp——評價區(qū)域內(nèi)引入管長度，取0.2 km；

P——評價區(qū)域內(nèi)供水管網(wǎng)平均壓力，取26 m。

計算得到UARL為8.2 m3/h。

④ 其他合理用水量[3]。按居民生活用水量10%估算，約0.43 m3/h。

綜上所述，合理夜間最小流量如表1所示。

表1 合理夜間最小流量Tab.1 Reasonable minimum flow at night

2.2 網(wǎng)格內(nèi)漏損分析

網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)夜間最小流量監(jiān)測數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 網(wǎng)格區(qū)域夜間最小流量監(jiān)測數(shù)據(jù)Tab.2 Nighttime minimum flow monitoring data in DMA area

2.3 漏損控制措施

通過對流量的實(shí)時監(jiān)測及對夜間最小流量的計算發(fā)現(xiàn)，2020年7月11日夜間最小流量值偏高，初步判斷此網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)供水管網(wǎng)存在異常。供水企業(yè)立即從以下幾方面開展排查工作。

① 供水管網(wǎng)漏損。鑒于網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)老舊管網(wǎng)漏損現(xiàn)象頻發(fā)，管網(wǎng)出現(xiàn)漏點(diǎn)被認(rèn)為是造成此次夜間最小流量值偏高的主要原因。供水企業(yè)立即組織檢漏公司進(jìn)行管網(wǎng)漏點(diǎn)檢測，同時加強(qiáng)管網(wǎng)巡視，加強(qiáng)實(shí)時壓力的監(jiān)測，收集自來水用戶投訴信息。將突然掉壓以及用戶集中反映水壓低、停水的地方作為重點(diǎn)進(jìn)行排查。

② 企業(yè)用水情況變化。包括已有的工業(yè)企業(yè)或新增夜間企業(yè)用水戶?？紤]季節(jié)性變化、生產(chǎn)工藝改變等原因造成的工業(yè)企業(yè)夜間用水量變化。建立大客戶管理制度，跟蹤并及時更新企業(yè)用水情況。

③ 非法用水。加強(qiáng)取用水監(jiān)督管理，實(shí)現(xiàn)取用水監(jiān)督檢查全覆蓋，同時運(yùn)用法律手段嚴(yán)厲打擊非法用水行為。

2.4 漏損控制成果

從圖1可以看出，通過采取一系列漏損控制措施，企業(yè)供水產(chǎn)銷差從26.01%降至19.89%。

圖1 網(wǎng)格區(qū)域7—10月供水量和售水量Fig.1 Water supply and sales volume of DMA area from July to October

供水企業(yè)通過DMA分區(qū)管理方法，利用具有遠(yuǎn)程傳輸功能的智能化水計量器具，對網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)夜間實(shí)時流量進(jìn)行分析，進(jìn)而評估該區(qū)域供水管網(wǎng)實(shí)際漏損情況。通過對漏損的主動監(jiān)測、動態(tài)追蹤、及時修復(fù)，在最短時間內(nèi)、以最小的人力物力投入實(shí)現(xiàn)漏損控制，降低供水產(chǎn)銷差，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3 建議

應(yīng)用夜間最小流量經(jīng)驗(yàn)法進(jìn)行漏損評估需要一定的經(jīng)驗(yàn)，區(qū)域用水情況調(diào)查、管網(wǎng)資料調(diào)研、現(xiàn)狀管網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)的分析等都會對評估結(jié)果造成影響。在DMA分區(qū)管理法成熟后，供水企業(yè)可以繼續(xù)發(fā)展形成基于DMA分區(qū)的管網(wǎng)漏失監(jiān)測、預(yù)警、控制工作新模式，供水管網(wǎng)壓力管理、供水體系水質(zhì)檢測等工作亦可在此基礎(chǔ)上展開。