分区计量（DMA）在实际工程的应用

2017-05-22石文平

绿色科技 2017年8期

关键词：供水管网

石文平

摘要：指出了分区计量（DMA）可以通过检测夜间流量来快速定位、修复漏损，是一种控制漏损的有效方法。以东莞市莞城区步步高片区为研究对象，分析了DMA分区计量整个过程中遇到的问题，总结了管网改造的经验。

关键词：供水管网；分区计量；DMA；漏损率

中图分类号：TU991.33

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）8019202

1引言

供水管网是城市基础设施的重要组成部分，直接影响整个供水系统的性能及可靠性。DMA（District Metering Area）是控制城市供水系统水量漏失的有效方法之一，其理论是在1980年初，英国水工业协会在其水务联合大会上首次提出。DMA被定义为供配水系统中一个被切割分离的独立区域，通常采取关闭阀门或安装流量计，形成独立区域[1]。通过对进入或流出这一区域的水量进行计量，并利用流量分析来定量泄漏水平，从而利于检漏人员更准确地决定在何时何处检漏，并进行主动泄漏控制。

控制漏损是进行DMA分区计量最主要的目的。过去供水企业都是被动检漏，只有漏损发生才能去定位、维修，这样会导致泄漏时间长、水损量大，就算检漏暂时被修复，能在短时间内取得较好的效果，但是由于漏损复原的存在，并不能从根本上达到控制漏损的目的。但是DMA分区计量可以通过准确的夜间计量、实时的流量监测、精确快速的漏水定位和维修、合理地调节压力以达到控制漏损、逐步降低产销差的目的。

2DMA分区的标准

按照英国分区计量的的经验，DMA分区计量可以依据住户数量的多少被分为3种规模，即大型区域（用户数量在3000～5000户之间）、中型区域（用户数量在1000～3000户之间）、小型区域（用户数量小于1000户）[2]。

步步高片区见图1位于东莞市莞城，是集城中村和住宅小区一体的区域，未进行DMA分区计量前，步步高片区漏损情况见表1。

可以看出步步高片区的漏损率约30%，远远高于国内平均水平12%，该区域管道管材较新，但经常发生爆管现象。为了保证居民的生活饮用水安全，降低漏损，东莞市东江自来水公司决定对步步高片区进行DMA分区管理。按照英国分区计量的的经验，该区域被定义为小型区域。

3确定DMA分区的边界

确定区域后，关闭步步高片区的的多余联通管，只留取两处进出水口见图2。DMA之间的管线连接关系复杂，因此只有对每个DMA管网进行详细分析、整理需要关闭的边界阀门，才能通过关闭阀门使各个DMA分区独立。需要注意的是有些DMA的边界阀门关闭会对相邻DMA产生影响，因此要协调好相邻DMA间的关系，才能达到各个DMA管网独立的目的。若关闭已有的阀门不能满足要求，则需要安装新阀门或者废弃管道。

此步骤需要各部门分工合作，有时需要管道探测来确定是否有联通管道的存在。

4零壓力测试和高峰期流量测试

DMA零压力测试，是DMA分区成败的关键，其目的在于判断除安装计量表的进水管道外，其他与该DMA区域管网相连的阀门是否能够完全关闭。判断方法是关闭所有进入该DMA区域的阀门，观察压力的变化情况。如果压力不降或保持在稳定的正压力值，说明该DMA分区有其他管道进水，则需要排查该DMA边界的阀门状况，直到DMA零压力测试成功。待零压力测试成功后，才可进行高峰期流量测试。其目的在于判断关闭除安装计量表的进水管道后，该区域的流量是否满足用水高峰期区域内的用户的正常使用。

步步高片区的零压力测试和高峰期选择三个代表性点，分别为地势最高、离进水管道最远和用户最集中的3个测试点。

5关闭多余管道，安装流量计

步步高片区两处管道流量检测均为管道式电磁流量计，流量计自动记录DMA的瞬时进口流量，记录间隔设置为2 min。与流量计连接的网络监控仪对流量数据进行收集存储，采用远传网络，定期传输数据到数据库。

为了保证步步高片区的管网水质，在该片区内有针对性地监测管网末梢处（不利点和容易形成死水区域）的水质，检测指标包括：pH值、浊度、总铁、细菌总数、大肠菌群，另外抽样检测片区内最不利点的余氯含量。

6分析夜间流量，控制漏损

通过对DMA分区计量小区的夜间流量数据进行分析，可以及时获得近似的真实漏损数值。利用大频率、高精度的夜间实测流量数据进行分析，发现夜间不同时段DMA流量近似满足正态分布，其最小值将近似接近真实漏损。

夜间最小流量（MNF）并不等于漏损水量，其间存在用户夜间用水量的差额。理论上，根据夜间最小流量减去用户夜间用水就可以得到净夜间流（NNF），这个值近似等于夜间真实漏损水量。要准确确定用户夜间用水量有一定困难。有3种方法可供选择：①发动抄表员夜间抄表得出实际夜间平均用水量；②是根据用户夜间用水的“定额”进行简单核算，这样存在一定的误差；③基于实测流量检测法，采用数据统计方法获得夜间净流量，即近似的漏损水量。在供水压力恒定的情况下，真实的漏损与用户用水的差异（真实漏损）是相对恒定的，而用户用水是随机变化的。因此通过对夜间实际记录的流量数据的“解析”，将真实漏损从夜间流量中区分出来，就摒弃了人为主观的定额“估算”问题，用客观的数据说明真实漏损的量值[4]。

通过流量监控分析可以看出步步高片区每天的流量变化规律基本符合生活规律：居民早饭时与晚上回到小区时用水量比较大，出现用水高峰期，而在凌晨1∶00～5∶00时大部分用户无用水，除了较少的如冲马桶等用水外，无其他用水。某次流量计流量始终在10m3/h上下，说明可能存在管道真实漏损的现象，选用一定值，而不是所测的流量的最小值，这样就除去异常值的情况。

7分析流量数据，调整供水压力

通过对DMA分区计量小区的数据进行分析和计算，可以得到供水压力的平均值，从而在满足用户用水的前提下调整管网压力，可以减少爆管的产生频率。

8结语

东莞市莞城区步步高片区DMA分区计量完成后，漏损也得到了很好的控制由原来的接近30%，逐步降低到15%，爆管现象明显减少，居民用水可靠性大大提高。

参考文献：

[1]

张志明.供水管网漏损控制分区装表计量技术和应用[D].上海：同济大学，2006.

[2]中华人民共和国建设部.城市供水管网漏损控制及评定标准 [S].北京：中国建筑工业出版社，2002

[3]傅国伟.给水排水系统优化导论[J].中国给水排水，1987（3）：49～53.

[4]宋序彤.中国城市供水排水发展特征及对策[J]，中国给水排水，2000（1）：67～85.

[5]严煦世，范瑾初.给水工程（第4版）[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.

[6]王耀文.北京市市区配水管网地理信息管理系统升级改造[C]∥佚名.供水管网现代理论与工程技术论文集.北京：中国建筑工业出版社，2007.