本文探讨了分区计量(DMA)主动漏损控制技术在供水管网管理中的应用与发展。DMA 通过将供水管网划分为独立区块,并监测其流量和压力,帮助供水企业提升管理水平,降低管网漏失,减少产销差,增加效益。文章分析了供水公司面临的困境,阐述了 DMA 的基本原理、关键点和管理作用,并展望了其发展前景,认为DMA 是提高管网漏损控制效率的有效手段,有助于构建管网漏损管控体系,提升供水安全保障能力。
一、供水企业面临的困难与问题
(1)供水工程建设的大力资金投入导致成本激增,供水公司为了解决水厂供水能力 和供水质量差等难题 ,通常是大力的资金投人 ,不断地扩建供水管系统、改造供水管网 ,由于资金投入巨大 ,财务成本激增 ,完善若没有达到效果则进一 步加大了 供水公司的资金亏损 。
(2)市场上的水价机制不完善 , 供水企业效益变差直接影响供水企业的水费收支是水价的变动 ,也是影响企业经济效益最直接的和最根本的原因 。国内很多的供水企业因为水价持续低迷 ,供水企业的制水 、管理以及财务成本却不断增大,导致供水企业的经济亏算越来越重,甚至会有倒闭的危险。
(3)制水成本增长过快给供水企业带来了挑战制水环节涉及原水和电费、药剂等 , 价格不断增加 ,成本也在迅速增长 。制水成本增长过快给供水企业带来了挑战 。经营不善会给企业带来亏损 。
(4)供水管网的维护、管理成本不断增加,加重了企业经济压力国内大多数供水 系统设施运行时间已经高达几十年 ,设施开始陈年老化,机器设备故障 、 管网漏损问题频繁出现。为了解决这一问题,确保供水系统的安全 、正常运行 ,必须投人大量的经费对供水设施及管网进行更新改造和维护 。
(5)水污染严重和水质标准要求的提高,增加了供水公司的供水成本现今水环境污染严重,净化技术要求提高 ,供水的成本也开始逐年提高 。同时, 国家针对水质标准提出了更高的要求,又将加大供水企业供水成本。
(6) 产销差率持续走高,供水公司损失严重影响企业供水经济效益的 一个重要指 标就是产销差率 。国内供水企业的产销差率多数走高,使得很多公司每年为此损失 一定的经济收益。
(7) — 些单位自备水源难以清理 , 制约了售水 量的增长供水企业的售水业绩平平 , 增长缓慢 ,而城区内自备水的滥采会影响售水增长 。学校、医院等是使用 自备水源的用户 ,单位自备水源难以清理 ,制约了售水量的增长 。
二、分区计量(DMA)主动漏损控制
2.1 DMA
分区计量管理是指将整个城镇公共供水管网划分成若干个供水区域,进行流量、压力、水质和漏点监测,实现供水管网漏损分区量化及有效控制的精细化管理模式。
分区划分。分区划分应综合考虑行政区划、自然条件、管网运行特征、供水管理需求等多方面因素,并尽量降低对管网正常运行的干扰。其中,自然条件包括:河道、铁路、湖泊等物理边界、地形地势等;管网运行特征包括:水厂分布及其供水范围、压力分布、用户用水特征等;供水管理需求包括:营销管理、二次供水管理、老旧管网改造等。
分区级别。分区级别应根据供水单位的管理层级及范围确定。分区级别越多,管网管理越精细,但成本也越高。一般情况下,最高一级分区宜为各供水营业或管网分公司管理区域,中间级分区宜为营业管理区内分区,一级和中间级分7区为区域计量区,最低一级分区宜为独立计量区。独立计量区一般以住宅小区、工业园区或自然村等区域为单元建立,用户数一般不超过5000户,进水口数量不宜超过2个,DMA内的大用户和二次供水设施应装表计量。鼓励在二次供水设施加装水质监测设备。
图1管网分区计量管理示意图
2.2 DMA基本原则
(1)规划引领,分步实施。发挥城镇供水设施建设相关规划的引领作用,合理规划管网分区和设施布局,科学分解供水管网漏损管控目标,指导管网分区计量项目建设。系统推进,分步实施,逐步实现供水管网区域化、层级化和精细化管理。
(2)因地制宜,构建体系。结合旧城改造、老旧小区改造、棚户区改造和二次供水设施改造等,因地制宜,科学制定管网分区计量管理实施方案,与管网建设和改造同步设计、同步实施。统筹水量计量与水压调控、水质安全与设施管理、管网运行与营业收费管理,构建管网漏损管控体系。
(3)落实责任,强化监管。国务院“水十条”明确要求,地方各级人民政府是落实管网漏损控制目标的责任主体,应加强对漏损控制的指导和监管,积极推行管网分区计量管理,强化部门协作,建立激励机制,鼓励多渠道融资,强化监督考核。
(4)长效管理,注重实效。供水单位作为具体实施责任主体,应建立精准、高效、安全的管网控漏长效管理机制,将管网分区计量与收费管理相结合,实行供水管网分级分区管理,科学分析漏损构成和空间分布,合理采取检漏控漏措施,有效降低管网漏损。
图2 DMA实施方案编制示意图
2.3 DMA关键点
分区计量管理将供水管网划分为逐级嵌套的多级分区,形成涵盖出厂计量一各级分区计量一用户计量的管网流量计量传递体系。通过监测和分析各分区的流量变化规律,评价管网漏损并及时作出反馈,将管网漏损监测、控制工作及其管理责任分解到各分区,实现供水的网格化、精细化管理。
最小夜间流量(MNF)是分区计量小区漏失控制最重要的参数。MNF是指以一个周期内(通常是24 h )的最小流量。通常进人夜间,用户用水量会减少,管如此,还是要考虑合法夜间用水的流量,即夜间用户用水量。最小夜间流量MNF包括净夜间流量以及合法夜间用水流量。
DMA进水量的变化是一个长期的过程,如何将这长期的过程记录下来,是DMA漏损控制的关键技术,将记录的连续流量数据中每一天的最小夜间流量绘制DMA的最小夜间用水流量变化曲线。根据流量变化曲线可以及时判断DMA是否存在漏失,如果发现漏失则需及时查找漏点并修复。
2.4 DMA管理的作用
(1)在供给水管网系统的规划发展中,DMA发挥着积极作用。供水企业可以根据掌握的划分区域的水量,计算配水量,然后布置管道并计算管径。同时,可提出旧管道的改进方案。
(2)通过DMA快速发现漏损点,及时修复。分区管理人员根据实时流量监测,找出超过限定水平的泄漏,找出漏损点,及时修复漏损点,避免经济亏损。
(3)使用DMA来分析产销差率更加方便实用。流进的自来水总量和实际销售的水量与需水量、漏损量、供水量有关,通过定期分析,可高效地查出分区内的供水情况,核算产销差率,控制供水运营中的风险,避免亏损。
(4)通过DMA可以建立一个自动控制的压力管理系统,用来降低或维持低的泄漏水平。根据分析,可通过管理供水系统中的压力,使系统中的压力达到一个最合适的服务压力。
DMA管理是目前国内供水管网管理的主流方向,有必要将此理念贯穿于管网规划、设计、施工和运行维护的全过程。供水管网分区规划应作为供水专业规划的重要内容予以纳人。有必要利用分区管理理念对整个管网布局制定相对完善的分区规划,以指导后续的管网建设和更新。在供水管网设计阶段,管网技术管理部门有必要进行严格的会签,以保证管网布局结构简洁,供水流向清晰。管网改造应结合管网模型优化管网布局,减少分区流量计数量,以便后期管理。
2.5 DMA主动漏损控制管理
DMA管理是提高供水管网漏损控制效率的先进技术与管理手段。通过分区计量管理,建成覆盖全部管网的流量计量传递体系,进行水平衡分析,评估各区域内管网漏损状况,有效识别管网漏损严重区域和漏损构成,科学指导开展管网漏损控制作业,实现精准控漏,提高漏损控制效率。在推进分区计量管理的同时,常规管网漏水检测、管网维护更新等漏损控制措施,也应同步开展。
三、DMA主动漏损控制的前景
DMA在国内供水企业的管网漏损方面有着极大的意义,DMA是供水管网运行管理的一种较为有效的方法之一。从管理角度可以获得每个分区的计量信息,用于企业计量、压力、营销、财务和运行管理;从技术角度可以利用其计量数据来分析判断这个分区的产销差水量或供水管网无收益水量( NRW ),通过阶段性数据变化后的分析,快速研究控制和降低NRW的各种举措,包括指导漏损控制等,使得供水管网管理更有针对性。
DMA的着重方向是产销差水量管理,也就是经济指标,DMA可以体现供水企业的供水整体管理的水平和供水财务水平,DMA管理的手段具体包括供水企业的企业管理、供水管网体系中的计量管理、供水系统中的压力管理、供水的漏损管理、供水体系中的设备养护管理以及系统的更新改造管理等。
四、结语
我国在DMA供水管网主动漏损控制与管理上已经取得了一些研究成果和应用经验。供水管网实施DMA主动漏损控制是高效的管网漏损管控方法和体系,可指导供水企业以供水管网分区计量管理为抓手,统筹水量计量与水压调控、水质安全与设施管理、供水管网运行与营业收费管理,构建管网漏损管控体系,提高管网信息化、精细化管理水平,降低管网漏损率,提升供水安全保障能力。