DMA分區(qū)計量在管網(wǎng)漏損控制中的應(yīng)用

王勇

【摘 要】 本文以紹興市上虞區(qū)供水有限公司虞西營業(yè)所為例，將虞西營業(yè)所曹娥片劃分為10個三級DMA區(qū)域，探討了分區(qū)裝表計量管理的可行性及可預(yù)期的實際效果，為科學(xué)的降低產(chǎn)銷差提供了一個思考方向。

【關(guān)鍵詞】 分區(qū)計量；漏損控制

【Abstract】 This paper takes Shaoxi City Shangyu District Water Supply Co.， Ltd. as an example， and divides Cao Xie， a business office in West Yunnan， into 10 three-level DMA regions. It discusses the feasibility and expected practical results of the metering and management of district-based metering. It provides a direction for science to reduce the difference between production and sales.

【Key words】 Zoning measurement；Leakage control

城市供水從水廠到終端用戶的過程中，供水量與售水量之間存在著一定的水量損失，這就是通常所說的漏損，也叫做產(chǎn)銷差。漏損會加重供水企業(yè)的生產(chǎn)負(fù)荷，增加供水成本。如何有效的控制漏損一直是國內(nèi)外供水企業(yè)十分關(guān)注的問題。分區(qū)計量是控制漏損的一種比較有效的手段。為了進(jìn)一步有效地降低和控制產(chǎn)銷差，科學(xué)地、有針對性地找出存在的問題，紹興市上虞區(qū)供水有限公司利用安裝分區(qū)流量計（或水表）進(jìn)行漏損控制，并以虞西營業(yè)所為例，對該所轄區(qū)范圍內(nèi)開展DMA分區(qū)管理相關(guān)研究。

1. 分區(qū)計量的概念、原理及優(yōu)點(diǎn)

1.1 分區(qū)計量的概念。

在管網(wǎng)日常檢漏的工作中，有一種分區(qū)裝表計量（District Metering Area，簡稱DMA），其實質(zhì)是在配水系統(tǒng)中分區(qū)安裝流量計（水表），通過對不同時間段該流量計（水表）計量范圍內(nèi)流入和流出的水量差進(jìn)行監(jiān)測記錄，來分析和判斷計量區(qū)域內(nèi)的管網(wǎng)漏損情況。分區(qū)計量是在區(qū)域裝表檢漏法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。

1.2 分區(qū)計量原理。

DMA管理的原理就是利用水量來確定漏損水平， 即在 DMA內(nèi)滿足水量平衡原理，具體見下式：

Q入 - Q出 - ∑Q用戶 = Q漏損 （1）

DMA流量計量一般采用最小夜流量法 （Minimum N ight Flo w， MNF） ，凌晨 2： 00- 4 ： 00用水量較小時， 可以設(shè)定一個合理的用戶用水量值，通過計量DMA進(jìn)水口和出水口流量即可得漏損量。最小夜流量法可以量化DMA的漏損水平。不同的最小夜流量意味著不同程度的漏損，當(dāng)最小夜流量較大時管網(wǎng)漏損程度就較嚴(yán)重。漏損是動態(tài)的， 通過定期確定DMA最小夜流量， 可以發(fā)現(xiàn)新的漏損以便維修，從而保持DMA內(nèi)較低的漏損水平。

1.3 分區(qū)計量優(yōu)點(diǎn)。

將管網(wǎng)分區(qū)后，可以形成多個獨(dú)立計量和核算的供水區(qū)域，通過比較供水量與售水量之間的差距，供水企業(yè)可以通過諸如水表抄見、打擊偷盜水和管網(wǎng)維修等方面進(jìn)行綜合管理。通過觀察漏損變化情況，進(jìn)行主動性的檢漏，避免因漏水過大產(chǎn)生爆管等現(xiàn)象；也可以主動查找偷盜水或開展相應(yīng)表務(wù)管理，降低區(qū)域內(nèi)的漏損。

1.4 國內(nèi)外的成功案例。

分區(qū)計量法起源于20世紀(jì)80年代，在英國倫敦、日本大阪和東京等地實驗都取得了成功。國內(nèi)，上海、天津和南京等供水企業(yè)也通過分區(qū)計量，實現(xiàn)了漏損減少。

2. DMA的層次劃分與規(guī)模

2.1 DMA的層次劃分。

（1）對供水管網(wǎng)實施分區(qū)需要謹(jǐn)慎操作， 如操作不當(dāng)將導(dǎo)致供水和水質(zhì)出現(xiàn)問題。如果方法得當(dāng)， 即使再復(fù)雜的管網(wǎng)也能成功完成分區(qū)。應(yīng)盡量利用已有的壓力區(qū)，已建區(qū)域內(nèi)供水分區(qū)的劃分需考慮至少兩路供水，而新區(qū)管網(wǎng)的建設(shè)， 應(yīng)將經(jīng)某區(qū)域的轉(zhuǎn)輸主干管和配水主干管的功能分開， 并將轉(zhuǎn)輸管作為區(qū)內(nèi)供水的備用水源，提高主干管的效率。受資金、地形以及管網(wǎng)復(fù)雜性等因素的影響，分區(qū)工作應(yīng)逐級進(jìn)行， 如上虞水司的供水系統(tǒng)分為四級分區(qū)。一級分區(qū)是各營業(yè)所區(qū)域管轄范圍；二級分區(qū)是以鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道等行政區(qū)域劃分；三級分區(qū)是在二級區(qū)域內(nèi)依據(jù)河流、干道等自然界線以及已有主要供水管道的流量計布置劃分；四級分區(qū)是按住宅小區(qū)、行政村等為單位劃分，四級分區(qū)為最基本的管理小區(qū)。在一級分區(qū)基礎(chǔ)上，最好先進(jìn)行管網(wǎng)的二級分區(qū)，確定管網(wǎng)漏損嚴(yán)重程度， 分清下一步三級分區(qū)工作先后次序。當(dāng)二級分區(qū)完成后，多組人員可以在不同二級區(qū)域內(nèi)同時進(jìn)行 DMA分區(qū)工作， 這樣可加快分區(qū)工作進(jìn)度， 降低漏損時間， 提高供水效益。三級分區(qū)是漏損管理的基本單元， 是進(jìn)行漏損控制的核心模塊，設(shè)計時應(yīng)綜合考慮水量、 水壓、 水質(zhì)等因素的影響。

（2）供水分界線是分區(qū)的主要依據(jù)。理想的供水管網(wǎng)應(yīng)是樹狀網(wǎng)與環(huán)狀網(wǎng)的結(jié)合，這樣可集環(huán)狀管網(wǎng)的可靠性、 枝狀管網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性以及分區(qū)供水管網(wǎng)的安全性于一體。目前的分區(qū)設(shè)計沒有合理的方法作指導(dǎo)， 人為設(shè)計隨意性較大，分區(qū)完成后主要通過不同衡量標(biāo)準(zhǔn)（如可靠性、消防流量、水齡、水安全等指標(biāo) ）評價分區(qū)的性能。從理論上討論分區(qū)合理性還需進(jìn)一步研究，管網(wǎng)參數(shù)靈敏度分析或管網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、 壓力水質(zhì)參數(shù)優(yōu)化、 分形等理論可以指導(dǎo)分區(qū)設(shè)計。

2.2 DMA的規(guī)模。

（1）關(guān)于DMA規(guī)模的理論研究較少，目前對于合適的DMA規(guī)模大多是經(jīng)驗總結(jié)，有認(rèn)為 DMA應(yīng)該在2000～5000戶的， 有建議 DMA大小應(yīng)介于 500～3000戶的。一般認(rèn)為 DMA規(guī)模不應(yīng)超過5000戶，因為規(guī)模過大難以發(fā)現(xiàn)小管段的漏損， 且爆管定位時間相應(yīng)增加，收益減小，供水單位成本將增大。DMA 越小， 則需要越多的閥門和流量計，后期維護(hù)成本也越高。小型 DMA可以提早發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)從而縮短覺察時間， 并可以發(fā)現(xiàn)更小規(guī)模的漏點(diǎn)， 降低漏損定位時間和檢漏成本，以維持較低的漏損水平。對于結(jié)構(gòu)較差、 爆管頻率較高的管網(wǎng)， DMA規(guī)模應(yīng)小一些。為方便檢漏，應(yīng)將較大規(guī)模的 DMA 臨時分為若干個小型 DMA。

（2）根據(jù)用戶數(shù)量，一般將 DMA規(guī)模分為三級： 用戶數(shù)量< 1 000戶的為小型 DMA； 1 000～3000戶為中型 DMA；3 000～5000戶為大型 DMA。但此種分類缺乏科學(xué)性，只能作為分區(qū)時的參考。水力因素、工程因素和經(jīng)濟(jì)因素共同決定了 DMA規(guī)模， 具體規(guī)模視實際情況而定。

3. DMA對計量設(shè)備的要求

（1）計量設(shè)備準(zhǔn)確性。分區(qū)流量計水表與客戶貿(mào)易結(jié)算水表的精度盡量一致，否則可能影響正確的分析與判斷。

（2）分區(qū)的計量設(shè)備應(yīng)具有遠(yuǎn)傳功能，納入管理系統(tǒng)。

（3）DN200（含）以上管徑用電磁流量計，DN200以下管徑用WSD或其他寬量程水表；樹狀管采用單向，環(huán)狀管采用雙向。

4. 我公司運(yùn)用分區(qū)計量的背景、意義和預(yù)期目的

4.1 我公司目前共有水廠4個，下轄營業(yè)所5個。2015年公司的漏損率為6.95%，2016年漏損率8.45%，雖然產(chǎn)銷差指標(biāo)優(yōu)于全國同行業(yè)平均水平，但與紹興市自來水公司等行業(yè)先進(jìn)相比，差距還較大，漏損控制形勢依舊嚴(yán)竣。在5個營業(yè)所中，以虞西營業(yè)所的產(chǎn)銷差水量為最高，占到了整個公司的36%左右。

4.2 由于虞西營業(yè)所轄區(qū)范圍大，管線錯綜復(fù)雜，新舊管網(wǎng)交錯，而現(xiàn)有人力、物力、精力卻有限，無法全面地、 科學(xué)地、主動地發(fā)現(xiàn)和分析問題，進(jìn)而有針對性地、有重點(diǎn)地、從大到小、循序漸進(jìn)地采取措施解決問題。因此，為了找出問題存在的位置，更加切實有效、最快速度地降低產(chǎn)銷差，公司決定以虞西營業(yè)所為試點(diǎn)，開展DMA四級分區(qū)管理控制產(chǎn)銷差，這既是精細(xì)化管理的需要，也是規(guī)范化管理的基礎(chǔ)。對于公司而言，為今后合理地分析和制定各項指標(biāo)提供科學(xué)的參考依據(jù)，對于營業(yè)部而言，既可體現(xiàn)考核指標(biāo)，又能提供監(jiān)控數(shù)據(jù)，更利于產(chǎn)銷差的分析。

（1）可以準(zhǔn)確計量進(jìn)入該區(qū)域的夜間流量，掌握漏損數(shù)據(jù)的偏差，從而起到漏損控制的作用。改變過去主要靠外界報漏、被動檢漏維修為主動檢漏維修的傳統(tǒng)工作方式，提高檢漏維修工作效率和漏損控制的管理水平。

（2）可以準(zhǔn)確計量每日或每月進(jìn)入該區(qū)域的流量，掌握抄表收費(fèi)的數(shù)據(jù)偏差，從而起到營銷控制的作用。改變過去單純關(guān)注個體，調(diào)整為整體統(tǒng)籌、兼顧個體的工作方式，提高抄表收費(fèi)的工作效率和營銷管理水平。

（3）可以對該區(qū)域內(nèi)進(jìn)行壓力管理，保證供水管網(wǎng)在最優(yōu)壓力下運(yùn)行。

5. 我公司分區(qū)計量管理的具體實施辦法

5.1 在虞西營業(yè)所范圍內(nèi)，有曹娥、東關(guān)、道墟、長塘四個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，按管線分布與行政區(qū)域的有效結(jié)合，按鄉(xiāng)鎮(zhèn)分為四個二級區(qū)域。

5.2 在曹娥范圍內(nèi)，按照DMA的層次劃分和計量設(shè)備選擇原則，結(jié)合管網(wǎng)的布置情況， 以舜江西路、三環(huán)路和104國道為界分成 3個明確供水邊界、相對獨(dú)立的供水區(qū)域，在每個區(qū)域的進(jìn)水管上都裝上流量計。再以汽車西站、文理學(xué)院、水果市場、酒廠等作為分段點(diǎn)，分成3個供水區(qū)域，剩下的再分成4個區(qū)域，一共分成10個供水區(qū)域。（本文以曹娥為例）

5.3 四級區(qū)域相對較為簡單，本文以三級區(qū)域為主闡述。

5.4 根據(jù)各區(qū)域內(nèi)不同時間用水量，判斷區(qū)域內(nèi)的水量損失狀況：

5.4.1 步驟一：將相同時段內(nèi)檢測區(qū)域計量水量（DN40 以上水表水量與DN40 水表以下水量兩部分）與該區(qū)域內(nèi)用戶抄見水量對比，如差值小于允許值（當(dāng)年核定產(chǎn)銷差指標(biāo)），則該區(qū)域可視作產(chǎn)銷差合格；如差值大于允許值，則產(chǎn)銷差不合格，進(jìn)入步驟二。

5.4.2 步驟二：深夜用水稀少時，關(guān)閉區(qū)域與外界聯(lián)系的閘門，測定夜間最低流量，作為管網(wǎng)的漏水量。如果管網(wǎng)漏水量超過允許值，說明區(qū)域內(nèi)有漏水；如果管網(wǎng)漏水量未超過允許值，說明區(qū)域內(nèi)漏水不明顯，管網(wǎng)運(yùn)行狀況良好。（各個區(qū)域的允許值設(shè)定可根據(jù)該區(qū)域內(nèi)管線埋設(shè)年代、管網(wǎng)復(fù)雜程度、用戶水表數(shù)量、口徑比例等因素確定）水表抄見率和準(zhǔn)確率過低，都會影響“水量平衡”準(zhǔn)確性。

5.4.3 步驟三：區(qū)域內(nèi)有漏水，使用音聽或儀器進(jìn)行區(qū)域內(nèi)撿漏并維修。

5.4.4 步驟四：管網(wǎng)漏水量未超過允許值，檢查用戶水表計量狀況，分析用戶用水情況是否與抄見數(shù)相符，加強(qiáng)表計管理。

5.4.4.1 以口徑劃分：

一類DN40 以下，占總水量的比例；

一類DN40（含）以上，占總水量的比例 ；

5.4.4.2 以信譽(yù)度劃分

一類供水正常，抄表收費(fèi)正常，應(yīng)占90%，常規(guī)管理；

一類供水正常，抄表收費(fèi)不正常，重點(diǎn)管理 ；

5.4.4.3 與抄見數(shù)不符，則分析原因并采取相應(yīng)對策

（1）屬于水表計量原因，更換水表或更改水表口徑；

（2）屬于用戶動表等偷盜水，改裝遠(yuǎn)傳水表或超聲水表；

（3）屬于用戶私接管道，切斷并處理。

5.4.5 步驟五：查找無表用水并處理。

（1）調(diào)查區(qū)域內(nèi)不在冊用戶用水狀況，分析是否存在偷盜水；

（2）懷疑部位用相關(guān)儀器探測管線走向和位置；

（3）切斷不明管線并處理。

5.5 通過以上措施之后，曹娥片6月份的漏損有了明顯的改觀。具體見表1。

5.6 從水量報表可以看出，曹娥營業(yè)所6月份的漏損率為16.06%，較5月份20.71%下降了4.65個百分點(diǎn)，降漏工作取得一定進(jìn)展。同時，從報表中得出，曹娥營業(yè)所大三角區(qū)域的漏損為最高，達(dá)到40.74%，C區(qū)域為35.31%，其他工業(yè)區(qū)為32.21%，這些區(qū)域必然成為下個月該所降漏的重心所在，可見分區(qū)計量管理可以使降漏更具有方向性和目的性。此外，還看到B區(qū)域南、文理學(xué)院至道墟、通江西路三個區(qū)域的漏損率為負(fù)，說明該區(qū)域的水表計量出現(xiàn)了問題，下個月應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)這些區(qū)域計量設(shè)備的檢查。通過DMA三級管理，為該所指明了降漏的重點(diǎn)，明確了需檢查的表計設(shè)備。相信通過下月的努力，該所的漏損率會降得更低。

6. 結(jié)論和建議

6.1 結(jié)論。

（1）我公司以虞西營業(yè)所曹娥片為例開展四級DMA區(qū)域漏損管理是在漏損分區(qū)計量管理理論的指導(dǎo)下的有益實踐和探索。通過此次DMA區(qū)域漏損管理實踐的落實，對整個區(qū)域的流量實現(xiàn)了基本可控，進(jìn)一步細(xì)分了各區(qū)域的產(chǎn)銷差。在確定區(qū)域經(jīng)濟(jì)漏損水平的基礎(chǔ)上，運(yùn)用夜間流量的監(jiān)測，確定漏損水平，從而為漏損的發(fā)現(xiàn)和維修明確了方向，有效地降低了漏損率，為我公司更加切實有效、更加快速控漏降漏提供了參考的依據(jù)。這不僅為分區(qū)計量管理理論和實踐在國內(nèi)的應(yīng)用和發(fā)展提供很好的探索，同時在降低漏損方面提供了切實可行的技術(shù)和方法。

（2）國內(nèi)供水企業(yè)都相當(dāng)重視漏損管理，但很大程度上缺乏系統(tǒng)的管理模式和方法。通過試點(diǎn)的DMA管理和實踐，我們可以看到，DMA漏損管理理論和方法是切實可行的，并且有著明顯的經(jīng)濟(jì)效益。供水企業(yè)可以根據(jù)自身實際，按照理論的程序和步驟，確定自己的經(jīng)濟(jì)漏損目標(biāo)，采取必要的漏損控制措施，以達(dá)到降低漏損率，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

6.2 建議。

通過DMA管理和實踐，我們發(fā)現(xiàn)在漏損控制過程中，除了系統(tǒng)的特征（包括基礎(chǔ)設(shè)施水平，壓力水平等）以外，還需要考慮和重視以下幾個問題：

（1）計量設(shè)備的準(zhǔn)確性，它有可能導(dǎo)致無效的漏損控制活動，從而增加控制費(fèi)用。

（2）客戶用水管理。實踐中，較低的水表抄見率會引起水量平衡的很大的誤差和漏損水平的誤解，導(dǎo)致錯誤的經(jīng)濟(jì)漏損水平的計算和漏損控制活動費(fèi)用的浪費(fèi)。

（3）為便于記錄和監(jiān)測流量數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)，建議所有DMA流量儀和大用戶水表都采用遠(yuǎn)傳系統(tǒng)，做到實時監(jiān)控。

（4）需要一個計算機(jī)系統(tǒng)作為輔助管理，用于數(shù)據(jù)的掌握檢測、數(shù)據(jù)的提取、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析等功能。

參考文獻(xiàn)

[1] 李黎武，許仕榮， 施周.基于拓?fù)淅碚摯_定多水源管網(wǎng)供水區(qū)域及繪制等壓線的方法研究 [J]. 給水排水， 2001 ， 27（ 12）： 5～8.

[2] 閻立華，劉麗英，馬婷婷.圖論法研究多水源管網(wǎng)供水分區(qū) [J]. 沈陽建筑大學(xué)學(xué)報， 2007 ， 23（ 1 ）： 113～116.

[3] 崔建國，于慶江， 梁海榮. 城市給水系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度中的管網(wǎng)分區(qū)方法 [J]. 太原理工大學(xué)學(xué)報， 2004 ， 35（ 5）： 605～608.

[文章編號] 1619-2737（2018）02-06-794