水資源日益短缺是制約經濟社會發(fā)展的重要因素, 如何有效控制和降低供水管網(wǎng)漏損已成為政府部門和供水企業(yè)的迫切任務。
近年來, 紹興水司一直將供水管網(wǎng)漏損控制作為重點工作, 經過不斷的實踐與探索, 以準確的管網(wǎng)拓撲結構為基礎, 通過在主干管安裝流量計將供水管網(wǎng)劃分為若干個單獨的計量單元, 利用區(qū)域考核表、支管考核表、單元考核表、用戶水表等建立起一個分區(qū)分級水量監(jiān)控分析體系, 并有效結合管網(wǎng)調度實時監(jiān)測系統(tǒng) (SCADA) 、管網(wǎng)地理信息系統(tǒng) (GIS) 等信息技術管理手段, 實時掌握管網(wǎng)水量變化規(guī)律與趨勢, 及時發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)運行中存在的安全隱患與漏水點, 達到提高管網(wǎng)運行安全保障與降低漏損控制的目的。
紹興水司從2002年開始, 按照行政區(qū)劃將公司供水區(qū)域劃分為越城、袍江、城東、城南、鏡湖等5個供水營業(yè)分公司, 如圖1所示, 每個營業(yè)分公司均通過安裝流量計實行營業(yè)管理定量考核, 形成公司-分公司的一級計量分區(qū)。
隨著城市供水事業(yè)的發(fā)展, 管網(wǎng)的精細化管理、運行的安全化控制、漏損的長效化保持, 還需要進一步引進先進技術與管理理念, 不斷創(chuàng)新工作思路與手段, 紹興水司于2012年底開始建立并逐步完善DMA分區(qū)計量的新型管理模式。為了充分發(fā)揮DMA分區(qū)管理的作用, 紹興水司在5個分公司營業(yè)定量管理的基礎上, 細化分區(qū), 建立了以營業(yè)收費、運行調度和管網(wǎng)GIS系統(tǒng)為平臺的管網(wǎng)漏損分析軟件系統(tǒng), 以達到及時發(fā)現(xiàn)與處理管網(wǎng)漏水點、降低漏損率和保障管網(wǎng)安全運行的目的。
圖1 紹興水司一級計量分區(qū)
截止2005年, 基本形成以越城、袍江、城東、城南、鏡湖等5大營業(yè)分公司為主體的一級計量分區(qū), 實現(xiàn)區(qū)域劃分、區(qū)域結算、區(qū)域管理的格局。
從2010年開始, 在漏損相對較高的城南區(qū)域試點建設二級網(wǎng)格化分區(qū)計量, 形成7個二級片區(qū), 劃小計量單元格, 詳見表1。
2012年開始全面開展紹興城區(qū)供水管網(wǎng)分區(qū)計量建設, 范圍覆蓋至下屬各個營業(yè)分公司, 逐步形成具有紹興特色的網(wǎng)格化分區(qū)計量管理體系, 如圖2所示。
表1 城南區(qū)域二級分區(qū)評估
圖2 紹興水司分區(qū)計量架構
截止2016年, 紹興水司供水區(qū)域內已設置5個計量大區(qū)、38個計量片區(qū), 1 095只小區(qū)總考核以及15 500只單元考核表, 基本建立分區(qū)計量管理體系和總分表分析管理機制, 實現(xiàn)“公司、分公司、片區(qū)、支線、戶表”點、線、面三者互聯(lián)互通的五層級分區(qū)計量管理體系, 為實現(xiàn)單元計量、水量掌握、管網(wǎng)漏損科學控制提供了有效的技術支撐。
為了使分區(qū)計量工作能夠有序開展, 紹興水司制定并完善了分區(qū)計量建設標準, 詳見表2。
通過對管網(wǎng)分區(qū)內流量、壓力、大戶水量等重要參數(shù)的監(jiān)控分析, 實現(xiàn)合理評估片區(qū)的漏損水平 (水量平衡程度) 。評估的內容主要包括管網(wǎng)拓撲結構、用戶基礎信息、供水壓力、管道流量等數(shù)據(jù)收集與分析;現(xiàn)有明顯漏水地點的梳理與統(tǒng)計等。通過評估、量化現(xiàn)狀漏損水平, 找出造成漏損的主要原因。形成公司分區(qū)計量夜間最小流量報表, 可進行橫向和縱向對比, 評估每個分區(qū)的漏損情況。
國際水協(xié)將總的漏水時間分為3個部分:一是漏損感知或發(fā)現(xiàn)時間;二是漏點定位或查找時間;三是漏點修復或處置時間。
1個管網(wǎng)漏點的漏損水量就等于前述3個時間總和乘以漏點的流量。在這3個時間中, 漏損的感知或發(fā)現(xiàn)時間尤為重要, 占主要地位, 其次是定位或查找時間。因為在傳統(tǒng)的管理模式下, 當感受到因漏損造成管網(wǎng)水壓不足或漏水滲出地面時, 該漏點其實已經發(fā)生很久。因此如何縮短漏點的感知或發(fā)現(xiàn)時間 (尤其是新增漏點) 是降低管網(wǎng)漏損水量的關鍵所在。
通過分區(qū)計量管理系統(tǒng)的分區(qū)流量長期監(jiān)測, 掌握各個片區(qū)的水量變化規(guī)律, 尤其是關注夜間最小流量的變化趨勢, 能準確判斷是否出現(xiàn)新增漏損, 最終較好縮短漏點的感知或發(fā)現(xiàn)時間, 還能有效指導人工輔助檢漏, 提高檢漏工作效率, 防止漏損反彈, 有利于管網(wǎng)漏損持續(xù)下降, 預防或避免爆漏事故發(fā)生, 保障供水管網(wǎng)漏損維持低位水平。
表2 分區(qū)計
量建設標準
圖3 分區(qū)計量報警、監(jiān)控、定位流程
圖3為爆漏事件發(fā)生后從報警監(jiān)控到處置定位的流程, 對于分區(qū)內水量異常的突發(fā)情況, 系統(tǒng)會及時報警提示;同時根據(jù)分區(qū)水量的監(jiān)控, 可初步判斷造成水量異常的原因, 大用戶用水或是管道破損等;如是管道破損造成的水量異常, 通過系統(tǒng)提供的爆漏定位功能輔助查找漏點位置, 可有效減少突發(fā)事件處置時間。
公司調度人員通過分區(qū)計量監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)片區(qū)水量異常, 同時立即做好相關信息傳遞工作, 做到發(fā)現(xiàn)及時、判斷準確、指令迅速, 并為下一步應急搶修工作的開展贏得了主動, 基本上在1h內發(fā)現(xiàn)并鎖定具體漏點位置。
每年通過該系統(tǒng)及時預警發(fā)現(xiàn)突發(fā)性事故10多起, 累計減少水量損失3 000m3/h, 及時預警發(fā)現(xiàn)趨勢性事故50多起, 累計減少水量損失近1 000m3/h。表3為2016年分區(qū)計量報警監(jiān)控定位案例。
基于分區(qū)計量管理模式, 結合水力模型進行科學調度、分區(qū)控壓, 實現(xiàn)智能精細化區(qū)域壓力管理, 做到“高峰不低、低峰不高”的按需、科學調壓要求, 同時實現(xiàn)管網(wǎng)壓力平穩(wěn)、安全、經濟, 有效減少和杜絕水錘導致的破壞性影響。
特別是三級片區(qū)流量計與片區(qū)內各類水表的對應關系。通俗的說, 如果流量計是“父”, 片區(qū)內水表是“子”的話, “父”與“子”的關系需要進一步驗證, 需要找到科學的方法進行“DNA”比對, 有兩點:一是要通過GIS系統(tǒng)利用管網(wǎng)拓撲結構, 核對水表與管線位置, 確保水表空間位置準確;二是對難以判斷水表拓撲位置的, 要進行一對一現(xiàn)場核對, 甚至關閥判斷。
表3 2 0 1 6年分區(qū)計量報警監(jiān)控定位案例
總而言之, 要通過一切有效方法, 確保流量計與水表計量關系的對應準確。這是分析片區(qū)漏損的關鍵工作。
目前, 應用最多的是根據(jù)片區(qū)最小水量來分析片區(qū)漏損狀況, 尚不能及時、準確統(tǒng)計片區(qū)內實時漏損水量。就紹興水司目前狀況, 五級分區(qū)中, 公司-分公司-片區(qū)這一、二層級分區(qū)水量基本通過流量計實時獲取數(shù)據(jù), 小區(qū) (農村) -單元-用戶水表的分區(qū)基本設置好總分表關系, 現(xiàn)在重點要深化的是三級分區(qū)即38個片區(qū)到小區(qū) (農村) 、用戶之間的數(shù)據(jù), 特別是用戶數(shù)據(jù)的實時獲取, 需要安裝一定數(shù)量的遠傳設備或更換新型計量器具。
目前, 紹興水司在下屬袍江分公司試點深化這塊工作, 計劃通過半年時間將小區(qū)考核表、支線考核表、大用戶完成遠傳改造, 實現(xiàn)片區(qū)內80%的水量能實時讀取, 剩余小表數(shù)據(jù)靜態(tài)獲取, 這樣就能實時掌控片區(qū)供水量和售水量, 從而達到實時控制漏損的目的。
伴隨著水資源的日益短缺, 供水管網(wǎng)漏損的問題己受到廣泛重視, 各城市都將供水管網(wǎng)的漏損控制作為一項重要課題進行研究。通過實踐證明, DMA分區(qū)計量是一項有效的漏損監(jiān)測技術, 更是一種先進的管網(wǎng)管理模式, 是未來供水管網(wǎng)管理的發(fā)展方向。
紹興水司對供水管網(wǎng)進行DMA劃分, 實施基于DMA的管理是提升管網(wǎng)管理水平, 進行管網(wǎng)漏損主動控制的有效措施。由于存在地區(qū)差異, DMA分區(qū)計量管理體系實施效果受供水企業(yè)自身信息化水平、資金實力、管理體制等條件的制約, 但是對每個供水企業(yè)來說的確是一條促管理、創(chuàng)效益的必經之路。
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