供水管網DMA系統

技術方案2020年3月TOC\o"1-5"\h\z第一章項目背景 3第二章DMA分區管理的目的和意義 3\o"CurrentDocument"2.2DMA管理的目的和意義 .4DMA管理的目的 4DMA管理的意義 5第三章DMA計量區域的劃分 6\o"CurrentDocument"一級DMA區域計量 6\o"CurrentDocument"3.2二級DMA區域計量 .73.2.1二級DMA區域計量劃分原則 .73.2.2二級DMA區域計量劃分規劃 .73.3三級DMA區域計量 83.3.1三級DMA分區的劃分原則 83.3.2三級DMA分區的劃分規劃 8第四章DMA分區定量管理實施步驟 9\o"CurrentDocument"4.1第一步：合理的DMA示范區選擇 94.2第二步：DMA現場踏勘 94.3第三步：DMA區域封閉性檢測 9\o"CurrentDocument"4.4第四步：流量計的安裝和漏損評估 114.5第五步：建立水平衡分析系統 11\o"CurrentDocument"4.6第六步：滲漏預警（漏水點預定位） 13\o"CurrentDocument"4.7第七步：漏點定位（精定位）和維修； 14\o"CurrentDocument"4.8第八步：區域壓力控制管理 154.8.1壓力控制管理的意義： 164.9第九步：DMA區域建成后的管理 17第五章DMA系統功能 18\o"CurrentDocument"DMA分區定義及分級 18\o"CurrentDocument"DMA分區漏損監控及排序 18\o"CurrentDocument"5.3DMA分區流置與壓力動態監測 18\o"CurrentDocument"5.4設備在線動態監測（GIS地圖） 19\o"CurrentDocument"5.5設備運行狀態綜覽 19\o"CurrentDocument"5.6DMA分區漏損評估分析 19\o"CurrentDocument"5.7派工處置（漏損檢查與維修） 20\o"CurrentDocument"5.8統計報表與輔助決策 20第六章綜述 21第一章項目背景隨著城鎮化規模的不斷擴大，市場經濟的不斷深入、供水企業產銷差率不僅居高不下，而且有提高的趨勢。這是我國供水行業目前急需解決的問題。通過供水管網系統分區計量，建立常設的、數字化的漏水監測控制系統。通過DMA把整個供水管網系統劃分為若干小區，劃小核算單位，對各區域分開管理，從而達到控制產銷差，并保證其持續穩定地降低的目的，最終達到國家允許的范圍。近年來，雖然，我國供水行業在不斷努力，試圖通過對管網漏水進行探測和控制，以達到降低產銷差的目的，但是收效不大。第二章DMA分區管理的目的和意義DMA管理的定義DMA管理的概念是在1980年初，英國水務聯合會“泄漏控制策略和實踐”的報告中首次提出的。在這份報告中，DMA被定義為：“分配系統中一個分離的區域，通常由閥門形成或者是完全可以斷開的管網，進入或流出這一區域的水量可以計量。通過對流量的分析來定量泄漏的水平。這樣檢漏人員就可以更準確的決定何時何處檢漏更為有利”。根據我國情況，雖然我國管網結構和國外有所不同,但經過實踐，DMA的定義差別不大，只是應該把DMA定義為供水管網中一個相對獨立的管網區域更為貼切，還有一點需要提及的是：重要的區別在于我國管網環狀結構甚多，這樣增加了實施DMA的難度和技巧性。DMA管理的目的和意義2.2.1DMA管理的目的控制供水管網的產銷差率，使之逐步降低，逐步穩定到允許水平。1） 改變傳統的水損控制方法傳統的漏損控制多是采用聲波原理的儀器進行檢漏工作。這種方法在過去的幾十年里一定程度上對漏損控制作出了貢獻，取得了一些效果。雖然我們也做過主動檢測，但從本質上講這種方法畢竟屬于被動式的控制方法，由于不能及時發現漏水點導致泄漏時間延長，水損增大。況且在較大范圍的水網上使用這樣的儀器與方法進行檢測效率也很低，耗費的人力、物力也大。即使請專業檢漏公司進行漏水普查，短時間內可能效果明顯，但是由于漏水復原現象的存在，并不能從根本上達到降損的目的。2） 建立供水管網系統化分區實時在線水損監測控制系統經過一些發達國家近些年的成功經驗證實，只有進行DMA分區管理才能相對從根本上達到控制漏損的目的。即在保證城市正常供水的前提下將供水管網進行合理分區，安裝流量計，統計和分析夜間最小流量，實時噪聲監測一相當于在供水管網上安裝了一套即時反饋漏水的系統水損控制系統。這樣就可以快速而精確的地定量各個DMA的泄漏水平和泄漏方向，檢漏就可以快速到達并確定最嚴重的泄漏部位，進而快速修復，極大的縮短泄漏時間。3）應用DMA穩定、持久地、有計劃，有步驟地實現水損控制目標，不斷提高供水收益。DMA管理的意義1） 極大地縮短發現漏水的時間和區域，實現漏點快速定位。總的漏水時間可以劃分為三個區間，分別稱為發現、定位和修復。發現時間是指從漏水發生到水管理部門獲知有漏水發生之間的時間；定位時間是指一般精準定位漏水點所需的時間；修復時間是指漏水點一旦被精準定位后完成修復一般所用的時間，包括策劃以及依法向公路管理部門發送通告。總漏水量=單位時間泄漏量*漏水發生的時間實施DMA管理可快速發現漏水存在的區域，縮短發現漏水的時間。指導檢漏人員的漏水檢測工作，做到有目的、有重點的進行漏水檢測。2） 依據在線監測水損數據，不斷設定新的水損控制目標由于DMA是實時在線水損監測控制系統，所以，可以不斷根據新的水損水平，設置和調整控制水損的目標，這樣就能有計劃，有步驟的達到企業或國家要求的水損控制水平，在過去這點是做不到的。3）利于DMA建立常設自動控制壓力管理降低和維持低的泄漏水平的另一個重要因素是壓力控制管理。把水網分隔成DMA，為建立常設的壓力控制系統創造了條件。降低壓力就可以減少背景泄漏水平，降低各個跑水點的流速，減少年度管網爆管次數，甚至可以達到零爆管。第三章DMA計量區域的劃分為有效降低產銷差，英國倫敦把管網分成十六塊，日本東京分五十塊進行分區計量管理。在現有的分區計量的各個分區內部再次進行DMA分區管理，也就是在大的分區中劃出小的分區，進一步精細的劃出一個個更小的供水區域。這樣才能真正地從管理的角度將DMA分區進一步精細化，并具有實際操作性，才能真正做到主動監測管網漏損，及時發現問題，有效控制產銷差。一般以三級DMA分區管理為宜。3.1一級DMA區域計量一級DMA區域計量是以原有的城市供水自然經營區域為基礎，以水廠出口和各經營區域間轉供水為計量點加裝流量計，以各區域轉供水計量點進出平衡為原則核算各區域水量。但要注意DMA區域劃分和行政區域的劃分有本質上的區別，雖然有時可能是在客觀上實現了區域一致性。3.2二級DMA區域計量3.2.1二級DMA區域計量劃分原則進行二級DMA區域計量主要遵循以下原則：1） 地理條件便利原則：考慮利用供水管網范圍內的天然屏障或城市建設中形成的人為障礙，如河流、山脈、鐵路、主要道路作為分界線；2） 適應供水（量）格局原則：進行二級DMA計量區域劃分時，應考慮到現有水廠、加壓站的供水加壓能力、管道現狀、區域內用水類型等，同時應盡量將區域的分界線劃分在供水主干管上；3） 流量計便于安裝和數量最少原則：進行分區時，流量計數量越少則管理費用就越少，同時流量計本身誤差對分區計量的影響也越小；同時，優先考慮將方便安裝流量計的地段作為區域分界線；4） 有效關閉閥門原則：在不影響DMA區域供水的前提下，適當關閉DMA的邊界閥門，以減少流量計的數量。3.2.2二級DMA區域計量劃分規劃根據上述劃分原則將全市管網規劃了N個計量區域，共設計X個邊界流量計用于這N個二級DMA區域的計量。具體流量計的安裝位置是否合適，一定要進行現場踏勘。3.3三級DMA區域計量三級供水區域計量是指在現有的二級DMA分區計量的各個分區內部進行二次區域計量，也就是在大的分區中劃出小的分區，進一步精細的劃出一個個更小的供水區域。其目的是為了便于進一步查明各供水區域產銷差的差異性，從管理的角度來講是區域計量的進一步精細化。3.3.1三級DMA分區的劃分原則三級DMA分區計量設計的原則是該區必須封閉計量，也就是說，用流量計可計量分析該區夜間最小流量。區域大小可按用戶數來分區，一般為2000-5000戶居民；也可按管網長度：20-30km來分區。該區一路進水可裝一臺流量計，二路進水可裝二臺流量計，三路進水可裝三臺流量計，以此類推。應以各獨立裝表小區、泵站供水小區及支狀管網上的貿易結算水表為劃分依據，對于部分未有明確上述劃分條件的區域，則可根據其實際情況以及該處的管網狀況進行劃分。3.3.2三級DMA分區的劃分規劃按照三級DMA分區原則，我們將在N個二級DMA計量區域的基礎上，再將自來水公司全部管網大約劃分出X個三級DMA分區，具體數量取決于依據分區規劃設計原則和現場實際情況。第四章DMA分區定量管理實施步驟4.1第一步：合理的DMA示范區選擇在水司供水服務區域內，按照三級DMA分區原則選取兩到三個相對獨立且管網數據詳實的區域作為示范區，這樣便于對管網監控，得到的數據客觀、準確并且有代表性。在示范區結合GIS系統充分調研了解示范區域內管網的配置及運營情況，設計一套適用于該區域的具體流量計、滲漏預警系統配置方案。根據配置方案現場踏勘，預先排除示范區內管網上非管道破損漏損的原因。4.2第二步：DMA現場踏勘4.3第三步：DMA區域封閉性檢測關閉DMA區域的進水閥門，通過零流量和零壓力測試驗證DMA區域是否封閉。只有封閉的區域才能取得良好的效果。“零壓力”測試（PZT）；其目的為判斷除安裝流量計的進口閘門外，其余與被測試區域管網相連的閥門是否能夠完全關閉，方法是關斷所有進入該區域的水源來觀察壓力衰減情況。如果壓力保持不降或保持在一個正值，則說明整個小區管網有其他水源進入，需要更加細致地檢查小區邊界閥門的狀況或增加安裝流量計，直到區域封閉檢測成功。封閉性實驗操作步驟如下：根據管網圖確定控制封閉區的閥門，在圖上做好標記；.根據圖紙，現場校對閥門位置，并對閥門做上標記；.檢查閥門的密閉性，對無法關閉的閥門進行維修或更換；采用音聽法進行檢測，如果閥門上沒有過水聲，說明已經完全關閉；?待所有的進水閥門都關閉后，首先在區域內的高點檢測水壓和流量。如果最高點水壓迅速降低，說明區域已經封閉，而且區域內存在漏水；如果高點壓力降低不明顯，可在附近選擇測區內的消火栓進行泄水，觀察壓力和流量的變化，如果壓力很快歸零，說明區域是封閉的，如果壓力不能歸零，說明區域沒有封閉。注意估測消火栓的泄水量；.采用同樣的方法在地勢較低的點進行壓力測試，如果壓力持續降低，說明區域內存在漏水，而且已經封閉，如果壓力穩定到某個值，在附近選擇區域內消火栓泄水再觀察壓力的變化，如果壓力持續降低，說明區域封閉，否則區域未封閉；.封閉性試驗持續時間最好在2小時以上，而且管線越長，持續時間應該越長。.試驗結束打開閥門時再使用聽音棒監聽閥門，同時要盡量慢的打開，以免產生水錘對管線造成傷害。4.4第四步：流量計的安裝和漏損評估在三級DMA示范區安裝邊界流量計，進行壓力和流量監測，并分析DMA示范區的夜間最小流量；通過對DMA區域進水夜間最小流量和壓力的監測，以及對區域內夜間用水狀況的調查，判斷區域內是否存在漏水以及泄漏量的大小，而且長期的流量監測可以快速反映漏水復原的現象，及時發現區域內新的漏水點。評估該區域的管網運行狀況；下圖是某DMA流量和壓力曲線，它是區域漏水評估的重要依據之一：4.5第五步：建立水平衡分析系統通過供水系統水量平衡分析系統對監測的流量數據和抄收回來的用水量等數據，分析區域的產銷差組分，進而定量分析各組分在產銷差中占的比例各是多少，確定產銷差形成的主要原因，指導管理者對癥采取合適的措施降低產銷差。保證水平衡分析結果準確可靠必須做好以下幾點：建立數據采集的規范和準則確保采集數據的準確性和精度（引入置信區間）數據處理過程的規范性（估算數據必須有誤差修正）建立標準、合理的前評估和后評估體系建立水平衡分析系統需要收集或計算以下數據：確定DMA中總的進水量（立方米/月）；確定由DMA流出的總水量（立方米/月）；確定可收費的合法用水量（立方米/月）；確定未收費的合法用水量（立方米/月）；估算表觀漏水量（立方米/月）；計算真實漏水量（立方米/月）；根據水平衡分析的結果，確定造成產銷差的原因，再進行針對性的水損控制。下面是國際水協對產銷差構成做的水平衡分析結果，也對兩家國內水司做了產銷差構成組分的水平衡分析，結果與下圖略有差別，但大趨勢一樣。在產銷差的組分里，管網的物理漏失占主要比重，大約在66%左右。

1^-30%1^-30%4.6第六步：滲漏預警（漏水點預定位）如果區域內存在較大的泄漏量，就需要對區域內供水管道進行滲漏預警監測，例如采用數字型漏水噪聲監測系統，快速發現漏水區域（管段），對于高漏損和高復原率的區域要進行長期監測。下面為預警系統布置示意圖和案例結果：（示例圖一一巡檢模式）（示例圖一一巡檢模式）（示例圖一一固定安裝無線遠傳方式）監測結果:IB C0I11EIuttmif'azwllerVLOD3StrUlCl!jfftfCoBlJEElt1CsiBen^E Osie-StiOLtUJLevelSpread傳制（號巡般日可SVQW?舛如21?9-12-3L31€?Wow2COH2-3L56g9幫胡遍SVoww<wL噩sg3：娘gStOMHOOMn712kQMfl蜘衲klMHIE泌詢STQOWWOO瀾鏟LgLtaSV' 協怖hi即時0SVOOOT?0020C9-12-3N1Hsu-SOWl1]4.7第七步：漏點定位（精定位）和維修;在滲漏預警系統發現問題的管段采用相關儀、多探頭相關儀、聽漏儀等對漏水點進行精確定位，并通知維修人員進行搶修。

（示例圖）（示例圖）相關分析:X .-?s) 口■旦一一一一一一群^! ■*呻一一一一一一群^! ■*呻*JII*!F:H??■!'wjx■r.itaBMBMBBI- □-AAJtAM-flI. '.r. ??nfc-WXia.HSjfl!■im（示例圖）4.8第八步：區域壓力控制管理對于漏水復原現象高或者壓力高的區域可以通過實施壓力控制的方法來降低DMA區域內的產銷差率。

壓力管理帶來的好處延齒了管網設陋的供知壽命隧壓力管理帶來的好處延齒了管網設陋的供知壽命隧1氏了爆曾泥堂的頗季隆低了新網慕毓發生均（管和漏水時的瑞水量降低r供水癥耗4.8.1壓力控制管理的意義:壓力管理的效果:j斐動的需術浙j柢型的底匹J詼例中j斐動的需術浙j柢型的底匹J詼例中Xi；LihEIfcflvri■Wl-Eugi.rra-lOiATTM■n?RHn■6M4 71Ml<MW?■：?■!■WOV上圖是未進行壓力管理前的測試數據：夜間最小流量為46.8M3/h下圖是同一個區域使用壓力管理后的測試數據，夜間最小流量為M3/h4.9第九步：DMA區域建成后的管理在DMA區域的設備安裝實施完成后，必須對DMA進行良好的管理才能保證良好的漏損控制的效果，保證產銷差持續逐步降低，最終穩定在允許的范圍內。為了保證DMA管理的良好效果，在后期管理階段必須做好以下幾點：1）設立系統分析工程師，把對DMA壓力流量數據的監測、評估分析、水平衡分析，作為日常工作，發現異常及時通知相關部門進行處置；嚴格按照DMA后運營管理流程，實施區域水損監測與控制。并且按照實施DMA后的新的水損數據，調整產銷差控制目標值，以實現穩定、持續不斷減低水損，提高經濟效益的目的。設立專門的搶、維修，監察部門，做到發現問題及時維修，保證維修質量。減少漏水持續的時間。對現有的管理模式和管理結構進行適當的調整和完善，各個供水區域管理所實現營、管、控集中管理，嚴格避免責任推諉現象;建立績效考核體系，制定合理的產銷差控制目標和獎懲機制，充分調動監測和檢測人員的積極性。不斷持續提高供水收益。第五章DMA系統功能DMA分區定義及分級定義系統中所有的DMA分區信息。其目的是建立分區計量，在線監測流量、壓力、噪聲和漏損情況，快速定位管道漏損有關信息；實現對DMA分級管理，并對職責進行相應劃分。DMA分區漏損監控及排序監測系統中所定義的DMA分區漏損情況。通過此功能可以清楚地掌控各個DMA是否存在漏損，并根據漏損量從大到小自動排序。DMA分區流置與壓力動態監測以曲線圖的形式展示系統中DMA分區（可以指定具體DMA分區或全部DMA分區）當前各個設備（流量、壓力、噪聲）的最新實際監測數據及數據（流量、壓力）的曲線走勢圖，判斷最小流量變化情況，輔助分析、評估各個區域是否存在泄漏。

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