供水管网DMA分区定量产销差控制一体化系统解决专业方案.docx

供水管网DMA分区定量产销差控制一体化系统处理方案摘要：本文着重介绍了实施DMA管理意义和实施步骤，经过供水管网系统分区计量，建立常设、数字化漏水监测控制系统；经过DMA把整个供水管网系统划分为若干小区，划小核实单位，对各区域分开管理，从而达成控制产销差，并确保其连续稳定地降低目标，最终达成国家许可范围；经过DMA实施，对各区域分开管理，落实新理念，新方法，实际上也是为营业管理、管网管理和水损监测控制合并，进行职责重组和管理结构再造, 使供水企业运行管理由原来营业、管网分开粗放式管理，逐步实现营、管、控一体化数字化精细管理一个基础而又必需工作。关键词：产销差控制、DMA分区计量、压力管理、水平衡、渗漏预警，精细化管理序言伴随城镇化规模不停扩大，市场经济不停深入、供水企业产销差率不仅居高不下，而且有提升趋势。这是中国供水行业现在急需处理问题。多年来，即使，中国供水行业在不停努力，试图经过对管网漏水进行探测和控制，以达成降低产销差目标，不过收效不大。1.1具体表现以下：1.1.1进行规模性漏水探测，短期内（六个月）降低了产销差，然后产销差会回升；1.1.2确实查出部分漏水点，产销差控制效果和理想状态差距较大；1.1.3查明漏水点漏量不少，但对产销差降低影响不大。1.2造成这种结果关键原因以下：1.2.1现在中国关键以探测漏水点，降低目前产销差为目标，但在依靠管网管理，追求长远、连续控制管网漏水，不停提升供水收益方面考虑比较少。所以，漏水探测工程以短期工作为主，而不是连续几年反复探测、维护和保持；1.2.2在管网漏损控制方面，即使从宏观上讲有国家地方要求，但从水司管理上并没有建立以数据为依据管网漏水衡量标准。即不能知道现在管网漏水情况，更不能正确确定管网漏水控制总体目标和阶段目标，所以不能依据数据有计划系统控制管网漏水；1.2.3漏水探测方法简单和落后。因为漏水探测现在是以探测漏水量或漏水点收费，漏水探测队伍从利益角度考虑，只是采取简单技术，检测出简单轻易找到漏水点，其结果是对降低产销差贡献微小，或短期降低后快速回升。1.2.4因为没有建立系统化漏水控制平台，造成了不能立即对管网系统进行漏水探测和有效控制，更不能连续不停降低管网漏水；1.2.5没有把产销差控制和市场经济深入结合起来、没有把产销差连续降低和企业管理意识转变结合起来，没有把供水收益提升和组织结构调整和完善，由粗放管理走向精细化管理统一起来考虑。北京埃德尔企业在借鉴国外DMA成功经验基础上，经过不停实践，总结出了一套适合中国国情DMA产销差控制管理理论和方法，经过对供水管网进行合理划分和管理，可逐步稳定连续降低供水管网漏损，使供水企业产销差控制在合理范围内，达成节能降耗目标，提升企业经济效益。2实施DMA分区管理目标和意义2.1DMA 管理定义DMA管理概念是在1980年初，英国水务联合会“泄漏控制策略和实践”汇报中首次提出。在这份汇报中，DMA被定义为：“分配系统中一个分离区域，通常由阀门形成或是完全能够断开管网，进入或流出这一区域水量能够计量。经过对流量分析来定量泄漏水平。这么检漏人员就能够更正确决定何时何处检漏更为有利”。依据中国情况,即使中国管网结构和国外有所不一样,但经过实践,DMA定义差异不大,只是应该把DMA定义为供水管网中一个相对独立管网区域更为贴切,还有一点需要提及是:关键区分在于中国管网环状结构甚多,这么增加了实施DMA难度和技巧性.2.2DMA管理目标和意义控制供水管网产销差率，使之逐步降低，逐步稳定到许可水平。1）改变传统水损控制方法传统漏损控制多是采取声波原理仪器进行检漏工作。这种方法在过去几十年里一定程度上对漏损控制作出了贡献，取得了部分效果。即使我们也做过主动检测，但从本质上讲这种方法毕竟属于被动式控制方法，因为不能立即发觉漏水点造成泄漏时间延长，水损增大。况且在较大范围水网上使用这么仪器和方法进行检测效率也很低，花费人力、物力也大。即使请专业检漏企业进行漏水普查，短时间内可能效果显著，不过因为漏水复原现象存在，并不能从根本上达成降损目标。2）建立供水管网系统化分区实时在线水损监测控制系统经过部分发达国家近些年成功经验证实，只有进行DMA分区管理才能相对从根本上达成控制漏损目标。即在确保城市正常供水前提下将供水管网进行合理分区，安装流量计，统计和分析夜间最小流量，实时噪声监测-相当于在供水管网上安装了一套即时反馈漏水系统水损控制系统。这么就能够快速而正确地定量各个DMA泄漏水平和泄漏方向，检漏就能够快速抵达并确定最严重泄漏部位，进而快速修复，极大缩短泄漏时间。3）应用DMA稳定、持久地、有计划，有步骤地实现水损控制目标，不停提升供水收益（1）极大地缩短发觉漏水时间和区域，实现漏点快速定位。总漏水时间能够划分为三个区间，分别称为发觉、定位和修复。见上图，发觉时间是指从漏水发生到水管理部门获知有漏水发生之间时间；定位时间是指通常正确定位漏水点所需时间；修复时间是指漏水点一旦被正确定位后完成修复通常所用时间，包含策划和依法向公路管理部门发送通告。总漏水量=单位时间泄漏量*漏水发生时间实施DMA管理可快速发觉漏水存在区域，缩短发觉漏水时间。指导检漏人员漏水检测工作，做到有目标、相关键进行漏水检测。（2）依据在线监测水损数据，不停设定新水损控制目标因为DMA是实时在线水损监测控制系统，所以，能够不停依据新水损水平，设置和调整控制水损目标，这么就能有计划，有步骤达成企业或国家要求水损控制水平，在过去这点是做不到。（3）利于DMA建立常设自动控制压力管理降低和维持低泄漏水平另一个关键原因是压力控制管理。把水网分隔成DMA，为建立常设压力控制系统发明了条件。降低压力就能够降低背景泄漏水平，降低各个跑水点流速，降低年度管网爆管次数，甚至能够达成零爆管。 DMA计量区域划分 为有效降低产销差，英国伦敦把管网分成十六块，日本东京分五十块进行分区计量管理。在现有分区计量各个分区内部再次进行DMA分区管理，也就是在大分区中划出小分区，深入精细划出一个个更小供水区域。这么才能真正地从管理角度将DMA分区深入精细化，并含有实际操作性，才能真正做到主动监测管网漏损，立即发觉问题，有效控制产销差。通常以三级DMA分区管理为宜。3.1一级DMA区域计量一级DMA区域计量是以原有城市供水自然经营区域为基础，以水厂出口和各经营区域间转供水为计量点加装流量计，以各区域转供水计量点进出平衡为标准核实各区域水量。但要注意DMA区域划分和行政区域划分有本质上区分，即使有时可能是在客观上实现了区域一致性。3.2二级DMA区域计量3.2.1二级DMA区域计量划分标准进行二级DMA区域计量关键遵照以下标准：1）地理条件便利标准：考虑利用供水管网范围内天然屏障或城市建设中形成人为障碍，如河流、山脉、铁路、关键道路作为分界线；2）适应供水（量）格局标准：进行二级DMA计量区域划分时，应考虑到现有水厂、加压站供水加压能力、管道现实状况、区域内用水类型等，同时应尽可能将区域分界线划分在供水主干管上；3）流量计便于安装和数量最少标准：进行分区时，流量计数量越少则管理费用就越少，同时流量计本身误差对分区计量影响也越小；同时，优先考虑将方便安装流量计地段作为区域分界线；4）有效关闭阀门标准：在不影响DMA区域供水前提下，合适关闭DMA边界阀门，以降低流量计数量。3.2.2二级DMA区域计量划分计划依据上述划分标准将全市管网计划了N个计量区域，共设计X个边界流量计用于这N个二级DMA区域计量。具体流量计安装位置是否适宜，一定要进行现场踏勘。3.3三级DMA区域计量三级供水区域计量是指在现有二级DMA分区计量各个分区内部进行二次区域计量，也就是在大分区中划出小分区，深入精细划出一个个更小供水区域。其目标是为了便于深入查明各供水区域产销差差异性，从管理角度来讲是区域计量深入精细化。3.3.1三级DMA分区划分标准三级DMA分区计量设计标准是该区必需封闭计量，也就是说，用流量计可计量分析该区夜间最小流量。区域大小可按用户数来分区，通常为-5000户居民；也可按管网长度：20-30km来分区。该区一路进水可装一台流量计，二路进水可装二台流量计，三路进水可装三台流量计。应以各独立装表小区、泵站供水小区及支状管网上贸易结算水表为划分依据，对于部分未有明确上述划分条件区域，则可依据其实际情况和该处管网情况进行划分。3.3.2三级DMA分区划分计划根据三级DMA分区标准，我们将在N个二级DMA计量区域基础上，再将某市自来水企业全部管网大约划分出X个三级DMA分区，具体数量取决于依据分区计划设计标准和现场实际情况。DMA分区定量管理实施步骤第一步：合理DMA示范区选择在水司供水服务区域内，根据三级DMA分区标准选择两到三个相对独立且管网数据详实区域作为示范区，这么便于对管网监控，得到数据客观、正确而且有代表性。在示范区结合GIS系统充足调研了解示范区域内管网配置及运行情况，设计一套适适用于该区域具体流量计、渗漏预警系统配置方案。依据配置方案现场踏勘，预先排除示范区内管网上非管道破损漏损原因。第二步：DMA现场踏勘第三步：DMA区域封闭性检测关闭DMA区域进水阀门，经过零流量和零压力测试验证DMA区域是否封闭。只有封闭区域才能取得良好效果。“零压力”测试（PZT）；其目标为判定除安装流量计进口闸门外，其它和被测试区域管网相连阀门是否能够完全关闭，方法是关断全部进入该区域水源来观察压力衰减情况。假如压力保持不降或保持在一个正值，则说明整个小区管网有其它水源进入，需要愈加细致地检验小区边界阀门情况或增加安装流量计，直到区域封闭检测成功。封闭性试验操作步骤以下：依据管网图确定控制封闭区阀门，在图上做好标识； 依据图纸，现场校对阀门位置，并对阀门做上标识； 检验阀门密闭性，对无法关闭阀门进行维修或更换；采取音听法进行检测，假如阀门上没有过水声，说明已经完全关闭； 待全部进水阀门全部关闭后，首先在区域内高点检测水压和流量。假如最高点水压快速降低，说明区域已经封闭，而且区域内存在漏水；假如高点压力降低不显著，可在周围选择测区内消火栓进行泄水，观察压力和流量改变，假如压力很快归零，说明区域是封闭，假如压力不能归零，说明区域没有封闭。注意估测消火栓泄水量； 采取一样方法在地势较低点进行压力测试，假如压力连续降低，说明区域内存在漏水，而且已经封闭，假如压力稳定到某个值，在周围选择区域内消火栓泄水再观察压力改变，假如压力连续降低，说明区域封闭，不然区域未封闭； 封闭性试验连续时间最好在2小时以上，而且管线越长，连续时间应该越长。 试验结束打开阀门时再使用听音棒监听阀门，同时要尽可能慢打开，以免产生水锤对管线造成伤害。 第四步：流量计安装和漏损评定在三级DMA示范区安装边界流量计，进行压力和流量监测，并分析DMA示范区夜间最小流量；经过对DMA区域进水夜间最小流量和压力监测，和对区域内夜间用水情况调查，判定区域内是否存在漏水和泄漏量大小，而且长久流量监测能够快速反应漏水复原现象，立即发觉区域内新漏水点。评定该区域管网运行情况；下图是某DMA流量和压力曲线，它是区域漏水评定关键依据之一：第五步：建立水平衡分析系统经过供水系统水量平衡分析系统对监测流量数据和抄收回来用水量等数据，分析区域产销差组分，进而定量分析各组分在产销差中占百分比各是多少，确定产销差形成关键原因，指导管理者对症采取适宜方法降低产销差。确保水平衡分析结果正确可靠必需做好以下几点：建立数据采集规范和准则确保采集数据正确性和精度（引入置信区间）数据处理过程规范性（估算数据必需有误差修正）建立标准、合理前评定和后评定体系建立水平衡分析系统需要搜集或计算以下数据：确定DMA中总进水量（立方米/月）；确定由DMA流出总水量（立方米/月）；确定可收费正当用水量（立方米/月）；确定未收费正当用水量（立方米/月）；估算表观漏水量（立方米/月）；计算真实漏水量（立方米/月）；依据水平衡分析结果，确定造成产销差原因，再进行针对性水损控制。下面是国际水协对产销差组成做水平衡分析结果，首创也对两家中国水司做了产销差组成组分水平衡分析，结果和下图略有差异，但大趋势一样。在产销差组分里，管网物理漏失占关键比重，大约在66%左右。第六步：渗漏预警（漏水点预定位） 假如区域内存在较大泄漏量，就需要对区域内供水管道进行渗漏预警监测，如采取Permalog+，快速发觉漏水区域（管段），对于高漏损和高复原率区域要进行长久监测。下面为预警系统部署示意图和案例结果：巡检模式固定安装无线远传方法监测结果：依据管网情况确定监测时间：第七步：漏点定位（精定位）和维修；在渗漏预警系统发觉问题管段采取相关仪、多探头相关仪、听漏仪等对漏水点进行正确定位，并通知维修人员进行抢修。相关分析：第八步：区域压力控制管理对于漏水复原现象高或压力高区域能够经过实施压力控制方法来降低DMA区域内产销差率。压力控制管理意义：压力管理效果：上图是未进行压力管理前测试数据：夜间最小流量为46.8M3/h下图是同一个区域使用压力管理后测试数据 ，夜间最小流量为33.2 M3/h第九步：DMA区域建成后管理在DMA区域设备安装实施完成后，必需对DMA进行良好管理才能确保良好漏损控制效果，确保产销差连续逐步降低，最终稳定在许可范围内。为了确保DMA管理良好效果，在后期管理阶段必需做好以下几点：1）设置系统分析工程师， 把对DMA压力流量数据监测、评定分析、水平衡分析，作为日常工作，发觉异常立即通知相关部门进行处理； 严格根据DMA后运行管理步骤，实施区域水损监测和控制。而且根据实 施DMA后新水损数据，调整产销差控制目标值，以实现稳定、连续不停减低水损，提升经济效益目标。这一步能够说是DMA 是否成功关键步骤。 设置专门抢、维修，监察部门，做到发觉问题立即维修，确保维修质 量。降低漏水连续时间。 对现有管理模式和管理结构进行合适调整和完善，各个供水区域管 理所实现营、管、控集中管理，严格避免责任推诿现象； 建立绩效考评体系，制订合理产销差控制目标和奖惩机制，充足调动 监测和检测人员主动性。不停连续提升供水收益。这几步能够说缺一不可。 经济效益预分析 我以日供水量50万m3某城市为例，管线长度1500公里，按30公里管线长度进行区域划分，将整个供水管网划分成50个DMA区域，按平均一个DMA区域需要两套流量计计算，共需投入流量计100套，按5万元一套计算，总投入约500万，检漏设备再投入100万元，共需投入约600万元，平均每公里投入约4000元。按以上步骤和管理方法实施DMA分区管理，通常每十二个月最少可降低两个百分点，即每十二个月可节水365万m3。按一元/ m3水价计算，每十二个月可节省365万，两年即可收回成本，还有100多万利润。假如确实作到稳定，连续降低水损话，经济效益和社会效益是很之大。6、 结论供水管网分区计量是进行管网漏损分析和产销差控制比较通用做法，在国外已经广泛使用并取得了很好效果。伴随社会快速发展，建立供水产销差控制DMA一体化系统处理方案已经成为趋势！经过DMA实施可掌握供水情况，进行科学调度，立即发觉漏水发生区域，立即检测维修，从而降低供水企业供水运行中经营管理风险，提升供水系统管理水平，提升供水效益，优化管网运行，减低管网漏失率。经过实施DMA管理实现连续性降低漏损，保障供水系统安全运行，可给供水企业带来巨大经济效益和社会效益。优化管网运行，实现连续性降低漏损，保障供水系统安全运行，可给供水企业带来巨大经济效益和社会效益。在实施DMA分区计量方法时提议强化下列意识和理念：没有数据作为依据，由粗放管理向精细化管理转变就有可能趋于形式。数据是实施营、管、控一体化科学管理基础，所以，要把积累数据作为一个关键事情来抓，方便于适应未来发展需要；在发觉漏损量大、漏点复原率高或关键而又不能常进常出区域或地方，除非管网改造，不然采取压力管理、渗漏预警系统、漏点正确定位三管齐下做法是一个快速降低产销差关键举措。GIS 、SCADA、DMA、WDM（水力模型）、PMS（压力控制管理系统）有密不可分关系，她们是实现供水科学管理必不可少基础数据系统，也是未来转换管理方法充足必需条件，所以要给充足重视。参考文件：1.IWA Water Loss Task Force,Practical Approach Initiatives to Water Loss Reduction,Water 21()2. IWA Water Loss Task Force,Assessing Non-Revenue Water and its Components：A Practical Approach,Water 21()3.IWA Water Loss Task Force,Managing Leakage by Managing Pressure-A Practical Approach,Water 21()作者联络：毋焱留德硕士/运行总监刘志强高级工程师/技术经理高伟硕士/技术总监杨帆博士/董事长所在单位：北京埃德尔企业联络方法：北京海淀区中关村南大街甲6号铸诚大厦B座22层（100086）电话[phone]传真[phone]E-mail：