鞍山城市居民用水量測試與應用

【摘 要】本文通過居民用戶遠傳水表數據監控系統實施居民24小時用水量測試。闡明了鞍山地區居民用水特征并根據測試結果提出并實踐了居民小區漏失水量報警及量化城市漏失水量降低產銷差的科學管理方法。

【關鍵詞】鞍山；居民用水量；測試；應用

鞍山城市供水總量37萬噸/日，供水人口168萬，56萬件用水戶，居民用水量約占總用水量35%。2000年城區95%以上區域實現全日制供水，近年來隨著城市生活水平的提高，居民、商業及工業用水量呈上升趨勢，對供水市場影響較大。本課題主要著重于居民用水量測試，研究城市居民用水規律，在此基礎上提出居民封閉小區漏失判別系數的研究及區域漏失水量分析并用于指導實踐。

1 方案的確定：

2011年，鞍山城區有7萬戶居民使用遠傳水表，我們抽取1.5萬戶遠傳水表用戶，在原有居民遠傳水表系統基礎上改造數據監控系統實現數據無線傳輸和存儲，對居民水表的量值進行分段24小時跟蹤。實驗由2011年1月-9月，經科學統計分析，給出居民生活用水量值和規律。

2 居民用水性質：

2.1 差異性：

2011年4月-9月，匯華園、萬科、環山等高檔小區月平均用水量為7.02±0.43msup3;/月#8226;cap；太平、友好、繁榮、曙光、團結等普通用戶月用水量為4.76±0.41msup3;/月#8226;cap。因此，鞍山城市居民用水具有差異性，其主要影響因素有住房面積、居住人口、用水器具等，分類統計表見表1。

2.2 日用水特性：

2.2.1 4-9月，居民最小用水時段在每天0-4點，平均1.17±0.58L/h·cap 。

2.2.2 早高峰是一天中最大用水時段，基本在早6-7點，平均20.69±6.6L/h·cap。

2.2.3 中午高峰用水時段11-13點，用水量8.99±2.19L/h·cap，特殊情況下，鞍鋼居民生活小區出現沒有中午高峰現象。

2.2.4 晚高峰用水時段17-19時，用水量13.12±2.93L/h·cap。特殊情況下，鞍鋼居民生活小區存在晚高峰大于早高峰現象。

2.2.5 時變化系數K1 =2.47±0.49、K2=9.01±4.7、K3=21.93±1.0。參數K的含義在時變化系數的應用中具體解釋。

2.3 月用水量變化趨勢：

由于項目從籌劃到實施的準備時間較長，目前只有環山小區數據比較全面，因此這里以環山小區為例分析水量變化趨勢。2011年1-9月，環山小區月平均用水量為6.5±0.49msup3;/月#8226;cap；最大用水量為春節期間，即1月份，該月平均用水量為7.4msup3;/月#8226;cap。之后逐月階梯性下降至4月5.8 msup3;/月#8226;cap，隨后逐月增加至8月6.9 msup3;/月#8226;cap；之后繼續下降至9月6.7 msup3;/月#8226;cap.從環比及與平均值相比看，月居民平均用水量最大變化值為±12%，平均變化率6.1%。

從數學相關度看，1-9月，立山地區供水量與環山小區居民用水量相關系數為0.40，總體不相關；但4-9月相關系數為0.87，呈高度相關；經分析存在冬季供暖水量影響。剔除冬季供暖水量，1-9月相關系數為0.88.因此證明：環山小區居民用水量與立山地區供水量高度相關。

3 居民用水時變化系數的應用：

居民用水時變化系數通常是某用水地區24小時居民用水曲線中，最大時段流量與平均時段流量的比值。根據研究需要，我們暫時命名K1。根據時變化系數定義，我們另K2為平均時段流量與最小流量的比值，K3為最大時段流量與最小時段流量。由于城市管網漏失水量計算來源于最小時段流量，我們設計實驗研究K與漏失率的關系。

環山小區292戶，DN200管線供水，經測量確認該區域管線無漏水。2011年6月，我們在小區內消火栓放水口安裝DN20管線和水表并將數據上傳至數據監控系統，管線出口設置在下水井口，通過調控水量實施漏失水量模擬實驗。對實驗數據分組分析求得漏失率與時變化系數K1、K2、K3之間的PEARSON系數表如下：

上表知：環山小區漏失率與時變化系數K1、K2 、K3均高度相關。由于K3相關度最高，通過計算推出漏失率與時變化系數K3的線性方程如下：

Y=-5.62X+73.10

Y—漏失率；

X—時變化系數K3。

經計算擬合系數R2=0.91，擬合效果良好。

公式應用條件：

3.1 根據24小時居民用水變化實驗數據統計，K3基本穩定在13-33范圍內，即：漏失率為0%時K3取值范圍。

3.2 K3大于1，顯然不存在最大時段流量小于或等于最小時段流量情況。

根據我國行業標準《城市供水漏損控制和評定標準》（CJJ-2002）規定，經公式計算確定居民用戶封閉小區K3等于10做為小區管理漏失報警數值，漏失率為16.9%±1.55%。2011年8月-10月，將K3應用在鐵東經營公司對爐經營管修所的18個居民封閉小區并報警，分清責任主體，實現查漏降水量和經營管理增收兩條控制主線。該地區封閉小區產銷差率由原來的38%降至18%，效果明顯。

4 夜間最小時段流量的應用：

圖2我們看到各個時段居民用水量差值較大，尤其早高峰。根據數據統計顯示，早、中、晚3個高峰居民用水變化幅度分別是31.9%、24.4%、22.3%，變化幅度大，同時量值也較大。而每天凌晨0-4點用水量變化幅度雖然較大，但量值較小，基本集中在1.17L/h·cap。為計算城市管網漏失水量奠定基礎。

鞍山深溝寺地區主要居住鞍鋼職工，供水人口14萬，供水面積5.6平方公里。日供水量2.3萬噸，通過測試并采取夜間流量分層法計算2011年平均漏失水量為4.9萬噸/日，產銷差率35%。然后通過分區計量確定該地區22個自然封閉區域漏失水量及權重，2011年8月對各區域責任人下達漏失水量控制指標并主動查修漏失水量。截止2011年12月，該地區總體產銷差率下降至28.9%，取得良好成果。