關于城市供水管網分區供水技術分析

劉偉榮

（東莞市東江自來水有限公司 523000）

1 引言

對城市發展來說，優質供水是城市居民生活的基本保障，而提升供水管理水平、降低供水產銷差對于供水企業提高生產效益具有重大意義，但傳統的供水管理手段不能有效識別供水過程中的薄弱環節，進而造成供水收益長期得不到實質提升。在這種情況下，越來越多供水企業開始重視對分區供水技術的應用，通過將該技術引入到城市供水管網中，不僅可以實現對水資源的全方位供應，而且還可以直接確定出影響產銷差較高的區域，在此基礎上對管理漏損進行有效的監測和控制，從而提升供水收益。同時，采用分區供水技術還可以得到區域的用水規律和特征，這也為供水企業后期的供水調度優化、能耗降低以及供水管網的高效運行提供了準確可靠的數據信息支持。本文正是基于這一出發點，對城市供水管網分區供水技術進行了一些有意義的探討，希望對完善城市供水系統和優化城市供水管網管理等工作能夠有所幫助。

2 國內外供水企業產銷差率的現狀

所謂的供水產銷差率是指供水總量減去有效供水量之差與供水總量的比值，該指標可以直接反映城市供水系統的漏損量，而且最重要的一點就是產銷差率可以直接表示供水系統的經濟收益情況，這個值越大，說明供水量和已售出水量的差值就越大，即代表了水資源的漏損量就比較大，那么經濟收益自然也就比較低。因此，我國供水企業當前的最大問題就是如何能夠降低產銷差率。

我國地域跨度比較大，不同地區城市的供水管網產銷差率也不盡相同，一般北方城市的供水管網產銷差率會比較高，例如遼寧等個別地區的供水管網產銷差率甚至達到了30～40%，這就說明我國供水企業的供水收益處于較低水平。而對產銷差進行系統化的技術控制，在國內尚處于起步初期的摸索階段，基本步驟以漏水探測為主，以用戶用水狀況調查為輔，并初步進行了夜間最小流量法的嘗試，整體效果還不是十分明顯。與之相對的是，國外一些先進供水企業在這方面走在了前列，比如馬來西亞哥打基納巴盧未付費水減少項目，構建了以分區計量為基礎的產銷差控制體系，具體則包括對以往賬單的分析、劃分供水封閉監測區、水力學模型的建立及修正、漏水分析、夜間平均流量分析、整體流量分析、水表核查、漏水探測、以及通過壓力調控來抑制漏水損失等。因此，采用獨立分區計量等技術手段來降低供水管網的產銷差率，已經成為我國供水系統現代化建設的當務之急。

3 分區計量區域的建立

分區計量區域主要指擁有一個或多個進水口，并且擁有永久性邊界的獨立供水區域，并且能對該區域的進、出水流量都進行計量。城市供水管網分區始于20世紀80年代，比較典型的成功案例如倫敦將供水管網劃分為16個區，東京將供水管網劃分為50個區。分區供水技術對提升管網供水管理水平和降低管網漏損具有重要的意義，我國近年也加大對分區供水技術的研究和實踐運用工作。

3.1 分區的原則

在對供水管網進行分區管理時，首先需要掌握所在區域的管網布置情況，只有切實了解供水管網的水力特性，才能實現獨立計量區域的科學劃分。具體分區原則需要滿足以下幾點：

（1）應根據城市的實際供水系統和管網分布情況進行分區規劃（如圖1所示）。在規劃獨立計量區域的大小時，首先要考慮的因素就是區域內的用戶數和管線長度。就目前而言，世界主流的做法是用用戶數來確定分區的大小，而每一區域的合理用戶數主要都是依靠經驗總結。但這種模式可能不適合我國城市的具體情況，我國因為城市人口密度大的緣故，所以在確定分區大小時，應對用戶數和管線長度這兩個因素進行綜合考慮。用戶數一般應控制在3000戶左右，而管線長度應控制在10km以內，根據這一標準劃分的獨立計量區域比較符合我國的實際國情。當然，現實中在確定分區大小時，還應根據城市的具體情況做相應的調整。

圖1 某DMA分區規劃方案

（2）要保證現場具有合適的施工條件。當分區大小確定后，就需要在進水管道安裝計量裝置，一些位置甚至需要安裝新的管道和閥門，而這些都需要通過施工來完成。如果現場不具備相應的施工條件，那么就需要對分區規劃作出適當調整。

（3）要最大限度地避免對原管網水力特性的改變。上文已經提到，分區計量區域的構建條件之一就是必須要有永久性的邊界來確保供水區域的獨立性，所以在進行分區規劃時，要在必要的位置添加閥門等設施。但這種改動應盡量不改變原管網的水力特性，所以對閥門等設施的添加數量會有一定的要求。

3.2 檢驗管網的獨立性

在完成分區劃分及其相應的施工建設后，還需要對分區的獨立性進行檢驗，其中最常用的方法就是零壓測試。該方法是在一個獨立計量區域內，先關閉本區域與外界聯系的閥門，并確保區域內用戶在測試時不會用水，然后在夜間或管網用水量的最低峰，通過打開消火栓來放掉存水的方式來觀測管網中的壓力變化情況。如果發現壓力持續下降，那么就說明所建立的分區是獨立的的；反之就說明分區并沒有實現完全密閉，此時就應對分區與外界的聯系閥門或是否存在相連的管道等情況進

行檢查，待問題修復后再進行零壓測試，直到測試結論為獨立為止。

3.3 測試壓力

當分區建立并運行一段時間后，如果有用戶反映壓力出現不足等問題，就應立即停止運行并查找原因，如有必要還應重新進行規劃。

4 獨立計量分區監測漏損

在分區建立后，其監測漏損方法主要有兩種：①估算法；②最小夜間流量法。這兩種方法的前提是該分區內不存在違法偷水的情況。

4.1 估算法

根據對大量數據的統計分析，人們可以構建分區漏水量的經驗估算公式，通過將分區內管線長度、管道平均供水壓力等參數進行代入，就可以實現對分區漏損的估算。

4.2 最小夜間流量法

最小夜間流量就是利用夜間用水量最小的時段來監測管網的流量，并以此為依據做出時間流量曲線。其中，最小夜間流量包括用戶最小夜間用水量和最小夜間漏失水量。最小夜間流量的得出也有兩種方法：①通過多次測量夜間最小流量并取中間值的方式來確定，這種方式適合分區規模比較小的情況；②根據公式進行直接計算。用戶夜間用水量則可以通過大量的實測統計數據來計算得到。

5 結束語

現實中，考慮到我國的城市供水管網大多鋪設年代久遠，并且存在著嚴重的漏損情況，所以加強對漏損的管理已經成為了當務之急。目前應用到管網檢漏的方法有很多，但絕大多數的操作難度都比較大，而建立獨立的計量分區，可以有效監測管網漏損以及快速定位漏損，這對漏損控制和降低產銷差率具有重要意義。

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