夜間最小流量法和DMA分區在降低農村供水管網漏損中的實踐

郭思琪

(天津市津北水務有限公司，天津300400)

國務院《水污染防治行動計劃》規定，公共供水管網漏損率需達到行業一級標準[1]，即控制在10%以內。然而根據最新《城市供水統計年鑒》相關數據，我國城市供水管網平均漏損率為16.99%，與規定標準存在較大差距。因此，降低管網漏損率成為亟待解決的問題。

1 研究區域概況

1.1 概況

天津市某農村飲水提質增效工程供水面積為478.78 km2，涉及農村居民用戶30 679戶，企業用戶2 000余戶，區域內輸水管線長度約為40 km，敷設配水管網長度約為314 km，設置40套景觀式加壓設備，日供水量在1.5×104m3左右。早晚時段為研究區域用水高峰，夜間最小流量主要出現在凌晨2：00—4：00。受老舊管網埋深不足、年久受損等因素影響，研究區域內管網爆管、漏損現象頻發。

1.2 DMA網格化分區概況

針對研究區域供水系統現狀，采用DMA獨立計量區域管理方法。在綜合考慮供水區域用水情況、人口分布等因素后，決定將該供水區域以村為單位進行DMA中型(用戶數在1 000～3 000)的網格化分區。以其中某一網格為主體進行研究，網格內用戶類型為企事業及居民。為了對供水系統運行狀態進行更好的監測和漏損管理，在構建DMA網格化分區后，在網格唯一進水口后端及加壓泵站前端布設流量計和壓力計，流量傳感器每5 min采集一次數據。

2 案例分析

2.1 合理夜間最小流量計算

① 夜間生活用水量。網格區域內常住居民約1800戶，估算夜間用水量為0.6 L/(h·cap)，夜間生活用水量共約4.32 m3/h。

② 工業用水。網格區域內共有3家大型企業24 h不間斷用水，夜間工業用水量約為25 m3/h。

③ 不可避免物理漏失量(UARL)。根據國際水協(IWA)的UARL計算經驗公式[2]：

UARL=(18Lm+0.8Nc+25Lp)×P

(1)

式中 UARL——管網不可避免物理漏失水量，m3/h；

Lm——評價區域內供水管道長度，主要指輸水管線的長度，取3.42 km；

Nc——評價區域內連接點數，取220個；

Lp——評價區域內引入管長度，取0.2 km；

P——評價區域內供水管網平均壓力，取26 m。

計算得到UARL為8.2 m3/h。

④ 其他合理用水量[3]。按居民生活用水量10%估算，約0.43 m3/h。

綜上所述，合理夜間最小流量如表1所示。

表1 合理夜間最小流量Tab.1 Reasonable minimum flow at night

2.2 網格內漏損分析

網格區域內夜間最小流量監測數據如表2所示。

表2 網格區域夜間最小流量監測數據Tab.2 Nighttime minimum flow monitoring data in DMA area

2.3 漏損控制措施

通過對流量的實時監測及對夜間最小流量的計算發現，2020年7月11日夜間最小流量值偏高，初步判斷此網格區域內供水管網存在異常。供水企業立即從以下幾方面開展排查工作。

① 供水管網漏損。鑒于網格區域內老舊管網漏損現象頻發，管網出現漏點被認為是造成此次夜間最小流量值偏高的主要原因。供水企業立即組織檢漏公司進行管網漏點檢測，同時加強管網巡視，加強實時壓力的監測，收集自來水用戶投訴信息。將突然掉壓以及用戶集中反映水壓低、停水的地方作為重點進行排查。

② 企業用水情況變化。包括已有的工業企業或新增夜間企業用水戶?？紤]季節性變化、生產工藝改變等原因造成的工業企業夜間用水量變化。建立大客戶管理制度，跟蹤并及時更新企業用水情況。

③ 非法用水。加強取用水監督管理，實現取用水監督檢查全覆蓋，同時運用法律手段嚴厲打擊非法用水行為。

2.4 漏損控制成果

從圖1可以看出，通過采取一系列漏損控制措施，企業供水產銷差從26.01%降至19.89%。

圖1 網格區域7—10月供水量和售水量Fig.1 Water supply and sales volume of DMA area from July to October

供水企業通過DMA分區管理方法，利用具有遠程傳輸功能的智能化水計量器具，對網格區域內夜間實時流量進行分析，進而評估該區域供水管網實際漏損情況。通過對漏損的主動監測、動態追蹤、及時修復，在最短時間內、以最小的人力物力投入實現漏損控制，降低供水產銷差，提高企業的經濟效益。

3 建議

應用夜間最小流量經驗法進行漏損評估需要一定的經驗，區域用水情況調查、管網資料調研、現狀管網運行監測數據、流量數據的分析等都會對評估結果造成影響。在DMA分區管理法成熟后，供水企業可以繼續發展形成基于DMA分區的管網漏失監測、預警、控制工作新模式，供水管網壓力管理、供水體系水質檢測等工作亦可在此基礎上展開。