供水管网模型在区域计量分区管理中的应用

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1、供水管网模型在区域计量分区管理中的应用雷景峰(上海三高计算机中心有限公司,上海200092)摘要对供水管网实施区域计量分区(DMA)管理是城市管网管理的一种新模式,对提高供水系统的管理水平、提高供水效益、优化管网运行以及减小管网漏损等具有重要的意义。以JM市为例,应用供水管网模型模拟分析手段,科学划分区域规模和边界,对分区方案进行计算,验证其可行性,规避DMA引起的管网运行风险。关键词供水管网模型区域计量分区漏损0概述供水管网是“城市的生命线”,对供水管网实施区域计量分区(DistrictMeteringArea,DMA)管理是城市管网管理的一种

2、新模式,是供水企业加大科技投入、向管理要效益的一种新手段,对提高供水系统的管理水平、提高供水效益、优化管网运行以及减小管网漏损等具有重要的意义。国外较早开展了供水管网DMA研究和应用,1980年英国第一次提出DMA,其目的是实现对管网漏损的长期监测,降低漏损率。英国伦敦、日本东京和大阪的市区供水管网分别被分为16、50和18个区域,韩国首尔等城市也较早开展DMA。在国内,香港、上海、北京、深圳、天津、福州、沈阳、长春、南京等城市也在DMA研究和应用方面做了积极的探索,取得很好的成果,为我国供水管网管理改革提供了借鉴和参考[1～6]。所谓区域计量分

3、区(DMA),是指综合考虑城市地形地貌等自然地理特征、行政管理区划、水压分布、水厂分布和供水能力、用户水表数及用水量等因素,按照一定的原则,在配水系统中通过分区安装流量计或水表,关闭部分阀门,建立若干个相对独立的计量区域,装表计量的区域必须有明确的边界,通过记录流量计或水表计量范围内的不同时间用水量,结合营业收费系统用水量数据分析,推断计量区域内的管网漏损情况,为实现精细化管理、采取控制漏损措施提供科学的依据。1区域计量分区的原则供水管网区域计量分区(DMA)管理是管网管理模式的革新,实施过程中既要借鉴国外的先进经验,也要结合我国每个城市的实际情

4、况,具体问题具体分析。供水企业根据自身供水情况和行业有关标准,设立管网经济漏损指标。该指标就决定了DMA的区域面积大小、用户数规模。《城市供水管网漏损控制及评定标准》(CJJ92—2002)中规定,城市供水企业管网漏损率基本评定标准为12%,在执行时可根据城市管网情况和企业的实际运作做适当的修正。根据用户数量,DMA分区大小范围一般分为三种等级:(1)(2)(3)<1000户,小的DMA;1000～3000户,中等DMA;3000～5000户,大的DMA。根据城市供水管网的特点综合确定管网分区原则,初步提出管网分区的若干方案,如果需要可将分区区域

5、进一步划分子区域,即两级分区。在对各方案进行综合技术经济比较的基础上,提出最佳几个方案。然后,通过管网水力模型对分区方案进行模拟计算,分析预测分区方案实施对管网水力运行的影响,验证其可行性,避免不必要的损失。2管网模型在区域计量分区中的应用区域计量分区(DMA)边界阀门的关闭,流量计或水表的安装,对整个配水系统设计和运行的影响,应予充分考虑。如果系统压力在最优化状态下运行,那么,此影响就特别明显。管网水力模型是分析供水管网运行工况的最有效工具,能对多个分区方案进行评估,为科学决策提供帮助,例如:(1)区域边界哪些阀门应该关闭(反之亦然);(2)管

6、网中减压阀的设置;226给水排水Vol135No1112009(3)(4)JM市从行政区划上分为蓬江区(北面)和江海区(南面),以河流为自然分界。蓬江区为主城区,以居民区、商业区为主;江海区主要包括外海镇、高新区、头乡、礼乐镇等。其中,外海镇、头乡以商住、商业为主;高新区为工业区;礼乐镇以商业、商住和工业并重,且有少量乡村住宅。目前,江海区供水干管主要为枝状管网,供水安全性不足,而且随着经济的不断发展,用户用水量的逐年增加,部分区域已有水量、水压不足的现象出现,如图2中圆圈内区域。阀门关闭引起的流量减小或压力降低;为消除流量反向或低压地区是否需要

7、重新划分区域;(5)高漏损地区的水力状态分析等[7]。通过管网水力模型,可以确定穿过DMA边界的流量,根据流量来决定是安装流量计(水表)还是安装阀门,小流量的管段就没必要安装水表。针对DMA分区方案,应用管网水力模型进行计算,检验系统压力、流量是否符合服务标准,还可以对高峰供水或未来供水各种工况进行模拟预测,分析检查安装水表导致的水头损失影响等。3JM市供水管网区域计量分区设计分析JM市位于华南地区,地势西北高,东南低,目前有1座西江水厂,位于城市的北端,始建于1978年,供水能力约42万m3/d,两座二级泵房,有11台清水泵。JM市自来水有限公

8、司于2008年采用水力模拟软件,建立供水管网水力模型,其中包含1895个节点,1973根管段,最大管径为1600mm,最小管径为150m