水力模型在市政供水管网漏损控制中的应用

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1、水力模型在市政供水管网漏损控制中的应用-市政给排水论文摘要：分区计量和压力管理是降低供水系统产销差率、控制管网漏损的两个重要措施。在制定郑州市供水管网分区计量方案时，利用管网微观水力模型进行了关阀模拟和对比分析，确定管线是否可以采取关阀措施划分区域界线；选取了郑州市某供水区域进行了DMA（DistrictMeterArea）压力管理试验研究，利用水力模型进行了局部管网案例分析，证明了水力模型对于最不利点的选择、AZP（AverageZonePressure）点的确定以及系统压力值的设定都有很大的帮助作用。关键词：水力模型,漏损,分区计量,压力管理
　　利用管网水力模型进行漏失检测一直是

2、建模工作者努力的方向。尤其是近年来随着应用数学和计算机技术的发展，科学工作者在不断完善检漏方法和检漏仪器设备的同时，也针对城市供水管网的漏损建立了相应的数学模型，目的是实现管网漏损预测，改变供水行业被动的漏损管理模式，对供水管网的维护和改造起到很好的指导作用[1],[2]。但目前微观建模在城市给水管网系统漏损控制中的研究还处于初步阶段，有待于进一步加快模型的研究，尽早实现现场应用。
　　2.微观水力模型在管网漏损控制中的应用
　　2.1水力模型在分区计量中的应用
　　如何降低城市供水系统的产销差率，一直是国内外供水行业十分关注的问题。而随着对产销差率研究的不断深入，分区计量已逐渐被国内

3、外认可为能有效降低产销差率的措施之一。当一个供水系统划分为若干个更小的、更易管理的分区后，自来水公司能够更好地实施产销差降低策略，独立解决分区水质问题，并更好地管理整个系统的压力，为广大市民提供更优质的供水服务。
　　管网分区的一个重要原则就是要使流量计数量达到最少，一方面可以使成本降到最低限，另一方面较少的流量计可以减少流量计本身误差对分区计量的影响。这就要求首先尽量利用供水管网区域内的天然屏障或城市建设中后来形成的人为障碍（如河道、铁路等）进行自然分区。另外，可以将两个区域交界处某些流量较小、流速较低、下游波及用户范围较少的管段采取关阀的措施直接将两个区域隔离开，而不需加装流量计。

4、但是，具体哪些管线可以采取关阀的措施并不是仅仅可以凭经验来判断的，这时候要依靠精度较高的微观水力模型进行现状分析与关阀模拟来确定。
　　郑州市自来水总公司利用郑州市区内的京广铁路、陇海铁路及中州大道等屏障将郑州市供水管网初步划分为4个一级计量分区。在制定分区方案的过程中充分利用到了郑州市供水管网水力模型，对管网需要加装流量计还是采取关阀措施进行了反复的模拟及对比分析。
　　图1分区边界处管线隔离前的流向示意图
　　图2管线隔离后流向改变示意图
　　例如图1、2中所示的位置为黄河路与京广铁路交叉口，为两个分区交界处的管线，此管线为上世纪50年代铺设的DN300铸铁管，分区前管线流速为0.

5、3m/s，流量为26L/s，节点水压约为32米。通过分析水流方向发现此管线基本位于供水管网末梢，下游波及用户范围很小，且周围节点水压较高，原来位于此管线下游的节点可由自东向西的管段供给水量，因此初步判定此管线可以采取关阀措施隔离。实际采用模型模拟时，也发现管线隔离后确实不影响用户用水，节点水压虽然下降了2米左右，但在用户接受的范围内。
　　此种情况若不事先调查清楚而盲目加装流量计，不但浪费资金，也会给以后的运行维护带来很大的不便，因为此类管线流速太低，一般都处于盲区流速区，在这个流速范围内流量计精度很低，不能精确计量。
　　通过模型模拟的方法，初步判定至少有4处管线可以采取关阀的措施将

6、管线隔离，可为公司节省近百万元的成本费用。
　　实施分区计量时，当然不能完全依靠水力模型盲目隔离管线，防止个别管线模拟结果与实际偏差影响用户用水。实际操作时，还应采取测流、测压及通过SCADA系统观测对管网调度的影响等措施，视情况决定是否可以关闭阀门。利用郑州市供水管网水力模型确定的几处可关阀的管段，都已通过现场关阀测压实验验证不影响用户用水，目前阀门已关闭，管网一直处于安全运行状态。
　　2.2水力模型在压力管理中的应用
　　压力管理方法即在保证DMA（DistrictMeterArea）用户正常用水的前提下，通过加装调压设备，根据用水量调节管网压力，使管网在最优的压力条件下运行。压

7、力管理方法被认为是减少管网真实漏损最为快速、有效的一种方法，尤其对降低背景渗漏及暗漏有很好的效果，还可以有效降低爆管事故的发生，减少管道设施的维修量、延长管道的使用寿命。
　　除此之外，压力管理方法还有其它几点好处：对不付费用户进行压力管理；确保系统配水尽可能均匀；有效降低瞬时水波的发生，防止管道结构较弱的地方受到破坏；提供给用户均匀稳定的水量和水压，增加用户满意度等等[3]。
　　郑州市自来水总公司选取了郑东新区熊耳河路、心怡路及中兴路所围供