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供水漏損控制系列之六：計量分區(qū)（DMA）的管理
自從上世紀(jì)八十年代英國出現(xiàn)計量分區(qū)(District Metering Area, DMA)以來，世界各國紛紛采用這種有效的方法來對管網(wǎng)漏失進(jìn)行管理。這種方法最大的優(yōu)勢在于把龐大復(fù)雜的管網(wǎng)分割成多個區(qū)塊(DMA)進(jìn)行管理，能有效獲知各DMA漏損水平的高低，從而有的放矢的開展主動檢漏工作。隨著近些年實踐的積累，DMA成為供水企業(yè)漏損控制不可或缺的管理單元。
利用DMA進(jìn)行管網(wǎng)管理的優(yōu)勢 在DMA出現(xiàn)之前，供水企業(yè)僅在水廠與部分區(qū)域邊界處計量流量，而對整個配水管網(wǎng)水力狀況掌握不充分，尤其對各區(qū)域的壓力、水量信息不了解。這就使找出優(yōu)先漏控區(qū)域的能力受限，漏損控制工作是被動反應(yīng)式的，也沒有對漏控結(jié)果的快速反饋，造成漏控人員在任何可能的地方進(jìn)行探漏工作，效率低下，士氣低迷。 當(dāng)劃分了DMA并在DMA進(jìn)口水表處記錄流量和壓力時，就意味著： ➀ 在DMA進(jìn)口連續(xù)監(jiān)測流量和壓力，改進(jìn)了漏損控制手段。即實現(xiàn)對配水管網(wǎng)的運行和壓力進(jìn)行監(jiān)測，提高了服務(wù)水平和漏控響應(yīng)的時間。 ➁ 增強(qiáng)了對配水管網(wǎng)水力狀況的了解。可通過DMA水表的水量檢查系統(tǒng)的水頭損失,提高管網(wǎng)模型的模擬精度，從而增強(qiáng)對配水管網(wǎng)水力狀況的了解。 ➂ 由于具有優(yōu)選漏控區(qū)域能力，使檢漏工作越發(fā)有效。通過分析DMA的流量鎖定高漏損的DMA，僅在高漏損區(qū)域進(jìn)行漏損探測活動，所以漏損控制策略是積極的。 ➃ 對漏控結(jié)果能做出良好的反饋。由于漏損修復(fù)的效果容易顯現(xiàn)，故DMA管理的績效是顯而易見的。
劃分DMA的準(zhǔn)則 DMA 的大小通常與連接的用戶數(shù)、所處的地理位置、水量、水力因素（尤其是最不利壓力點或均壓點）等因素有關(guān)。劃分小型DMA的益處是當(dāng)發(fā)生漏損或破管時，能快速做出鑒別，使找到漏損的時間縮短，使ALR(引起關(guān)注/定位/修復(fù))各階段時間縮短，因此使漏損持續(xù)時間縮短。典型的DMA 連接1000-3000個用戶。 DMA的大小也取決地理因素，例如城市的DMA小些，而農(nóng)村地區(qū)DMA可大些；在道路、河流和主干管處做為DMA劃分的邊界；此外水力條件也是重要的因素。劃分DMA要考慮不能影響正常的供水，并要選擇合適的最不利點或均壓點作為壓力控制點。
DMA的設(shè)計 DMA 設(shè)計時考慮的因素如下： ➀ 在理想情況下每一個DMA都是單路供水的，多路進(jìn)水的情況下，應(yīng)確使DMA所有的進(jìn)出流量均被計量。
➁ 長期關(guān)閉邊界上的所有閥門。 ➂ 對DMA管網(wǎng)充分了解。準(zhǔn)確的管道記錄是必須的。任何未知管道均對DMA 大小、連接用戶的數(shù)量和DMA 的水力條件產(chǎn)生不利影響。 ➃ 收集DMA的收費數(shù)據(jù)。包括總的連接用戶數(shù)量、DMA平均的用水量、大用戶位置、敏感用戶位置，并對低用水量用戶進(jìn)行調(diào)查。
DMA流量計和水表的選擇 DMA 設(shè)計時流量計的選擇是非常重要的一個環(huán)節(jié)，其大小與類型的選擇取決于： ➜ 管道直徑與上游的壓力； ➜ 流量計的成本； ➜ 計量的范圍，是否計量反向流、精度與可靠性等流量計特性； ➜ 數(shù)據(jù)通訊的要求。 針對市場上常用的電磁式流量計、插入式流量計、超聲波流量計和渦街流量計等不同類型流量計的特性，在DMA計量時，通常選用電磁式流量計具有不可替代的優(yōu)越性，其原因在于： ➜ 安全可靠； ➜ 可直埋，不用砌筑井室； ➜ 適合DMA計量并可雙向過流； ➜ 在整個流量范圍內(nèi)，特別是低流量下精度高； ➜ 維護(hù)成本低； ➜ 無擾流； ➜ 水頭損失可忽略。
建立DMA的步驟 建立DMA 的步驟用下面的流程圖表示：
◆ DMA規(guī)劃 DMA規(guī)劃分三步實施。首先了解DMA管網(wǎng)的基本情況，掌握干管和配水管的敷設(shè)情況和關(guān)鍵閥門的位置；其次暫定出DMA的邊界，以明確的天然邊界或其它界限劃分出邊界；最后收集DMA入口和小區(qū)內(nèi)部壓力水量數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析。 ◆ DMA測試 DMA測試按以下步驟進(jìn)行。首先做好測試相關(guān)的準(zhǔn)備工作。可能需要引自干管的新的連接，必要時對現(xiàn)有閥門定位、清理、維修，或在邊界需要的地方安裝閥門，升級、汰換管道，開挖和維修關(guān)鍵的閥門（例如進(jìn)口、邊界或分步測試的閥門）。其次需在DMA內(nèi)部和外部選擇壓力記錄儀安裝位置并進(jìn)行安裝。
然后開展零壓力測試工作。第一步，在DMA進(jìn)口和小區(qū)內(nèi)部安裝壓力記錄儀。第二步，在進(jìn)口閥門關(guān)閉前，檢查進(jìn)口壓力情況。第三步，關(guān)閉邊界閥門 (除了DMA 進(jìn)口閥門)。關(guān)閉進(jìn)口閥門，進(jìn)行零壓力測試。DMA內(nèi)部的壓力必須下降至零，DMA外部的壓力必須能維持。最后緩慢開啟進(jìn)口閥門，再次檢查壓力。
DMA的管理、運行維護(hù)與最小夜間流量的解析 DMA的管理分為二個階段，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集階段和日常運行管理階段�；A(chǔ)數(shù)據(jù)收集階段需要做的工作如下： ➜ 建立記錄與記錄流程 ➜ 建立數(shù)據(jù)獲取技巧與技術(shù) ➜ 對漏損基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行評價，例如最小夜間流量、合法夜間用水量和大用戶夜間用水量 ➜ 開展初始的探測、定位與修復(fù)工作 而日常運行管理又分為基于辦公室的運行管理與基于現(xiàn)場的運行管理。前者包括收集與處理DMA數(shù)據(jù)；保持統(tǒng)計到當(dāng)前所有用戶；壓力實時監(jiān)測。后者包括對漏損的探測、定位與修復(fù)；處理用戶對壓力的抱怨；優(yōu)先選擇探漏行動的區(qū)域；對邊界進(jìn)行檢查確保DMA得到維持；調(diào)查系統(tǒng)異常的地方等。 每天監(jiān)測的內(nèi)容包括最小夜間流量(MNF)；最小夜間流量發(fā)生的時間與當(dāng)時的壓力情況。定位與修復(fù)；處理用戶對壓力的抱怨；優(yōu)先選擇探漏行動的區(qū)域；對邊界進(jìn)行檢查確保DMA得以維持；調(diào)查系統(tǒng)異常的地方。 每周監(jiān)測與分析的內(nèi)容包括： ➜ 夜間最小流量MNF (不包括夜間流量各組分) ➜ 計算Litres / connection / day ➜ 計算m3 /km/ day ➜ MNF時刻一周的平均壓力 其中MNF 在 l/connection/day 和m3/km/day 之間取舍取決于該區(qū)域的類型 (是城市或農(nóng)村地區(qū))。 每月統(tǒng)計分析的內(nèi)容有： ➜ DMA 的總供給水量 ➜ DMA 的用水量數(shù)據(jù) ➜ DMA的無收益水量（NRW） ➜ 流量記錄 (記錄Qmax, Qmin,Qavg數(shù)據(jù)) ➜ 壓力記錄 (記錄Pmax, Pmin,Pavg數(shù)據(jù)） DMA運行使得可優(yōu)先選取漏損探測與維修工作的區(qū)域，使管道修復(fù)工作更有效，制定用戶水表更換計劃更有針對性。結(jié)果是降低了供水企業(yè)的無收益水量NRW，使漏控工作更有效率，并且配水管網(wǎng)的管道運行更良好，從而增加了企業(yè)的收益。
本文節(jié)選自國際水協(xié)管網(wǎng)漏損控制專家組（IWA Water Loss Specialist Group）專家Malcom Farley先生等編著的《The Manager's Non-Revenue Water Handbook - A Guide to Understand Water Losses》一書。該書由候煜堃博士等人翻譯整理為《無收益水量管理手冊-供水管網(wǎng)漏損控制指南》，由同濟(jì)大學(xué)出版社出版。 時間：2018-5-7 |
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