上海金山自来水有限公司 上海市 201500
摘要：漏损控制是供水企业管理的一个永恒话题，金山自来水公司在漏损控制管理中，尝试将采用智能压力管理阀动态调整管道压力实现管网压力管理并与DMA分区相配合，进行管网漏损控制，降低管网整体漏损率。
关键词：供水管网；压力管理；漏损控制；DMA分区；
1、前言
管网漏损率定义为漏损水量与供水总量之比，漏损水量由漏失水量、计量损失水量和其他损失水量组成。漏失水量包括管网明漏、暗漏、背景漏失、水箱及水池溢流与渗漏水量。管网压力与漏失水量呈指数变化关系。
按照国家对供水行业提出的要求，到2020年国内供水企业供水管网的漏损率必须控制在10%以下。这是很有压力的指标，目前根据我国供水企业的平均漏损率在15%以上，要完成国家规定的漏损率要求就要在供水管网漏损控制中加大力度。各水司在管网漏损控制管理中都进行了多种实践。
如何在控制投入的情况下进行管网漏损整体控制，取得最直接的漏损控制效果，是放在金山自来水公司面前的重要课题。目前大多数自来水公司采用的都是进行DMA分区计量，通过DMA分区计量划定漏损区域，进行人工巡查。虽然很多都取得了一定的效果，但也带来两方面问题：一是完整的DMA分区计量投入成本过高。二是通过DMA分区计量只能进行漏损点区域定位，实际漏损位置点还需要人工巡查，采用人工听漏等方法寻找漏点。
考虑到金山自来水公司管理的金山区供水管网的格局以支状管为主。金山自来水公司只负责供水管网管理，取水供水由金山一水厂统一负责。而一厂治水，一网供水的弊端也有所凸显，金山一水厂位于金山区的最北端，东西供水距离最远约35公里，南北供水距离最远约25公里。水厂为满足最远端加压泵站的进水水量和水压，水厂出厂压力远远高于中途泵站的需求压力。所以在管网压力管理漏损控制方面金山自来水公司存在很大的压力优化的空间。
将DMA分区与管网压力管理相结合，通过DMA分区进行流量压力数据分析，智能压力管理阀实行分时压力管理。在满足用户需要的前提下改变管网的压力，这种管网优化是整体性漏损控制中最为基本也是最有成本效益的一种优化形式。
2、压力管理漏损控制的优势
由DMA分区对管网进行整体数据分析，找出供水管网中不同区域内最不利点在不同时间段的流量压力需求，通过压力控制设备进行分区分时压力调节降低供水管网的供水压力，可以带来以下好处：
（1）无需人工参与就可直接减少管网的漏失水量，减少因渗漏尤其是背景漏失造成的经济损失。
（2）有研究表明当压力减至200kPa可以将主干管的爆管事故率降低50％以上。对于供水管网来说，这能节省巨额维修费用，以及因维修对供水安全造成的社会影响。
（3）持续的压力管理可以有效地延长管道的使用寿命，使供水公司的管网资产得以有效利用，取得更好的经济效益。
（4）广大用户可以得到更为稳定的供水服务，也就是居民的水压在用水高峰期和非高峰期具有相同的水压，降低用户终端水头，减少跑冒滴漏，减少计量损失。
（5）通过合理的配置泵站水泵机组，可实现泵站优化调度和节能降耗。
3、DMA分区与压力管理的方法
在给水管网分区的同时，通过合理的管道配置以及压力控制设备的配置，可以从对整个供水区域的压力控制转变为对单位区域内的水压管理，使管网处于最优的压力条件下运行。
3.1 划分DMA供水区域
为了增加对水压的控制，采用分区方法把管网划分为一定数量的DMA分区，对每个DMA分区 或一组DMA 分区进行压力管理，保证管网在最优压力下运行。
金山自来水公司供水方式为泵站增压式供水，在分区时首先根据不同增压泵站划定大分区，再根据管网与压力需求划定更小的DMA分区。采用分区供水方式，能够降低供水区域内水压的过高或者过低，从而降低管网的漏失水量，便于对整个管网的管理。
3.2 收集流量压力信息
收集区域用水信息，如流量曲线图，用以判定区域内流量压力总体需求情况，以及区域内最不利点的不同季节不同时间段的流量压力需求，以便于设置压力调节装置的压力阈值。
3.3 设置压力控制系统
根据收集到的压力信息，压力控制系统通过对导阀进行设定，主阀可根据导阀的设定值输出恒定的阀后压力。智慧型压力管理阀通过在控制器中设置时间节点，到达时间节点时，压力会从当前压力点切换到目标压力点，在不同的用水时段满足相应的供水压力需求。
4、实际案例
金山自来水公司将吕巷地区作为系统性漏损控制试点，该地区共计用水户数约9895户，其中居民表8743只，其余的为行政事业、工业及经营用户表约1152户。用水量占比：居民/工业及经营=6：4。供水管网材质以PE、球墨铸铁为主另有部分PVC管。
4.1 DMA分区划分
由于为吕巷增压泵站统一供水，整片吕巷地区为一个大的DMA分区，同时根据管网情况，将区域划分为6个DMA小区进行测试。
包括夹漏村（蒋古）、蔷薇村（泖湾）、姚家村、马新村、太平村（蒋巷）、南塘村。
4.2吕巷地区供水数据分析
4.2.1增压泵站出水压力分析
根据所采集的数据分析，吕巷供水泵站白天变频恒定压力供给和夜间超越管供给两种方式。白天出站压力控制在0.30Mpa，末梢个点的平均压力不小于0.23Mpa；夜间的超越管供给，出站压力基本稳定在0.35Mpa，个别时段的最高压力达到0.38Mpa，各片区的末梢的夜间压力在0.30Mpa以上。
按照上海市最低供水保障压力0.16Mpa，压力下降空间较大。尤其是夜间压力。
4.3 配置DMA分区计量与压力管理系统
4.3.1 DMA分区计量与压力管理方案规划
4.3.1.1分区监控点设置
根据农村地区供水管网长度长，用户分散的特点，每个分区设置三处压力监控点，分别是分区减压点，管网中途和该片区最不利点。
4.3.1.2 压力调整设置方案
6个DMA分区安装7套压力控制阀、7套压力流量计以及21套远传压力表，
按每日的两个时间段，凌晨5：00至晚上22：30以及22：30至次日5：00进行压力控制。白天设置阀后压力低于0.25Mpa，夜间阀后压力低于0.2Mpa。
4.3.2压力设备选型
本次设备的安装主要安装在DN150-200口径的供水管网，除了考虑到安装、维护简便，更是为了实现分时段控压的目的，最终采用了先导式智慧型压力管理阀-P26M。
5、结语
目前国内管网压力管理主要还是应用于地形起伏，地形落差较大，管网供水压力差距较大的地区，如重庆等地。而在平原地区管网压力管理因压力变化较低经常为人们所忽视。实际上，类似于金山自来水公司这种存在水厂集中取水供水，清水管道输送距离较长的管网。通过智能压力管理阀进行压力远程动态管理，并结合DMA分区建立一套安全可靠、方便灵活的管网压力管理系统，可以降低管网爆管几率，减少管网漏失水量，实现较为明显的管网整体漏损率下降。为实现国家2020年漏损率控制目标进行了有益的尝试。
参考文献
[1]邵志明.分区压力管理降低供水管网漏损率的应用[J].给水排水，2017，53（10）：116-119.
[2]卢德强，王志军，周晨，etal.局部压力管理在城中村管网漏损控制中的应用[J].给水排水，2014（4）：112-115.
[3]赵春会，侯煜垄.浅谈供水管网漏损控制的关键技术[C]// 中国水协设备材料委供水行业管网检漏技术交流研讨会.2008.
论文作者:石俊,马卫明,曹兵峰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年4期
论文发表时间:2019/6/21
标签：管网论文; 压力论文; 分区论文; 金山论文; 水量论文; 漏失论文; 泵站论文; 《建筑学研究前沿》2019年4期论文;