分區計量（DMA）在實際工程的應用

石文平

摘要：指出了分區計量（DMA）可以通過檢測夜間流量來快速定位、修復漏損，是一種控制漏損的有效方法。以東莞市莞城區步步高片區為研究對象，分析了DMA分區計量整個過程中遇到的問題，總結了管網改造的經驗。

關鍵詞：供水管網；分區計量；DMA；漏損率

中圖分類號：TU991.33

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）8019202

1引言

供水管網是城市基礎設施的重要組成部分，直接影響整個供水系統的性能及可靠性。DMA（District Metering Area）是控制城市供水系統水量漏失的有效方法之一，其理論是在1980年初，英國水工業協會在其水務聯合大會上首次提出。DMA被定義為供配水系統中一個被切割分離的獨立區域，通常采取關閉閥門或安裝流量計，形成獨立區域[1]。通過對進入或流出這一區域的水量進行計量，并利用流量分析來定量泄漏水平，從而利于檢漏人員更準確地決定在何時何處檢漏，并進行主動泄漏控制。

控制漏損是進行DMA分區計量最主要的目的。過去供水企業都是被動檢漏，只有漏損發生才能去定位、維修，這樣會導致泄漏時間長、水損量大，就算檢漏暫時被修復，能在短時間內取得較好的效果，但是由于漏損復原的存在，并不能從根本上達到控制漏損的目的。但是DMA分區計量可以通過準確的夜間計量、實時的流量監測、精確快速的漏水定位和維修、合理地調節壓力以達到控制漏損、逐步降低產銷差的目的。

2DMA分區的標準

按照英國分區計量的的經驗，DMA分區計量可以依據住戶數量的多少被分為3種規模，即大型區域（用戶數量在3000～5000戶之間）、中型區域（用戶數量在1000～3000戶之間）、小型區域（用戶數量小于1000戶）[2]。

步步高片區見圖1位于東莞市莞城，是集城中村和住宅小區一體的區域，未進行DMA分區計量前，步步高片區漏損情況見表1。

可以看出步步高片區的漏損率約30%，遠遠高于國內平均水平12%，該區域管道管材較新，但經常發生爆管現象。為了保證居民的生活飲用水安全，降低漏損，東莞市東江自來水公司決定對步步高片區進行DMA分區管理。按照英國分區計量的的經驗，該區域被定義為小型區域。

3確定DMA分區的邊界

確定區域后，關閉步步高片區的的多余聯通管，只留取兩處進出水口見圖2。DMA之間的管線連接關系復雜，因此只有對每個DMA管網進行詳細分析、整理需要關閉的邊界閥門，才能通過關閉閥門使各個DMA分區獨立。需要注意的是有些DMA的邊界閥門關閉會對相鄰DMA產生影響，因此要協調好相鄰DMA間的關系，才能達到各個DMA管網獨立的目的。若關閉已有的閥門不能滿足要求，則需要安裝新閥門或者廢棄管道。

此步驟需要各部門分工合作，有時需要管道探測來確定是否有聯通管道的存在。

4零壓力測試和高峰期流量測試

DMA零壓力測試，是DMA分區成敗的關鍵，其目的在于判斷除安裝計量表的進水管道外，其他與該DMA區域管網相連的閥門是否能夠完全關閉。判斷方法是關閉所有進入該DMA區域的閥門，觀察壓力的變化情況。如果壓力不降或保持在穩定的正壓力值，說明該DMA分區有其他管道進水，則需要排查該DMA邊界的閥門狀況，直到DMA零壓力測試成功。待零壓力測試成功后，才可進行高峰期流量測試。其目的在于判斷關閉除安裝計量表的進水管道后，該區域的流量是否滿足用水高峰期區域內的用戶的正常使用。

步步高片區的零壓力測試和高峰期選擇三個代表性點，分別為地勢最高、離進水管道最遠和用戶最集中的3個測試點。

5關閉多余管道，安裝流量計

步步高片區兩處管道流量檢測均為管道式電磁流量計，流量計自動記錄DMA的瞬時進口流量，記錄間隔設置為2 min。與流量計連接的網絡監控儀對流量數據進行收集存儲，采用遠傳網絡，定期傳輸數據到數據庫。

為了保證步步高片區的管網水質，在該片區內有針對性地監測管網末梢處（不利點和容易形成死水區域）的水質，檢測指標包括：pH值、濁度、總鐵、細菌總數、大腸菌群，另外抽樣檢測片區內最不利點的余氯含量。

6分析夜間流量，控制漏損

通過對DMA分區計量小區的夜間流量數據進行分析，可以及時獲得近似的真實漏損數值。利用大頻率、高精度的夜間實測流量數據進行分析，發現夜間不同時段DMA流量近似滿足正態分布，其最小值將近似接近真實漏損。

夜間最小流量（MNF）并不等于漏損水量，其間存在用戶夜間用水量的差額。理論上，根據夜間最小流量減去用戶夜間用水就可以得到凈夜間流（NNF），這個值近似等于夜間真實漏損水量。要準確確定用戶夜間用水量有一定困難。有3種方法可供選擇：①發動抄表員夜間抄表得出實際夜間平均用水量；②是根據用戶夜間用水的“定額”進行簡單核算，這樣存在一定的誤差；③基于實測流量檢測法，采用數據統計方法獲得夜間凈流量，即近似的漏損水量。在供水壓力恒定的情況下，真實的漏損與用戶用水的差異（真實漏損）是相對恒定的，而用戶用水是隨機變化的。因此通過對夜間實際記錄的流量數據的“解析”，將真實漏損從夜間流量中區分出來，就摒棄了人為主觀的定額“估算”問題，用客觀的數據說明真實漏損的量值[4]。

通過流量監控分析可以看出步步高片區每天的流量變化規律基本符合生活規律：居民早飯時與晚上回到小區時用水量比較大，出現用水高峰期，而在凌晨1∶00～5∶00時大部分用戶無用水，除了較少的如沖馬桶等用水外，無其他用水。某次流量計流量始終在10m3/h上下，說明可能存在管道真實漏損的現象，選用一定值，而不是所測的流量的最小值，這樣就除去異常值的情況。

7分析流量數據，調整供水壓力

通過對DMA分區計量小區的數據進行分析和計算，可以得到供水壓力的平均值，從而在滿足用戶用水的前提下調整管網壓力，可以減少爆管的產生頻率。

8結語

東莞市莞城區步步高片區DMA分區計量完成后，漏損也得到了很好的控制由原來的接近30%，逐步降低到15%，爆管現象明顯減少，居民用水可靠性大大提高。

參考文獻：

[1]

張志明.供水管網漏損控制分區裝表計量技術和應用[D].上海：同濟大學，2006.

[2]中華人民共和國建設部.城市供水管網漏損控制及評定標準 [S].北京：中國建筑工業出版社，2002

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[5]嚴煦世，范瑾初.給水工程（第4版）[M].北京：中國建筑工業出版社，1999.

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[10]凌文翠，張濤，強志民.北京市二環內供水管網DMA分區方法及安全性分析[J].中國給水排水，2010（10）：23～26.