DMA分區計量在管網漏損控制中的應用

王勇

【摘 要】 本文以紹興市上虞區供水有限公司虞西營業所為例，將虞西營業所曹娥片劃分為10個三級DMA區域，探討了分區裝表計量管理的可行性及可預期的實際效果，為科學的降低產銷差提供了一個思考方向。

【關鍵詞】 分區計量；漏損控制

【Abstract】 This paper takes Shaoxi City Shangyu District Water Supply Co.， Ltd. as an example， and divides Cao Xie， a business office in West Yunnan， into 10 three-level DMA regions. It discusses the feasibility and expected practical results of the metering and management of district-based metering. It provides a direction for science to reduce the difference between production and sales.

【Key words】 Zoning measurement；Leakage control

城市供水從水廠到終端用戶的過程中，供水量與售水量之間存在著一定的水量損失，這就是通常所說的漏損，也叫做產銷差。漏損會加重供水企業的生產負荷，增加供水成本。如何有效的控制漏損一直是國內外供水企業十分關注的問題。分區計量是控制漏損的一種比較有效的手段。為了進一步有效地降低和控制產銷差，科學地、有針對性地找出存在的問題，紹興市上虞區供水有限公司利用安裝分區流量計（或水表）進行漏損控制，并以虞西營業所為例，對該所轄區范圍內開展DMA分區管理相關研究。

1. 分區計量的概念、原理及優點

1.1 分區計量的概念。

在管網日常檢漏的工作中，有一種分區裝表計量（District Metering Area，簡稱DMA），其實質是在配水系統中分區安裝流量計（水表），通過對不同時間段該流量計（水表）計量范圍內流入和流出的水量差進行監測記錄，來分析和判斷計量區域內的管網漏損情況。分區計量是在區域裝表檢漏法的基礎上發展起來的。

1.2 分區計量原理。

DMA管理的原理就是利用水量來確定漏損水平， 即在 DMA內滿足水量平衡原理，具體見下式：

Q入 - Q出 - ∑Q用戶 = Q漏損 （1）

DMA流量計量一般采用最小夜流量法 （Minimum N ight Flo w， MNF） ，凌晨 2： 00- 4 ： 00用水量較小時， 可以設定一個合理的用戶用水量值，通過計量DMA進水口和出水口流量即可得漏損量。最小夜流量法可以量化DMA的漏損水平。不同的最小夜流量意味著不同程度的漏損，當最小夜流量較大時管網漏損程度就較嚴重。漏損是動態的， 通過定期確定DMA最小夜流量， 可以發現新的漏損以便維修，從而保持DMA內較低的漏損水平。

1.3 分區計量優點。

將管網分區后，可以形成多個獨立計量和核算的供水區域，通過比較供水量與售水量之間的差距，供水企業可以通過諸如水表抄見、打擊偷盜水和管網維修等方面進行綜合管理。通過觀察漏損變化情況，進行主動性的檢漏，避免因漏水過大產生爆管等現象；也可以主動查找偷盜水或開展相應表務管理，降低區域內的漏損。

1.4 國內外的成功案例。

分區計量法起源于20世紀80年代，在英國倫敦、日本大阪和東京等地實驗都取得了成功。國內，上海、天津和南京等供水企業也通過分區計量，實現了漏損減少。

2. DMA的層次劃分與規模

2.1 DMA的層次劃分。

（1）對供水管網實施分區需要謹慎操作， 如操作不當將導致供水和水質出現問題。如果方法得當， 即使再復雜的管網也能成功完成分區。應盡量利用已有的壓力區，已建區域內供水分區的劃分需考慮至少兩路供水，而新區管網的建設， 應將經某區域的轉輸主干管和配水主干管的功能分開， 并將轉輸管作為區內供水的備用水源，提高主干管的效率。受資金、地形以及管網復雜性等因素的影響，分區工作應逐級進行， 如上虞水司的供水系統分為四級分區。一級分區是各營業所區域管轄范圍；二級分區是以鄉鎮、街道等行政區域劃分；三級分區是在二級區域內依據河流、干道等自然界線以及已有主要供水管道的流量計布置劃分；四級分區是按住宅小區、行政村等為單位劃分，四級分區為最基本的管理小區。在一級分區基礎上，最好先進行管網的二級分區，確定管網漏損嚴重程度， 分清下一步三級分區工作先后次序。當二級分區完成后，多組人員可以在不同二級區域內同時進行 DMA分區工作， 這樣可加快分區工作進度， 降低漏損時間， 提高供水效益。三級分區是漏損管理的基本單元， 是進行漏損控制的核心模塊，設計時應綜合考慮水量、 水壓、 水質等因素的影響。

（2）供水分界線是分區的主要依據。理想的供水管網應是樹狀網與環狀網的結合，這樣可集環狀管網的可靠性、 枝狀管網的經濟性以及分區供水管網的安全性于一體。目前的分區設計沒有合理的方法作指導， 人為設計隨意性較大，分區完成后主要通過不同衡量標準（如可靠性、消防流量、水齡、水安全等指標 ）評價分區的性能。從理論上討論分區合理性還需進一步研究，管網參數靈敏度分析或管網結構優化、 壓力水質參數優化、 分形等理論可以指導分區設計。

2.2 DMA的規模。

（1）關于DMA規模的理論研究較少，目前對于合適的DMA規模大多是經驗總結，有認為 DMA應該在2000～5000戶的， 有建議 DMA大小應介于 500～3000戶的。一般認為 DMA規模不應超過5000戶，因為規模過大難以發現小管段的漏損， 且爆管定位時間相應增加，收益減小，供水單位成本將增大。DMA 越小， 則需要越多的閥門和流量計，后期維護成本也越高。小型 DMA可以提早發現漏點從而縮短覺察時間， 并可以發現更小規模的漏點， 降低漏損定位時間和檢漏成本，以維持較低的漏損水平。對于結構較差、 爆管頻率較高的管網， DMA規模應小一些。為方便檢漏，應將較大規模的 DMA 臨時分為若干個小型 DMA。

（2）根據用戶數量，一般將 DMA規模分為三級： 用戶數量< 1 000戶的為小型 DMA； 1 000～3000戶為中型 DMA；3 000～5000戶為大型 DMA。但此種分類缺乏科學性，只能作為分區時的參考。水力因素、工程因素和經濟因素共同決定了 DMA規模， 具體規模視實際情況而定。

3. DMA對計量設備的要求

（1）計量設備準確性。分區流量計水表與客戶貿易結算水表的精度盡量一致，否則可能影響正確的分析與判斷。

（2）分區的計量設備應具有遠傳功能，納入管理系統。

（3）DN200（含）以上管徑用電磁流量計，DN200以下管徑用WSD或其他寬量程水表；樹狀管采用單向，環狀管采用雙向。

4. 我公司運用分區計量的背景、意義和預期目的

4.1 我公司目前共有水廠4個，下轄營業所5個。2015年公司的漏損率為6.95%，2016年漏損率8.45%，雖然產銷差指標優于全國同行業平均水平，但與紹興市自來水公司等行業先進相比，差距還較大，漏損控制形勢依舊嚴竣。在5個營業所中，以虞西營業所的產銷差水量為最高，占到了整個公司的36%左右。

4.2 由于虞西營業所轄區范圍大，管線錯綜復雜，新舊管網交錯，而現有人力、物力、精力卻有限，無法全面地、 科學地、主動地發現和分析問題，進而有針對性地、有重點地、從大到小、循序漸進地采取措施解決問題。因此，為了找出問題存在的位置，更加切實有效、最快速度地降低產銷差，公司決定以虞西營業所為試點，開展DMA四級分區管理控制產銷差，這既是精細化管理的需要，也是規范化管理的基礎。對于公司而言，為今后合理地分析和制定各項指標提供科學的參考依據，對于營業部而言，既可體現考核指標，又能提供監控數據，更利于產銷差的分析。

（1）可以準確計量進入該區域的夜間流量，掌握漏損數據的偏差，從而起到漏損控制的作用。改變過去主要靠外界報漏、被動檢漏維修為主動檢漏維修的傳統工作方式，提高檢漏維修工作效率和漏損控制的管理水平。

（2）可以準確計量每日或每月進入該區域的流量，掌握抄表收費的數據偏差，從而起到營銷控制的作用。改變過去單純關注個體，調整為整體統籌、兼顧個體的工作方式，提高抄表收費的工作效率和營銷管理水平。

（3）可以對該區域內進行壓力管理，保證供水管網在最優壓力下運行。

5. 我公司分區計量管理的具體實施辦法

5.1 在虞西營業所范圍內，有曹娥、東關、道墟、長塘四個鄉鎮，按管線分布與行政區域的有效結合，按鄉鎮分為四個二級區域。

5.2 在曹娥范圍內，按照DMA的層次劃分和計量設備選擇原則，結合管網的布置情況， 以舜江西路、三環路和104國道為界分成 3個明確供水邊界、相對獨立的供水區域，在每個區域的進水管上都裝上流量計。再以汽車西站、文理學院、水果市場、酒廠等作為分段點，分成3個供水區域，剩下的再分成4個區域，一共分成10個供水區域。（本文以曹娥為例）

5.3 四級區域相對較為簡單，本文以三級區域為主闡述。

5.4 根據各區域內不同時間用水量，判斷區域內的水量損失狀況：

5.4.1 步驟一：將相同時段內檢測區域計量水量（DN40 以上水表水量與DN40 水表以下水量兩部分）與該區域內用戶抄見水量對比，如差值小于允許值（當年核定產銷差指標），則該區域可視作產銷差合格；如差值大于允許值，則產銷差不合格，進入步驟二。

5.4.2 步驟二：深夜用水稀少時，關閉區域與外界聯系的閘門，測定夜間最低流量，作為管網的漏水量。如果管網漏水量超過允許值，說明區域內有漏水；如果管網漏水量未超過允許值，說明區域內漏水不明顯，管網運行狀況良好。（各個區域的允許值設定可根據該區域內管線埋設年代、管網復雜程度、用戶水表數量、口徑比例等因素確定）水表抄見率和準確率過低，都會影響“水量平衡”準確性。

5.4.3 步驟三：區域內有漏水，使用音聽或儀器進行區域內撿漏并維修。

5.4.4 步驟四：管網漏水量未超過允許值，檢查用戶水表計量狀況，分析用戶用水情況是否與抄見數相符，加強表計管理。

5.4.4.1 以口徑劃分：

一類DN40 以下，占總水量的比例；

一類DN40（含）以上，占總水量的比例 ；

5.4.4.2 以信譽度劃分

一類供水正常，抄表收費正常，應占90%，常規管理；

一類供水正常，抄表收費不正常，重點管理 ；

5.4.4.3 與抄見數不符，則分析原因并采取相應對策

（1）屬于水表計量原因，更換水表或更改水表口徑；

（2）屬于用戶動表等偷盜水，改裝遠傳水表或超聲水表；

（3）屬于用戶私接管道，切斷并處理。

5.4.5 步驟五：查找無表用水并處理。

（1）調查區域內不在冊用戶用水狀況，分析是否存在偷盜水；

（2）懷疑部位用相關儀器探測管線走向和位置；

（3）切斷不明管線并處理。

5.5 通過以上措施之后，曹娥片6月份的漏損有了明顯的改觀。具體見表1。

5.6 從水量報表可以看出，曹娥營業所6月份的漏損率為16.06%，較5月份20.71%下降了4.65個百分點，降漏工作取得一定進展。同時，從報表中得出，曹娥營業所大三角區域的漏損為最高，達到40.74%，C區域為35.31%，其他工業區為32.21%，這些區域必然成為下個月該所降漏的重心所在，可見分區計量管理可以使降漏更具有方向性和目的性。此外，還看到B區域南、文理學院至道墟、通江西路三個區域的漏損率為負，說明該區域的水表計量出現了問題，下個月應重點加強這些區域計量設備的檢查。通過DMA三級管理，為該所指明了降漏的重點，明確了需檢查的表計設備。相信通過下月的努力，該所的漏損率會降得更低。

6. 結論和建議

6.1 結論。

（1）我公司以虞西營業所曹娥片為例開展四級DMA區域漏損管理是在漏損分區計量管理理論的指導下的有益實踐和探索。通過此次DMA區域漏損管理實踐的落實，對整個區域的流量實現了基本可控，進一步細分了各區域的產銷差。在確定區域經濟漏損水平的基礎上，運用夜間流量的監測，確定漏損水平，從而為漏損的發現和維修明確了方向，有效地降低了漏損率，為我公司更加切實有效、更加快速控漏降漏提供了參考的依據。這不僅為分區計量管理理論和實踐在國內的應用和發展提供很好的探索，同時在降低漏損方面提供了切實可行的技術和方法。

（2）國內供水企業都相當重視漏損管理，但很大程度上缺乏系統的管理模式和方法。通過試點的DMA管理和實踐，我們可以看到，DMA漏損管理理論和方法是切實可行的，并且有著明顯的經濟效益。供水企業可以根據自身實際，按照理論的程序和步驟，確定自己的經濟漏損目標，采取必要的漏損控制措施，以達到降低漏損率，提高經濟效益的目的。

6.2 建議。

通過DMA管理和實踐，我們發現在漏損控制過程中，除了系統的特征（包括基礎設施水平，壓力水平等）以外，還需要考慮和重視以下幾個問題：

（1）計量設備的準確性，它有可能導致無效的漏損控制活動，從而增加控制費用。

（2）客戶用水管理。實踐中，較低的水表抄見率會引起水量平衡的很大的誤差和漏損水平的誤解，導致錯誤的經濟漏損水平的計算和漏損控制活動費用的浪費。

（3）為便于記錄和監測流量數據和壓力數據，建議所有DMA流量儀和大用戶水表都采用遠傳系統，做到實時監控。

（4）需要一個計算機系統作為輔助管理，用于數據的掌握檢測、數據的提取、數據的統計分析等功能。

參考文獻

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[文章編號] 1619-2737（2018）02-06-794