绍兴水司分区计量管理体系建立与应用
0 引言
水资源日益短缺是制约经济社会发展的重要因素, 如何有效控制和降低供水管网漏损已成为政府部门和供水企业的迫切任务。
近年来, 绍兴水司一直将供水管网漏损控制作为重点工作, 经过不断的实践与探索, 以准确的管网拓扑结构为基础, 通过在主干管安装流量计将供水管网划分为若干个单独的计量单元, 利用区域考核表、支管考核表、单元考核表、用户水表等建立起一个分区分级水量监控分析体系, 并有效结合管网调度实时监测系统 (SCADA) 、管网地理信息系统 (GIS) 等信息技术管理手段, 实时掌握管网水量变化规律与趋势, 及时发现管网运行中存在的安全隐患与漏水点, 达到提高管网运行安全保障与降低漏损控制的目的。
1 公司概况
绍兴水司从2002年开始, 按照行政区划将公司供水区域划分为越城、袍江、城东、城南、镜湖等5个供水营业分公司, 如图1所示, 每个营业分公司均通过安装流量计实行营业管理定量考核, 形成公司-分公司的一级计量分区。
随着城市供水事业的发展, 管网的精细化管理、运行的安全化控制、漏损的长效化保持, 还需要进一步引进先进技术与管理理念, 不断创新工作思路与手段, 绍兴水司于2012年底开始建立并逐步完善DMA分区计量的新型管理模式。为了充分发挥DMA分区管理的作用, 绍兴水司在5个分公司营业定量管理的基础上, 细化分区, 建立了以营业收费、运行调度和管网GIS系统为平台的管网漏损分析软件系统, 以达到及时发现与处理管网漏水点、降低漏损率和保障管网安全运行的目的。
2 分区计量体系建设
2.1 一级分区格局建立
截止2005年, 基本形成以越城、袍江、城东、城南、镜湖等5大营业分公司为主体的一级计量分区, 实现区域划分、区域结算、区域管理的格局。
2.2 二级分区成功试点
从2010年开始, 在漏损相对较高的城南区域试点建设二级网格化分区计量, 形成7个二级片区, 划小计量单元格, 详见表1。
2.3 二级分区全面推广
2012年开始全面开展绍兴城区供水管网分区计量建设, 范围覆盖至下属各个营业分公司, 逐步形成具有绍兴特色的网格化分区计量管理体系, 如图2所示。
2.4 三、四、五级同步建设
截止2016年, 绍兴水司供水区域内已设置5个计量大区、38个计量片区, 1 095只小区总考核以及15 500只单元考核表, 基本建立分区计量管理体系和总分表分析管理机制, 实现“公司、分公司、片区、支线、户表”点、线、面三者互联互通的五层级分区计量管理体系, 为实现单元计量、水量掌握、管网漏损科学控制提供了有效的技术支撑。
2.5 健全完善分区标准
为了使分区计量工作能够有序开展, 绍兴水司制定并完善了分区计量建设标准, 详见表2。
3 分区计量应用管理
3.1 合理评估现状漏损
通过对管网分区内流量、压力、大户水量等重要参数的监控分析, 实现合理评估片区的漏损水平 (水量平衡程度) 。评估的内容主要包括管网拓扑结构、用户基础信息、供水压力、管道流量等数据收集与分析;现有明显漏水地点的梳理与统计等。通过评估、量化现状漏损水平, 找出造成漏损的主要原因。形成公司分区计量夜间最小流量报表, 可进行横向和纵向对比, 评估每个分区的漏损情况。
3.2 及时发现新增漏损
国际水协将总的漏水时间分为3个部分:一是漏损感知或发现时间;二是漏点定位或查找时间;三是漏点修复或处置时间。
1个管网漏点的漏损水量就等于前述3个时间总和乘以漏点的流量。在这3个时间中, 漏损的感知或发现时间尤为重要, 占主要地位, 其次是定位或查找时间。因为在传统的管理模式下, 当感受到因漏损造成管网水压不足或漏水渗出地面时, 该漏点其实已经发生很久。因此如何缩短漏点的感知或发现时间 (尤其是新增漏点) 是降低管网漏损水量的关键所在。
通过分区计量管理系统的分区流量长期监测, 掌握各个片区的水量变化规律, 尤其是关注夜间最小流量的变化趋势, 能准确判断是否出现新增漏损, 最终较好缩短漏点的感知或发现时间, 还能有效指导人工辅助检漏, 提高检漏工作效率, 防止漏损反弹, 有利于管网漏损持续下降, 预防或避免爆漏事故发生, 保障供水管网漏损维持低位水平。
图3为爆漏事件发生后从报警监控到处置定位的流程, 对于分区内水量异常的突发情况, 系统会及时报警提示;同时根据分区水量的监控, 可初步判断造成水量异常的原因, 大用户用水或是管道破损等;如是管道破损造成的水量异常, 通过系统提供的爆漏定位功能辅助查找漏点位置, 可有效减少突发事件处置时间。
公司调度人员通过分区计量监控系统能够及时发现片区水量异常, 同时立即做好相关信息传递工作, 做到发现及时、判断准确、指令迅速, 并为下一步应急抢修工作的开展赢得了主动, 基本上在1h内发现并锁定具体漏点位置。
每年通过该系统及时预警发现突发性事故10多起, 累计减少水量损失3 000m3/h, 及时预警发现趋势性事故50多起, 累计减少水量损失近1 000m3/h。表3为2016年分区计量报警监控定位案例。
3.3 有效控制存量漏损
基于分区计量管理模式, 结合水力模型进行科学调度、分区控压, 实现智能精细化区域压力管理, 做到“高峰不低、低峰不高”的按需、科学调压要求, 同时实现管网压力平稳、安全、经济, 有效减少和杜绝水锤导致的破坏性影响。
4 分区计量工作需要深化方向
4.1 片区水量匹配与核对
特别是三级片区流量计与片区内各类水表的对应关系。通俗的说, 如果流量计是“父”, 片区内水表是“子”的话, “父”与“子”的关系需要进一步验证, 需要找到科学的方法进行“DNA”比对, 有两点:一是要通过GIS系统利用管网拓扑结构, 核对水表与管线位置, 确保水表空间位置准确;二是对难以判断水表拓扑位置的, 要进行一对一现场核对, 甚至关阀判断。
总而言之, 要通过一切有效方法, 确保流量计与水表计量关系的对应准确。这是分析片区漏损的关键工作。
4.2 片区实时漏损监测与分析
目前, 应用最多的是根据片区最小水量来分析片区漏损状况, 尚不能及时、准确统计片区内实时漏损水量。就绍兴水司目前状况, 五级分区中, 公司-分公司-片区这一、二层级分区水量基本通过流量计实时获取数据, 小区 (农村) -单元-用户水表的分区基本设置好总分表关系, 现在重点要深化的是三级分区即38个片区到小区 (农村) 、用户之间的数据, 特别是用户数据的实时获取, 需要安装一定数量的远传设备或更换新型计量器具。
目前, 绍兴水司在下属袍江分公司试点深化这块工作, 计划通过半年时间将小区考核表、支线考核表、大用户完成远传改造, 实现片区内80%的水量能实时读取, 剩余小表数据静态获取, 这样就能实时掌控片区供水量和售水量, 从而达到实时控制漏损的目的。
5 结语
伴随着水资源的日益短缺, 供水管网漏损的问题己受到广泛重视, 各城市都将供水管网的漏损控制作为一项重要课题进行研究。通过实践证明, DMA分区计量是一项有效的漏损监测技术, 更是一种先进的管网管理模式, 是未来供水管网管理的发展方向。
绍兴水司对供水管网进行DMA划分, 实施基于DMA的管理是提升管网管理水平, 进行管网漏损主动控制的有效措施。由于存在地区差异, DMA分区计量管理体系实施效果受供水企业自身信息化水平、资金实力、管理体制等条件的制约, 但是对每个供水企业来说的确是一条促管理、创效益的必经之路。