城市供水管网分区供水技术研究

城市供水管网分区供水技术研究

赵晓晨

安阳水务集团公司 河南 安阳 455000

摘要：城市化进程进一步加快，城市人口大幅增长，供水需求越来越大。如何提高用水安全，保障用水质量成为了供水行业发展的重点。然而，在城市供水管网分区当中，仍存在诸多影响因素，严重影响管网分区的质量和成效。为此，开展城市供水管网分区供水技术研究具有重要的现实意义。

关键词:供水管网;分区供水;影响因素

引言

随着城市化进程提速，水资源需求与日俱增，特别是生活饮用水水资源，短期难以有替代措施。漏损控制、节水器具、再生水利用成为开源节流的三驾马车，应在技术经济比较的基础上进行统筹安排。供水管网漏损现象严重，爆管事故频发，造成水资源浪费，影响供水服务，危害公共环境。“水十条”规定：至２０１７年全国公共供水管网漏损率控制在１２％以内，到２０２０年控制在１０％以内。因此，供水管网的漏损控制工作迫在眉睫。针对供水管网漏损控制，在漏失机理、分区优化、爆管预警、漏损检测、压力管理及漏控管理方面进行了大量的研究和技术应用。本文将简要归纳以上方面的研究进展，并从基准模型定量方面阐述评价内容。

1关于分区计量的基本介绍

分区计量的规划工作以最基础性的供水系统和管网布局为基础。在实际规划独立计量区域时，最重要的因素是区域用户数的管道长度与实际情况相匹配，所以在这项工作开始之前最重要的一步就是根据用户数计算区域内的用户数和管道长度。此外，每个地区的用户数量往往需要工作人员进行准确的信息收集，并从中不断提取相关经验。这类工作必须要符合城市发展的实际情况，因为我国城市人口密度较高，所以在进行规划工作时，有必要认真仔细核对相关用户数量或长度管道等的基本信息，以保证配给每个区域的测量范围更符合我们发展的现实情况。此外，各种问题需要适应城市发展的实际情况。其次，现场建设条件需要提前进行确定，一旦划分规模有了相关的设计方案，测量装置也需要符合政府规定的标准，在对一些问题处理时还有可能需要安装新的管道或阀门，所以我们需要对此项问题不断有效地进行实施和规划，如果研究发现当地没有相关的建筑条件，就必须对分区计量规划方案进行相应的调整。

2影响供水管网分区的主要因素

2.1经济漏损水平

供水管网获取经济效益最大值时的漏损水平被称为经济漏损水平。在供水管网分区中，要对漏损水量损失效益、漏损控制费用进行全面考虑，并了解其与漏损总费用之间的关系。伴随漏损率变化，漏损总费用呈凹形曲线发展，漏损总费用最低值位于谷底处，此时相对应的漏损率具有合理性，也就是所说的经济漏损率。与经济漏损率相差越大，漏损总费用越多，为此，需要在经济漏损率上下控制管网漏损情况。对于供水单位而言，管网经济漏损水平是管网分区方案实施的关键。每一个供水单位的情况不同，则制定的分区方案也会有所不同，随之对应的经济漏损控制指标和漏损控制目标也会不同。对于供水管网的主动漏损控制方针、计量分区数目等来讲，经济漏损水平将起到决定性的作用。

2.2爆管预警

我国供水管网爆管事故频发且危害较大，如何对爆管事故主动进行有效预测一直是漏损控制的热点问题之一。１９７９年，Ｓｈａｍｉｒ等［１０］发现爆管的次数与管龄大致呈指数关系，建立了管龄与管道爆管率之间的线性模型和指数模型。但更多的结果显示，除管龄外管道其他自身属性和管道敷设环境对爆管率的影响也不能忽视。计模型需要大量的爆管数据和预测数据进行校准，针对此类信息匮乏的情况，Ｍｏｇｌｉａ等［１２］提出了物理概率故障模型，该模型基于管道破坏过程的断裂力学，引入合理的假设和随机变量，宏观上可以反映爆管率，微观上可以反映腐蚀度。

2.3水质条件

在DMA分区供水时，往往需要将计量区域边界上的阀门关闭掉，这种情况下，将减慢管网区域边界位置水的流速，增大水龄，导致大量死端产生于管网末梢处，基于长期滞留等因素，死端水质将变差，严重影响管网水质质量。当DMA阀门数目增多，将会大幅影响管网水质。一般情况下，可利用管道冲洗等方法解决水质恶化等情况。通过定期冲洗，可以将管网末梢死水更新换掉，从而提高供水水质。

3在实际生活中供水管网分区计量的开展

3.1对管网是否独立要进行一定的检测工作

相关划分区域的施工工作完成后，还应加强这些区域的独立性试验，这是目前工作中最常用的方法，即零压试验:该方法主要是在一个独立的测量范围内关闭源区的阀门和外部连接，使试验期间和试验之后该范围内的用户处于非活动状态;此外还要打开灭火器，测量整个信息系统的供水量范围。注:如果压力继续下降，说明此时分区域已经是独立的，如果分离器没有完全关闭，我们必须要对分离器和外部通讯阀进行详细的检查工作，在解决这些问题后才能进行新的零压试验，保证其独立性，只有这样才能有效保证整个系统的正常运行。

3.2分区设施布置的优化方法

使用ＭＬＲＢ图划分算法得到管网的ｋ－ｗａｙ划分，即将管网分成ｋ个子部分，此时可以得到分区之间的连接边的集合，这些连接边部分需要关闭阀门，进行截断，其余维持开启并安装上流量计，进行监控管理。在供水管网的设计中，环状管网可以增加供水的可靠性，例如，当某一条管线出现损坏时，可以关闭其阀门，将这条管线隔离，通过环状网络上其他管线进行供水。但ＤＭＡ分区管理要求采用关闭阀门的方式将管网中某些区域隔离，分而治之，这样会造成环状结构的破坏，降低供水可靠性。同时，这种分区方式会造成管网中能量耗散的增加，并且造成管网压力的波动，可能导致部分地区供水压力不足。最后，ＤＭＡ分区会导致管网中死端的增加，造成节点水龄的增加，对水质造成影响。

3.3加强对于新型器具的使用情况

鉴于日常生活中我们对于新型器具的安装还存在一些缺陷，而插入式流量计的相对误差可能会影响一些软件对于管理数据的精确分析度。但是如果使用电磁表则不存在这些问题，它的测量更精确，同时克服了管道插入式的缺陷，而且不需要外界电源的接入，所以目前很多地方已经开始大规模使用电磁表。

结束语

城市建设离不开供水系统，完善供水管网系统对美化城市、塑造城市形象具有重要意义。城市供水管网分区供水技术的应用，可以有效监控管网漏损情况，大幅减小产销差率，完善城市供水系统，推进城市化建设事业可持续发展。

参考文献

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