智慧水務

管網漏損控制業務介紹

爲解決國(guó)内水司漏損偏高的共性問(wèn)題，我司早在2011年(nián)就(jiù)開始進行管網漏損控制技術(shù)的研發與應用，現已獲得(de)漏損控制相(xiàng)關授權發明專利3項，軟件(jiàn)著作(zuò)權6項，技術(shù)專著1項，并經科(kē)技成果鑒定爲“國(guó)内領先”水平。

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　　　　　　　　　　　　漏損控制指導專著《城(chéng)市供水管網漏失檢測與控制技術(shù)研究及應用》成果

1 業務範圍

漏損控制業務咨詢

供水公司管網漏損控制咨詢服務，提供問(wèn)題診斷、全程技術(shù)指導及實施咨詢服務。

（1）管網監控

　　管網壓力、流量及水質監控設備及實施服務。

（2）管網分(fēn)區計(jì)量

　　管網分(fēn)區計(jì)量方案策劃及實施咨詢

（3）分(fēn)區壓力控制

　　管網分(fēn)區壓力自(zì)動優化控制實施

（4）泵站(zhàn)節能控制

　　泵站(zhàn)出口壓力自(zì)動優化控制實施與咨詢

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項目實施流程

2 主要做法

在基礎調研的基礎上，結合水司管網結構及具體(tǐ)需求，采用管網水力模型進行模拟計(jì)算，制定了适應不同城(chéng)市供水管網的分(fēn)區層次，具體(tǐ)爲：

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一級分(fēn)區：科(kē)學劃分(fēn)多水源供水系統中各水源供水區域，在供水邊界通過關閥、管網改造等方式将水源獨立分(fēn)隔，使每個區域對應一個水源，通過泵組優化調度，實現節能降耗。

二級分(fēn)區：将配水管網劃分(fēn)多個區域，實現分(fēn)區計(jì)量水量，在壓力富裕分(fēn)區調控區域壓力，實現壓力控制、流量管理(lǐ)、降低漏失。

三級分(fēn)區：在二級分(fēn)區内劃分(fēn)多個區域，實現DMA小區流量計(jì)量，漏失區域定位，從(cóng)有針對性的進行檢漏修複與改造。

通過科(kē)學劃分(fēn)供水區域、構建城(chéng)市供水管網漏損檢測與控制水力模型、融合SCADA及物聯網等技術(shù)，結合我國(guó)枝環結合複雜管網特點及供水管網在管理(lǐ)、調度、計(jì)量、壓力控制等方面的實際需求，構建漏損檢測與控制數字化平台。

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3 主要案列

3.1 常平水司漏損控制項目

2011年(nián)11月，公司聯合哈爾濱工(gōng)業大(dà)學、華南(nán)理(lǐ)工(gōng)大(dà)學共同開展廣東省産學研項目——《城(chéng)市供水管網漏失檢測與控制技術(shù)研究及應用》，将東莞市常平鎮選作(zuò)漏損控制示範城(chéng)市。

常平鎮供水管網系統主要由兩座水廠(chǎng)（第一水廠(chǎng)、第二水廠(chǎng)）、300km供水管線及1022個閥門(mén)等構築物組成。水廠(chǎng)供水能力爲28萬m³/d，實際供水量約爲22萬m³/d。現狀管網系統配有SCADA系統及GIS系統。

3.1.1 項目開展情況

（1）建立基于壓力驅動節點流量理(lǐ)論的高精度管網水力建模技術(shù)

項目建立高精度管網模型，通過模拟不同工(gōng)況運行情況，服務日(rì)常供水管理(lǐ)與調度、分(fēn)析現有瓶頸、規劃指導未來(lái)建設發展。項目所建立的管網水力模型24小時校(xiào)驗誤差≤±1m的壓力監測點已超過75%，≤±2m的超過90%，精度遠(yuǎn)超英國(guó)WRC模型精度評價标準。

（2）分(fēn)區建設與改造

結合常平水司現狀，實施管網三層級分(fēn)區，實現管網分(fēn)區精細化管理(lǐ)，對壓力富裕的二級分(fēn)區實施壓力調控，對漏失較高的三級分(fēn)區實施有針對性的漏點修複與改造。

截至項目驗收，已完成二級分(fēn)區建設30個、三級分(fēn)區建設80個、壓力示範區建設3個和DMA漏失定位示範區1個（圖3）。

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圖3 常平鎮管網分(fēn)區建設情況

在管網三級分(fēn)區建設過程中，完善三級監控設施建設，包含：出廠(chǎng)流量壓力監測、泵站(zhàn)電耗計(jì)量、管網最不利點壓力在線監測的一級分(fēn)區監控建設，8個壓力分(fēn)區入口流量壓力監測、8個最不利點壓力檢測的二級分(fēn)區監測，138個三級DMA區域計(jì)量建設和34個分(fēn)區離(lí)線壓力監測點建設（圖4）。

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（3）水廠(chǎng)節能改造與優化調度

1.分(fēn)析各水廠(chǎng)泵站(zhàn)能耗及機(jī)組運行效率；

2.對不滿足節能要求及偏離(lí)高效段的機(jī)組實施改造；

3.利用管網水力模型，進行優化調度計(jì)算，優化各時段出廠(chǎng)壓力。

（4）管網數字化集成平台

搭建管網漏損檢測與控制數字化應用平台，采用标準的協議(yì)、統一的數據庫共享，按照(zhào)測控設備（傳感器、控制器設備）—現場測控模塊—GPRS遠(yuǎn)程通訊網絡—管理(lǐ)中心服務器—信息服務終端的系統結構，通過城(chéng)市供水管網漏損監控的數字化、信息化決策分(fēn)析與管理(lǐ)，及時發現漏損與實施壓力調控，有效降低供水管網漏損和泵站(zhàn)能耗。

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圖5 城(chéng)市供水管網漏損檢測數字化平台集成

3.1.2 效果效益分(fēn)析

常平水司管網漏損率從(cóng)基準值20.77%降低到目前的10.69%；管網DMA分(fēn)區平均月爆管次數減少0.66次，爆管率減少30%，管網維修費用減少約100萬元；單位供水能耗從(cóng)238.18Kwh/km³下降至174 Kwh/km³，下降26.9%。

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圖6 常平供水管網漏損率情況

3.2 梅州水司漏損控制項目

該水司城(chéng)區供水管網覆蓋面積爲52.2平方公裡(lǐ)，管網DN100以上總長度約311公裡(lǐ)，城(chéng)區供水廠(chǎng)現有4座（1座建設中），水廠(chǎng)及管網分(fēn)布情況如(rú)圖7所示。

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圖7 水廠(chǎng)分(fēn)布簡況

水廠(chǎng)總供水設計(jì)規模爲31萬噸/日(rì)，實際最高日(rì)供水26萬噸/日(rì)，水司基本實現抄表到戶，城(chéng)區用戶數量達24萬戶。管網有較完善的主幹管圖紙，起初無SCADA系統。2015年(nián)産銷差率達45%，鍍鋅鋼管、灰口鑄鐵管等淘汰管材超過70km，城(chéng)區漏損嚴重，水廠(chǎng)整體(tǐ)超負荷運行，但(dàn)仍不能滿足用戶水壓、水量需求。

3.2.1 項目開展情況

（1）管網分(fēn)區管理(lǐ)

将全市管網按照(zhào)水源供水範圍、行政區，壓力相(xiàng)似和流量相(xiàng)似分(fēn)别建立一級計(jì)量區、二級計(jì)量區和三級計(jì)量區（圖8）；三級計(jì)量區是由獨立計(jì)量分(fēn)區、大(dà)用戶和非獨立計(jì)量分(fēn)區組成；這樣，可(kě)以逐級解析漏損，快(kuài)速判斷漏損發生(shēng)空間範圍及确定發生(shēng)漏損的程度，縮短(duǎn)漏損感知時間，減少經濟損失。

（2）管網檢漏管理(lǐ)

實行短(duǎn)期外包檢漏與長期強化内部檢漏相(xiàng)結合，對3個一級分(fēn)區進行專業檢漏，查明主幹管是否有漏；強化内部檢漏，将檢漏工(gōng)月工(gōng)資與檢漏效果挂鈎，并規定報漏處理(lǐ)及檢漏定位準确性，對維修及時性進行考核。

圖8 管網分(fēn)區管理(lǐ)圖

（3）出廠(chǎng)壓力管理(lǐ)

合理(lǐ)調配3個水廠(chǎng)各時段供水壓力，實現壓力按需調整，以降低壓力冗餘造成的漏損，并有針對性的提高缺水區域壓力（圖9、圖10）。

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圖 9 水廠(chǎng)壓力控制思路(lù)

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圖 10 主力水廠(chǎng)壓力控制壓降參考曲線

通過壓力調整，夜間總供水流量下降679m³/h，減少漏水量約2500m³/d，重新分(fēn)配各水廠(chǎng)供水量，單位供水成本下降0.03元/m³，用水高峰期低壓問(wèn)題得(de)到改善。

（4）管網改造

爲解決管網瓶頸及低壓問(wèn)題，制定幹管改造計(jì)劃，加快(kuài)推進新水廠(chǎng)建設的同時，統籌二次供水設施，對可(kě)合并的二次供水設施統一改造，建設加壓泵站(zhàn)，統一加壓。同時，結合三級分(fēn)區情況，将各三級按漏損率大(dà)小進行排名，對漏損量大(dà)及低壓的區域安排改造。

（5）信息化建設

建設水司管網監控系統，實時監測各水廠(chǎng)出廠(chǎng)瞬時流量、供水壓力、供水量，監測各分(fēn)區供水量、漏損量、漏損率及夜間流量，根據分(fēn)析結果采用有針對性措施。

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