序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的水資源中供水漏損精細(xì)化管理實(shí)踐樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。

1背景介紹

1.1公司概況

嘉定自來水有限公司始建于1961年,目前,擁有4座凈水廠、1座源水廠、2座加壓泵站,供水能力達(dá)57萬m3/d,供水范圍達(dá)400多km2,供水管網(wǎng)總長度為1300多km。2005年實(shí)行集約化供水以來,全面關(guān)閉鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠,實(shí)現(xiàn)“一地取水,一網(wǎng)供水”的格局,歸并了馬陸、方泰、婁塘、朱橋、唐行、曹王六家鎮(zhèn)水廠,還對(duì)黃渡、封浜、外崗、望新四家鎮(zhèn)水廠供應(yīng)饋水。先后改建了馬陸、嘉定新城伊寧路泵站,同時(shí)推進(jìn)管網(wǎng)建設(shè)和改造工程。公司所屬水廠等具體位置分布如圖1所示。

1.2分區(qū)和漏損概況

通過兩年的分區(qū)建設(shè),已經(jīng)建成一級(jí)和三級(jí)DMA體系,同時(shí)建成覆蓋全區(qū)的DMA分區(qū)計(jì)量漏損管控系統(tǒng)平臺(tái),完成對(duì)區(qū)域內(nèi)供水基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)控,評(píng)估各區(qū)域內(nèi)管網(wǎng)漏損狀況,監(jiān)督供水企業(yè)進(jìn)行管網(wǎng)漏損控制作業(yè),降低產(chǎn)銷差,合理利用水資源，配合GIS系統(tǒng),指導(dǎo)供水企業(yè)完善區(qū)域內(nèi)供水管網(wǎng)建設(shè),提升對(duì)于建成管道的維護(hù)管理業(yè)務(wù)能力。促進(jìn)供水管理工作由被動(dòng)向主動(dòng)、靜態(tài)向動(dòng)態(tài)、粗放向精細(xì)、無序向規(guī)范轉(zhuǎn)變,提高管理的精細(xì)化、信息化、現(xiàn)代化、智慧化水平。為了響應(yīng)加強(qiáng)上海特大城市“精細(xì)化”管理要求,需要在現(xiàn)有信息化的基礎(chǔ)上,構(gòu)建水務(wù)信息化新工具。分區(qū)DMA計(jì)量管理系統(tǒng)基于遠(yuǎn)傳水表、流量計(jì)、壓力計(jì)等物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)DMA分區(qū)用水及水資源的監(jiān)控監(jiān)管,達(dá)到精細(xì)化管理的目的。智慧水務(wù)的建設(shè),盡可能地實(shí)現(xiàn)水務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)讀取、分析、應(yīng)用,降低一線水務(wù)人員的工作量,減少人工成本支出,從而提升企業(yè)整個(gè)業(yè)務(wù)水平及企業(yè)的的收益率。本項(xiàng)目是控制供水管網(wǎng)漏損率、加強(qiáng)區(qū)域節(jié)水能力、提高城鎮(zhèn)用水效率,實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理所必不可少的一個(gè)組成部分,是上級(jí)政策和區(qū)域發(fā)展提出的雙重要求。為完善供水管網(wǎng)布局,改善區(qū)域供水水質(zhì),持續(xù)推進(jìn)集約化供水,建設(shè)節(jié)水型社會(huì)具有重要意義。

2分區(qū)實(shí)施和應(yīng)用探討

2.1分區(qū)規(guī)劃和實(shí)施

以管網(wǎng)水力模型的為基礎(chǔ),對(duì)DMA規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的管線水力情況進(jìn)行區(qū)域模擬和對(duì)整個(gè)管網(wǎng)進(jìn)行整體模擬,從而直觀地了解DMA分區(qū)方案下管網(wǎng)的水力狀態(tài)。利用管網(wǎng)模型指導(dǎo)嘉定分區(qū)規(guī)劃,在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上,提出初步的規(guī)劃方案,再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘調(diào)研情況,對(duì)初步規(guī)劃方案進(jìn)行不斷修正,同時(shí)應(yīng)用水力模型進(jìn)行詳細(xì)的管網(wǎng)運(yùn)行各工況分析,驗(yàn)證和確定全區(qū)分區(qū)儀表安裝方案,節(jié)約了25%的硬件投資;同時(shí),從分區(qū)的角度梳理了營業(yè)收費(fèi)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng),做到產(chǎn)銷計(jì)量;經(jīng)過兩年,根據(jù)分區(qū)方案配套已經(jīng)初步建成一級(jí)分區(qū)計(jì)量,已見成效。通過水力模型模擬計(jì)算,可以清楚地了解各個(gè)區(qū)塊的邊界管線的管道流量、流速,以及邊界壓力等情況。根據(jù)模擬的管道流量,初步確定哪些管線流量小可以關(guān)閉,哪些管線水流和所安裝流量計(jì)口徑不匹配需要更換流量計(jì)等情況。根據(jù)嘉定現(xiàn)有的行政區(qū)域劃分、日常管理、地理邊界、管道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、廠站供水范圍以及水力狀態(tài)情況,初步將一級(jí)分區(qū)劃分為9個(gè)區(qū)域。對(duì)一級(jí)分區(qū)方案(見圖2)的評(píng)估分析,可以確定一級(jí)分區(qū)后,管網(wǎng)水力狀態(tài)基本保持不變,能滿足供水壓力、應(yīng)急消防用的需求。

2.2漏損系統(tǒng)建設(shè)

為了能夠統(tǒng)一管理各水表廠商和平臺(tái)的數(shù)據(jù)及信息,需要建立一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的集成和管理,完成從數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的格式化、數(shù)據(jù)的傳輸、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的輸出、系統(tǒng)擴(kuò)展和保障等一系列的功能的平臺(tái)。通過平臺(tái)對(duì)接入的設(shè)備表具進(jìn)行統(tǒng)一管理,包括:設(shè)備基本信息、營業(yè)表卡信息、設(shè)備變更信息及運(yùn)維信息等。主要功能如下:(1)多源數(shù)據(jù)接入與集成。包括:流量計(jì)、遠(yuǎn)傳水表、二次供水?dāng)?shù)據(jù)、邊界饋水流量計(jì)、在線小區(qū)總表、遠(yuǎn)傳特征戶表、用戶營收數(shù)據(jù)、歷史漏爆管數(shù)據(jù)、干預(yù)管理數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)接入,并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效組織、展示和管理。(2)管網(wǎng)運(yùn)行情況監(jiān)控與處理。包括對(duì)設(shè)備、區(qū)塊、賬務(wù)、漏損等運(yùn)行異常情況的監(jiān)控與預(yù)報(bào)警,及時(shí)做出相應(yīng)干預(yù)并對(duì)干預(yù)進(jìn)行管理。(3)漏損分析與管網(wǎng)運(yùn)行分析。自動(dòng)對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行異常情況進(jìn)行分析和報(bào)警,并各區(qū)塊漏損情況進(jìn)行分析,并給出干預(yù)建議,如:區(qū)塊控壓、管線更新或修復(fù)、水表更換、查漏檢漏等。(4)報(bào)表管理。細(xì)化各區(qū)域水表清單,自動(dòng)統(tǒng)計(jì)嘉定各個(gè)區(qū)塊的日供水量、漏損率等相關(guān)漏損指標(biāo),生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表,分析夜間最小流量,指導(dǎo)漏損管理與控制工作,降低產(chǎn)銷差。并可根據(jù)水司各部門需求,提供相應(yīng)的定制報(bào)表。(5)最小夜間流量分析。對(duì)某個(gè)獨(dú)立計(jì)量區(qū)域(DMA)的夜間流量進(jìn)行分析,從而評(píng)估出該獨(dú)立計(jì)量區(qū)域的實(shí)際漏損情況。采用了經(jīng)驗(yàn)法和比較法相互結(jié)合的方法,保證分析的準(zhǔn)確性。(6)DMA分區(qū)法應(yīng)用。把一個(gè)開放的供水管網(wǎng)分割成一些較小的、較易于管理的區(qū)域或檢漏區(qū)域,DMA分區(qū)法是目前國際公認(rèn)的最好的實(shí)踐方式。它使供水企業(yè)更好的了解管網(wǎng),以便分析問題區(qū)域的壓力與流量。建立DMA的準(zhǔn)則包括流量計(jì)的數(shù)量,DMA區(qū)域的邊界情況等。

2.3漏損系統(tǒng)應(yīng)用

2.3.1漏損管理思路實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)分區(qū)計(jì)量精細(xì)化管理的基礎(chǔ),是管網(wǎng)漏損分析的前置工作,只有通過增添計(jì)量設(shè)備、關(guān)閉管道閥門等措施,完成對(duì)供水管網(wǎng)劃分為封閉的若干區(qū)域的工作,對(duì)各分區(qū)進(jìn)行漏損分析,才能開展有針對(duì)性的檢漏工作。DMA分區(qū)計(jì)量的核心是對(duì)供水管網(wǎng)劃分出封閉的供水區(qū)域,對(duì)每一個(gè)劃分出來的封閉區(qū)域,根據(jù)其用戶用水情況,邊界流量計(jì)計(jì)量的供水情況,區(qū)域內(nèi)壓力表的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),經(jīng)過科學(xué)的方法分析,確定該區(qū)域內(nèi)供水管網(wǎng)的整體漏損情況,同時(shí)對(duì)比同級(jí)不同分區(qū)的管網(wǎng)漏損情況,有重點(diǎn)的對(duì)各分區(qū)開展管網(wǎng)檢漏維護(hù)工作,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的精細(xì)化管理,降低管網(wǎng)漏損率。在對(duì)供水管網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了區(qū)域劃分之后,對(duì)區(qū)域內(nèi)的供水情況,售水情況,用戶用水情況,甚至供水管網(wǎng)壓力平衡情況進(jìn)行合理的統(tǒng)計(jì)分析,才能明確掌握分區(qū)內(nèi)供水情況,管網(wǎng)漏損情況,而供水管網(wǎng)中監(jiān)測(cè)設(shè)備上傳數(shù)據(jù)、營收抄表錄入數(shù)據(jù)、以及日常運(yùn)行過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、整理、分析。同時(shí)對(duì)于分析結(jié)果需要有合理、科學(xué)、有效的展示方式,便于相關(guān)人員查看了解詳情,最后還需要有一定的手段輔助管網(wǎng)檢漏人員進(jìn)行管網(wǎng)檢漏維護(hù)工作。2.3.2精細(xì)化分析與應(yīng)用區(qū)域與表冊(cè)對(duì)應(yīng)關(guān)系是否一致小區(qū):現(xiàn)場(chǎng)重新考察小區(qū)的用戶數(shù),包含IC卡,遠(yuǎn)傳居民表,人工抄表用戶,店鋪等基礎(chǔ)信息核實(shí)。區(qū)域封閉性:依據(jù)考核表的流向,重新進(jìn)行分區(qū)。小區(qū)內(nèi)部管線存在漏水情況:實(shí)地進(jìn)行考察現(xiàn)場(chǎng)是否存在漏水偷水現(xiàn)象。設(shè)備異常:重點(diǎn)關(guān)注該設(shè)備的數(shù)據(jù)情況,是否經(jīng)常出現(xiàn)斷數(shù)據(jù)或計(jì)量不準(zhǔn)確等現(xiàn)象。抄表周期異常:查看現(xiàn)場(chǎng)的小區(qū)現(xiàn)狀,看能否調(diào)整抄表周期,避免一個(gè)小區(qū)出現(xiàn)兩種或多種不同的抄表周期,讓售水量在不同的維度,影響產(chǎn)銷差計(jì)算。水量沒有完全抄收:核實(shí)該小區(qū)的用戶數(shù)和表數(shù),查看小區(qū)的用戶是否都有對(duì)應(yīng)的開賬或IC卡的充值記錄信息。(1)營收表具和區(qū)域?qū)?yīng)關(guān)系。系統(tǒng)建設(shè)前期,營收表具按照管理區(qū)域進(jìn)行分類,實(shí)際需要按照計(jì)量分區(qū)進(jìn)行整理,為了獲得該信息,營收抄表增加了抄表位置,到場(chǎng)自動(dòng)根據(jù)抄表位置進(jìn)行記錄并返回系統(tǒng),再有業(yè)務(wù)系統(tǒng)和地理區(qū)域進(jìn)行匹配,自動(dòng)掛接所屬于區(qū)域,通過該操作,節(jié)約了人工匹配的工作量。(2)DMA區(qū)域和表冊(cè)對(duì)應(yīng)關(guān)系。漏損系統(tǒng)接入小區(qū)數(shù)據(jù),并將營收中表冊(cè)的數(shù)據(jù)推送到漏損系統(tǒng)中,將表冊(cè)和DMA小區(qū)進(jìn)行關(guān)聯(lián),按照營業(yè)所小區(qū)整理,扎口管理所審核和使用,通過系統(tǒng)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)問題反向分析定位,進(jìn)行漏損指導(dǎo)。(3)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)綜覽。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中設(shè)備(流量、壓力、夜間流量等)的運(yùn)行情況,進(jìn)行綜合分析及處理;并利用所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù),對(duì)設(shè)備運(yùn)行的異常情況,進(jìn)行報(bào)警,包括對(duì)數(shù)據(jù)的異常情況。通過區(qū)域數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)設(shè)備安裝異常,如:設(shè)備方向裝反,設(shè)備安裝位置易受到外界情況干擾等,也可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備本身異常,如:設(shè)備計(jì)量不準(zhǔn)確等。(4)IC卡水量分析。某分區(qū)產(chǎn)銷差大,主要是因?yàn)樵搮^(qū)域有很多預(yù)付費(fèi)水表,區(qū)域的真實(shí)售水量數(shù)據(jù)難以統(tǒng)計(jì),建議在有條件的情況下逐步更換預(yù)付費(fèi)水表,同時(shí)在預(yù)付費(fèi)小區(qū)總管加裝遠(yuǎn)傳總表,便于了解各個(gè)小區(qū)的真實(shí)供水量,分析管網(wǎng)可能存在的漏點(diǎn)位置,進(jìn)一步降低區(qū)域產(chǎn)銷差。在當(dāng)前不能獲取用水量的情況下,采用相對(duì)計(jì)算方式進(jìn)行了折算,使產(chǎn)銷差更接近真實(shí)情況,從而進(jìn)一步反應(yīng)產(chǎn)銷差相關(guān)問題。

3漏損系統(tǒng)應(yīng)用成果

3.1精確到日產(chǎn)銷差,結(jié)合夜間流量及用水規(guī)模指導(dǎo)檢漏

對(duì)區(qū)域流量異常(偏大、偏小等)變化,及時(shí)查找原因,分析可能存在的問題或漏點(diǎn)等情況、以及流量計(jì)數(shù)據(jù)異常,及時(shí)安排外業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)處理。同時(shí)實(shí)時(shí)了解流量計(jì)的運(yùn)行情況,做好流量計(jì)設(shè)備的維護(hù)管理工作。

3.2及時(shí)發(fā)現(xiàn)突發(fā)漏點(diǎn)

及時(shí)發(fā)現(xiàn)突發(fā)漏點(diǎn),極大地縮短發(fā)現(xiàn)漏水的時(shí)間,實(shí)現(xiàn)漏點(diǎn)快速定位?？偟穆┧畷r(shí)間可以劃分為3個(gè)區(qū)間,分別稱為發(fā)現(xiàn)、定位和修復(fù)。實(shí)施DMA管理可快速發(fā)現(xiàn)漏水存在的區(qū)域,縮短發(fā)現(xiàn)漏水的時(shí)間,指導(dǎo)檢漏人員的漏水檢測(cè)工作,做到有目的、有重點(diǎn)的進(jìn)行漏水檢測(cè)。依據(jù)在線監(jiān)測(cè)水損數(shù)據(jù),不斷設(shè)定新的水損控制目標(biāo),由于DMA是實(shí)時(shí)在線水損監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng),所以,可以不斷根據(jù)新的水損水平,設(shè)置和調(diào)整控制水損的目標(biāo),這樣就能有計(jì)劃,有步驟地達(dá)到企業(yè)或國家要求的水損控制水平。

3.3形成專人負(fù)責(zé)管網(wǎng)漏損控制工作

統(tǒng)計(jì)評(píng)估各個(gè)區(qū)塊產(chǎn)銷差情況,制定各個(gè)區(qū)塊產(chǎn)銷差控制指標(biāo),以及接下來的漏損管控工作方向和重點(diǎn)內(nèi)容。主要職責(zé)是協(xié)調(diào)水司相關(guān)職能部門,如:信息(漏爆管、檢漏、管線修復(fù)等)收集,監(jiān)測(cè)信息異常工單派發(fā)與反饋,漏損(日,周,月,年)與異常報(bào)表等。協(xié)調(diào)職能部門現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)原因,及時(shí)采取干預(yù)非常明顯,污染物峰值濃度由400mg/L降至不足200mg/L,見圖5。而隨著降雨增大,未受控制的徑流量增大,低影響措施的水質(zhì)改善作用逐步降低。

4結(jié)論與意義

通過數(shù)值模擬設(shè)計(jì)的LID方案,從兩種評(píng)估結(jié)果來看,多年降雨尺度下的平均徑流總量控制率(74%)和日降雨尺度下的年徑流總量控制率(75%),均超過區(qū)域制定的年徑流總量控制率目標(biāo)(72%)。水質(zhì)方面,在30.55mm日降雨(72%年徑流總量控制率)條件下,由于大部分的徑流被各類低影響措施控制,因而污染物的累積量相應(yīng)較小,削減效果較好。而當(dāng)日降雨量超過41mm時(shí),削減率將低于徑流污染削減率目標(biāo)值54%。本研究意義在于利用數(shù)值模擬可以合理布置并設(shè)計(jì)LID設(shè)施,海綿城市建設(shè)前,可以為每個(gè)地塊開發(fā)類似的海綿城市評(píng)估模型。若應(yīng)用在項(xiàng)目規(guī)劃階段,可以做到合理布局LID設(shè)施;若應(yīng)用在設(shè)計(jì)階段,可以量化區(qū)域內(nèi)實(shí)行海綿城市建設(shè)的具體問題,設(shè)計(jì)部門可以根據(jù)模擬結(jié)果調(diào)整分區(qū)內(nèi)LID設(shè)施;在各階段為決策提供參考依據(jù),為設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)手段。

作者:侯金霞 嚴(yán)國 單位:上海三高計(jì)算機(jī)中心股份有限公司  上海市嘉定自來水有限公司