深圳市水务（集团）有限公司 广东深圳 518000
摘要：自然村（城中村）管治是城市管理的难点，其道路、楼宇、门市都没有统一规划，供水管网错综复杂，漏损严重。通过对罗芳村建立DMA小区，实施瞬时流量、瞬时压力在线监控，实施零压测试多个DMA分区，排查各分区的动态情况，精细化分析漏损数据，缩小探漏范围，高效做好漏损控制工作，为自然村供水漏损控制和管理总结出一些经验，使其产销差率从42%降至28%。
关键词：DMA分区 零压测试 漏损控制 最小夜间流量
Abstract:Natural village (City Village) governance is difficult, the management of the roads, buildings, stores are not unified planning, water supply network complex, serious leakage. Through the establishment of DMA partition of LuoFang village, the implementation of instantaneous flow, instantaneous pressure on-line monitoring, the implementation of zero pressure testing of multiple DMA partitions, dynamic investigation of each partition. Fine analysis of leakage data, reduce the leakage range, Control work for the natural village water supply leakage control and management summed up some experience, so that the sales difference from 42% to 28%.
Keywords: DMA partition, Zero pressure test, Leak control, Minimum nighttime flow
一、项目背景及目的
（一）概况
罗芳村位于深圳市罗湖区深港边界，辖区范围东起曦龙山庄，西至罗芳水质净化厂，南濒深圳河，北达罗芳山，地势为北高、南低，总面积约1.4平方公里，主干道均在南边。该村是一处典型的接收老旧城中村，目前已纳入城市规划旧改范围，后期村内12万平方米的建筑将面临拆除，拆除过程很可能会持续3至5年，将给水司的管理也会带来较大的压力。
.png)
图1 罗芳村牌坊
罗芳村内现有楼门500多栋，水司抄读水表数719块，2017年7、8月售水量总和8.39万m³，月平均水量为3.6万m³，近一年来管网维修次数达150多次。历史图纸显示该村为三路进水口，均由延芳路DN400主管引入。其中主进水口为位于罗芳村牌坊入口处DN300管，另两路进水口位于牌坊西侧两处DN200管。
.png)
图2 罗芳村区域示意图
城中村的管理一直是供水企业比较薄弱的环节。由于历史遗留原因，村内管网结构和供水情况难以掌握，私接乱搭情况较为严重，偷盗水等情况时有发生，管网维修次数频繁，产销差情况普遍较高。同时，在城市更新改造的过程中，因持续周期较长，又极易造成管网的破坏，带来更多的隐患。
（二）建立城中村DMA小区主要目的
１、通过监测和分析DMA最小夜间流量（MNF），评估区域漏失水平，定位漏水较严重的区域并优先进行探漏；快速发现管网新产生的破损，实现漏点的快速识别和快速修复。
２、通过总分表水量数据对比和水平衡分析，发现区域内非法用水，监督考核营销水表抄读、抽查水表数据的质量。
３、通过对压力较高区域实施压力调控，进一步降低管网背景漏失。
４、在DMA建设普查的过程中，完善区域管网和计量器具的属性信息，发现并解决管线及附属设备的GIS图与实际不符、水表漏立户、窃水等行为和隐患。
５、根据DMA区域实际真实漏失水平，按加权平均方式较精确计算管网真实漏失水量，为市区内其他城中村的管理和评估提供参考。
二、项目的前期调研及封闭性测试
（一）前期现场调研
项目开展前期，由深圳水务集团客户服务分公司大客户服务部、罗湖营业中心、罗湖管网所、拓安信计控仪表等组成联合项目小组，于3月15日对罗芳村现场进行了实地调研及摸查。
.png)
图3 前期调研区块示意图
初次现场调研数据如图3显示，图示中标注为F3、F2的两处阀门理论上在春节后就已经关闭。通过关闭罗芳村牌坊处F1主入水口阀门及内部个别分支阀门，则图3中A、D、B区域是可以停水的，而C区域无法停水，E区域未知，F区域开消防栓后发现水压变小仍有水，而G区域位于最高点会没水，有小的区域泵房进行二次加压。
因此，初步判定结果如下：图3中A区域主要通过F3、F4两个阀门控制；D区域则可能是由于F2阀门控制引起；B区域需要关闭F5、F6后才能停水；C区域则可能是因为未知的水源阀门未找到引起无法停水，该区域下面部分楼栋可停水；F区域内手袋厂与延芳路可能存在未知一路水源。
（二）实施零压测试
结合前期现场调研反馈情况，联合项目小组于3月24日对罗芳村实施了整体的零压测试。因区域面积较大，为避免停水造成过大影响，实施期间将区域分为东、西两片区，在上午和下午分别完成。实施过程中，通过引入新型的智能管网压力在线监测终端进行多点布置，有效的保证了实施过程的监测管理和验证。
.png)
.png)
图4 罗芳村零压测试工具及现场管网图
.png)
图5 罗芳村零压测试期间压力监测点曲线数据
1、零压测试现场反馈
（1）如上图4所示，实施期间阀4未找到；阀7已掉闸（理论上处于关闭状态）；
（2）通过阀1、阀2可停水图4的A区；
（3）通过阀3、阀5、阀6、阀9可停水图4的B区；
（4）通过阀8、阀9可停水图4的C区；
（5）实施零压测试结果显示，图4的A区、B区间阀4进水口沿线无法停水。
2、零压测试结果
罗芳村除村委股份公司附近DN150阀门及其入水管所辖的局部小片区无法停水外（该区域下一步将进行阀门检修或加装），其余整体罗芳村内都可通过在牌坊处DN300主入水口、西边岗亭DN150入水口进行加装对照表，以实施管理。
三、计量监控对照表的选型及实施
分公司常用于小区DMA计量监控对照表管理的方式主要有两种模式:（1）高精度机械式水表加远传流量、压力监控设备；（2）远传流量、压力一体式的电磁水表。对照表选型上主要考虑以下方面的问题：
1、系统寿命的统一性和稳定性问题。
建立DMA小区的主要目的在于评估管网运行状况，指导检漏分析以及建立长效考核指标机制。罗芳村这类城中村由于管网结构复杂，建设时间长，实施难度大，且维护周期也更久。大口径机械水表在恶劣环境下的良好计量效率保持年限可能会缩短，其数据的可信赖度逐渐降低，需要不断的更换或校验水表，从而增加维护成本。电磁水表（计量原理同电磁流量计）的使用寿命则可达10年以上，且计量效率相对来讲较长期稳定，给水司管理带来了较大的便利。
2、最小夜间流量数据的精度问题。
建立DMA小区后，用作小区管网漏失评估的重要指标是小区最小夜间流量MNF值。传统的机械水表由于存在始动流量的因素，在小流量这块误差相对较大。且机械式水表没有流速的概念，主要是通过缩短定期采集其读数反推算其平均的夜间瞬时（小时）流量，其精度会低一些。而电磁水表由于其计量原理特性，基本可以从零流速开始计量，实时采集瞬时流速，因此其最小夜间流量也更为精准。因此，在小流量或超大流量的情况下，使用电磁水表会较机械水表加远传要精准一些。
为验证电磁水表在小区对照表方面的性能，前期客服分公司通过两种表计实地现场串联比对的方式，在南山营业中心开展了3个小区的性能比对试验，最终试验结果如下：
表1 机械水表与电磁水表计量水量比对
.png)
.png)
.png)
图6 机械水表与电磁水表现场安装照片
.png)
.png)
.png)
图7 机械水表与电磁水表计量曲线
试验小区都是安装经水表检定中心强检校验合格的全新水表，理论上计量效率为最好状态。实际运行情况对比来看，电磁水表总体计量效率会较高一些，尤其是在夜间小流量用水的时期，计量水量均有所增加。以龙城新苑为例，在夜间用水低谷的2点到6点间，机械式水表运行在最小流量Q1流量范围，累计流量为11.3m³，而电磁水表累计流量为15.15m³，相差3.85m³，计量损失高达25% 。在分界流量Q2、常用流量Q3区间内，电磁水表与机械式水表水量相差不大，而在用水高峰过载流量Q4和低谷最小流量Q1等情况下，电磁水表相较机械水表计量线性和稳定性更佳，测量更精准，计量效率更高。
3、多路进水小区的反向计量、压力损失、数据处理问题。
由于涉及消防安全问题，目前普遍的规模小区都存在两路或以上进水，而城中村涉及历史遗留问题，往往与市政管网存在多路进水，且由于管网压力不平衡等因素，个别进水口存在倒流或反复倒流的现象。传统的机械水表因设计原理主要应用于正向计量，其反向计量的精准度、计量效率较低，在多路进水的小区难以准确计量DMA片区的总、分表对照关系。另外，传统的居民小区和老旧城中村基本上以7层楼房为主，市政管网压力基本能够满足需求，但如果要在多个进水口加装机械式对照表，其水头损失带来内部居民对供水压力投诉问题存在上升的可能。而电磁水表的零压损、瞬时流量正向、反向、双向计量，及流量、压力数据长周期监控、保存，掉线恢复后能数据自动回传等良好特性，能较好的解决这些问题。
4、区域压力调控的需求。
结合前面背景目的介绍，建立小区DMA后，通过监测数据的反馈，对于压力较高的区域实施压力调控，可进一步降低管网背景漏失。带有流量、压力同步监测及远传的电磁水表则可以较好的提供数据保证，为进一步开展压力的测试和调控工作，辅助决策提供依据。
综合上述因素，在实施罗芳村城中村DMA建设时，综合考虑计量精度、设备运行成本等综合因素后，决定采用免直管段安装的拓安信MAG-AX-L管段式电磁水表来进行实施。并于4月16日和4月26日分别完成了DN150和DN300的对照表安装工作。
.png)
.png)
图8 对照表安装现场
四、罗芳村分步测试及分片区漏损评估
对照表实施安装前后，联合项目小组进行多次现场分步测试，结合ThinkWater®系统的相关数据情况进行分析，最终将各片区漏失情况进行了初步评估。评估数据如下图所示：
.png)
图9 罗芳村DMA分区计量设计图
1、罗芳村东片DN300监控范围内C区域漏失评估
通过对各路进水口、区域内各关键区域的阀门分析，可将罗芳村分为A、B、C等若干个分区。5月3日，通过关闭F9、F7阀门，由罗芳村牌坊2#进水口DN300对照表监测C区，对C区的漏耗情况进行评估。实施分步测试期间，C区最小夜间流量为26m³/h，最小夜间流量/日平均流量的比值高达49%，属于C类（40%以上）严重区域，存在较高物理漏失；剔除夜间合法用水量后，C区域日测算漏损水量值约为470m³/d，测算漏损水量占比日供水量达到37%，年漏失水量达16.9万m³，漏损较为严重，建议尽快查探漏并及时修复。
2、罗芳村西片B区及A区漏失评估
5月17日关闭F2、F3、F6阀门，通过罗芳村牌坊2#进水口DN300对照表监测B、C区，对B、C区的漏耗情况进行分析，同时结合前期独立C区的漏失情况，用现有B、C区的数据减去独立C区的数据，得出近似B区内的漏失情况。对A区通过关闭阀门形成临时性的独立计量区域，得出A区的漏失情况。
.png)
图10 罗芳村C区（扩大区域）分步测试曲线变化图
注：上图第一根蓝色曲线为瞬时流量曲线，第二根红色曲线为瞬时压力曲线。
在关阀监测期间，B区最小夜间流量约为7m³/h，结合其压力变化初步估算其日测算漏损水量值约为168m³/d，测算漏损水量占比日供水量达到42%，属于C类（40%以上）严重区域，年漏失水量达6万m³；而A区最小夜间流量约为2.6m³/h，最小夜间流量/日平均流量的比值为22%，属于A类（30%以下）普通水平。
3、综合评估
综合A、B、C三个分区的漏损情况，测算出综合产销差率为42%，属于漏损严重的水平，急需采取漏损控制措施。
五、深入实施：探漏、关阀、分区、总分对照
1、结合漏损评估分析数据，对应不同分区的漏损情况，6月27日、7月18日、8月9日凌晨分别安排对罗芳村内排查探漏工作，共发现漏点8处，测算漏量合为16 m³/h，使降低管网漏失水量，产销差率阶段性降低到28%，漏控工作仍在继续中。
2、通过对各路进水口、区域内各关键区域的阀门进行启闭和分析，可将罗芳村分为A、B、C1、C2、C3等若干个分区。计划通过关阀测试，对各片区的流量进行分析，剔除夜间合法用水，剥离出最小夜间流量当中的物理漏损水量。
3、完善罗芳村近期内部营收数据，并综合月均（日均）抄收水量与总表供水量进行比对，初步估算监控区域内总分差情况。
4、完成罗芳村股份公司附近已探明管线的阀门加装工作，将罗芳村DMA分区实施完成，形成两路供水的独立计量区域，实现长效管理。
现阶段已对罗芳村建立了DMA小区，实施了长期的瞬时流量、瞬时压力在线监控，并对其小区内部可通过关阀测试实施分割成多个小范围的DMA分区。虽然该DMA片区的产销差率已有所下降，但依然较高。因此，我们仍需结合压力控制策略，以便更精细化的分析各片区的供水漏损情况，缩小探漏区域，更加有的放矢的打好漏损控制的持久攻坚战。
参考文献：
[1] (英)法利(Farley,M.)等著.侯煜堃等译.无收益水量管理手册[M].上海:同济大学出版社,2011.
[2] 张叮叮. DMA技术在供水小区管网运营分析中的应用[J]. 中国给水排水,2013,29(23):60-63.
[3] 吕立. 城市供水管网的压力分区法管理. 净水技术，2016，35（S1）：163-165
[4] CJJ 92-2002,城市供水管网漏损控制及评定标准[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2002.
[5] CJJ 159-2011,城镇供水管网漏水探测技术规程[S]. 中国住房和城乡建设部,2011.
作者简介：
郑军朝(1977-),男,给排水工程师,从事供水管网小区DMA漏损控制管理工作、表务计量管理和研究。