分区计量管理项目应用

为充分发挥分区计量管理项目在漏损控制的效用，应构建科学完备的应用体系，如下图

分区计量应用体系

1. 基于水量平衡分析的漏损现状评估方法

　　分区计量管理项目通过监控分析DMA 分区内流量、压力、水质、大用户用水等情况，结合营业抄收系统的营业数据和稽查数据，形成水量平衡表，建立完善的水量平衡分析机制，对真实漏失、计量损失、管理漏损进行全要素管理与分析，并结合每个DMA分区的漏损现状，采用针对性的解决方案，通过压力控制、管线探漏、维修维护、管网改造、营业稽查、计量管理等措施，提高控漏成效。

　　水量平衡分析不仅适用于整个供水区域，也适用于不同层级的分区计量区域。供水企业应根据《城镇供水管网漏损控制及评定标准》CJJ 92—2016相关要求，做好水量统计工作和水平衡分析，量化各构成要素的水量，按年度进行分析。

分区计量水量平衡分析具体统计步骤如下：

(1)统计系统供水总量：通常见于一级DMA 分区或二级DMA分区，供水总量包括自产供水量和外购供水量，可通过流量计量设备直接获取数据。

　　一级DMA分区之间或供水企业与自来水厂之间用于贸易结算的流量计需定期比对，校验计量设备的准确性和稳定性。在流量计安装时应在测流井内预留用于比对的直管段，直管段宜采用不锈钢管，比对时可采用便携式超声波流量计与在线流量计进行串接，定期(一般每月或每季度安排一次)对2个流量计的瞬时流量、累积流量值进行同步比对，通过定期比对，动态掌握两者之间的相对误差值，可分析判断在线流量计是否处于稳定的工作状态。

　　除定期比对外，每年还应至少安排一次仪表的校验，也可利用清水池液位进行校验，其中一次仪表的校验内容主要为传感器电极对地电阻、励磁电阻、励磁对地绝缘、转换器模拟偏差等参数，通过校验这些参数是否在标准范围之内，评估仪表的准确性和稳定性。部分电磁流量计的检测标准可参考表1-1，电磁流量计检测工具可见表1-2

部分电磁流量计的检测标准 表1-1

检测项目	科隆标准	威尔泰XEM标准	偏差分析
传感器电极对地电阻	0.001~1M之间，且两个电极电阻偏差小于或等于20%	0.001~1M之间，且两个电极电阻偏差小于或等于20%	少于此范围，排出管内流体再次测量，如果仍然很低，电极线路短路；高于此范围，电极接线断路或者电极污损；如果差异极大，电极接线断路或电极污损
励磁电阻	15~200	15~200	少于此范围，励磁短路；高于此范围，励磁断路
励磁对地绝缘	≥20M	不监测	少于此值，传感器进水或者线缆故障
转换器模拟偏差	≤1.5%	≤3%

电磁流量计检测工具 表1-2

序号	工具	规格	检测项目	准确度等级
1	兆欧表（摇表）	500v	传感器励磁对低绝缘	10级
2	万用表	指针式，电阻档	传感器电极对地电阻，传感器励磁电阻	±1.5%
3	模拟信号发生器		转换器信号模拟	±1%

　　若存在比对、校验不合格的流量计，应及时对流量计进行更换，并根据比对的误差值及更换后流量计的运行数据对供水量进行纠正；对没有计量的水量，应通过便携式流量计临时测量，或通过水泵曲线、压力和平均运行时间进行分析。

(2)统计收费计量用水量：按营业抄收系统数据或记录进行统计计算。

计量计费用户的用水量抄见可通过固定抄表周期、抄见日期等方式，实现抄见时间和供水量的统计时间保持一致。同时，供水企业可对一级DMA分区的计费水表的抄准率、抄见率不定期地进行抽检，并建立水量内外复核机制，对异常水量及时安排复核，以确保抄收数据的质量。

　　此外，供水企业应按照国家对计量水表的强制检定周期要求，对计量水表采取固定期限或动态周检相结合的管理模式：对于公称口径小于或等于50mm，且常用流量小于或等于16m³/h及用于贸易结算的水表，只作首次强制检定，限期使用，到期轮换；对于公称口径小于或等于25mm的水表，使用期限不超过6年；对于公称口径在25~50mm之间的水表，使用期限不超过4年；对于公称口径大于50mm，或常用流量大于16m³/h的水表检定周期宜为2年，用于贸易结算的超声波流量计检定周期不宜超过2年；用于贸易结算的电磁流量计，若其准确度等级为0.2级及大于0.2级，在线检定周期应为1年，若其准确度等级低于0.2级或使用引用误差的流量计，在线检定周期应为2年。同时，供水企业还应定期分析在装水表的配表合理性，对存在大表小流量、小表大流量等现象的计量水表应及时进行口径优化，若与用户协商存在问题，也可采用水表类型优化，对存在故障、堆压等情况的水表，应及时安排维护，确保计量可靠、抄见准确。

(3)统计收费未计量用水量：可通过营业抄收系统估算水量，也可临时装表，估算用户用水量。针对未装表采用定量缴纳水费的用户，可优先安排管线改造，实行装表计量。针对新建工程因管道试压、工程质量验收等所产生的水量，可作为计费水量列入工程成本。

(4)统计未收费已计量用水量：可按计量或相关单位提供的数据计算。

(5)估算未收费未计量用水量：需先细化未收费未计量用水量的组成部分，然后可通过临时装表法、计量差计算法、经验公式法等方法测定估算水量。

　　对于供水企业因管道维护作业所产生的用水量，可建立作业审批机制、过程监管机制和水量核算管理机制，对实际产生的水量可采取经验公式法、临时装表法、计量差计算法测定。

　　对于市政公共消火栓，可定期核定因消防救援等所产生的水量，在条件允许的情况下，宜采用装表计量的方式，将该水量转化为未收费已计量用水量。

(6)估算表观漏损水量：表观漏损分为非法用水量、计量误差、数据处理误差。非法用水量可与用户协商确定，也可临时装表测定。计量误差和数据处理误差主要包括居民用户总分表差损失水量和非居民用户表具误差损失水量。居民用户总分表差损失水量可通过居民用户总分表差率和居民用户用水量求得，计算公式见(1-3)。非居民用户表具误差损失水量可通过非居民用户表具计量损失率和非居民用户用水量求得，计算公式见(1-4)。

  ( 1-3 )

式中 Qm I——居民用户总分表差损失水量，万m³；

Qmr——抄表到户的居民用户用水量，万m³；

Cmr——居民用户总分表差率，%。

( 1-4)

式中 Qm₂——非居民表具误差损失水量，万m³；

QmL——非居民用户用水量,万m³;

Cmr——非居民用户表具计量损失率，%。

　　(7)计算真实漏失水量：真实漏失水量包括明漏水量、暗漏水量、背景漏失水量和水箱、水池的渗漏和溢流水量。漏水点可分为明漏和暗漏，具体划分依据见本书第5章。单一漏水点的漏失水量计算公式见(1-3)，明漏水量和暗漏水量之和的计算公式见(6-4)，背景漏失水量的计算公式见(1-5)。水箱、水池的渗漏和溢流水量可通过观测评估的方式获取，也可安装数据记录仪在预设的时间间隔自动记录水位，还可关闭水箱、水池的进出水阀门，进行跌落试验，计算出溢流值。

( 1-5)

式中 QL——漏点流量,m³/s;

　　C₁——覆土对漏水出流影响，折算为修正系数，根据管径大小取值：DN15~DN50取0.96,DN75~DN300取0.95,DN300以上取0.94。在实际工作过程中，一般取 C₁=1 ;

C₂——流量系数,取0.6;

A——漏水孔面积，m²，一般采用模型计取漏水孔的周长，折算为孔口面积，在不具备条件时，可凭经验进行目测；

g——重力加速度,取9.8m/s²;

H——孔口压力，m，一般应进行实测，不具备条件时，可取管网平均控制压力。

( 1-6)

式中 QU——漏点水量,万m³;

　　t——漏点存在时间，s，若漏水点为明漏，则t取该漏水点自发现破损至关闸止水的时间；若漏水点为暗漏，则t取管网检漏周期。

(1-7)

式中 QB——背景漏失水量,万m³;

Qn——单位管长夜间最小流量，m³/(km·h)，在DMA样本区域开展检漏后测定；

L——管网总长度, km;

T——统计时间,h,按1年计算。

　　通过上述步骤，将统计计算出的各部分水量填入对应表格条目中，建立水量平衡表，通过将用水量按不同的使用途径进行细化，追踪各部分水量的实际消耗，即可计算出漏损水量和漏损水量占比，进而实现科学合理的漏损评价分析。如对表观漏损进一步分析，可以判断其产生的主要原因是非法用水或水表计量误差、数据传输错误抑或是数据分析误差，进而可以为下一步工作开展提供方向。

2. 基于DMA的物理漏损研判方法

2.1夜间最小流量分析法

     由于DMA区域的管网规模相对较小，大多数DMA分区内不含有任何水库或主干管，尤其是三级DMA分区，其服务用户甚至可能仅为一个小区。因此，在分析DMA 区域内的物理漏损时，主要考虑区域内干管和用户支管的管道漏损水量。

　　若DMA区域内干管发生漏水，则该漏水点在检出前，其一天内的持续时间应为24h。若用户支管发生漏水，则该漏水点在检出前，其一天内的漏失水量应与用户全天需水量的变化趋势相吻合，即早晚用水高峰时段，漏失水量较多，夜间用水低峰时段，漏失水量较少。基于上述两种漏损情况的特性，可以通过分析夜间最小流量(Minimum Night Flow，MNF)的变化判断该DMA 区域是否存在流量异常。图6-8为典型居民生活用水的DMA 区域流量变化曲线图。

　　夜间最小流量是一个周期内的最小流量，通常情况下，以24h为一个周期。夜间最小流量常见于凌晨2：00~5：00之间。如图2-2所示，在该时段内，用户用水量在一天中最小，而漏失水量在用水量中的占比最大。因此，可以通过每日分析夜间最小流量的方式，间接判断漏失水量的变化情况，估算漏失水量。值得注意的是，尽管在夜间时段，用户需水量相对较小,但也应考虑少量的合法夜间流量(Legitimate Night Flow,LNF),如冲厕、洗衣机用水等。

　　通过估算合法夜间流量可以计算出净夜间流量(Net Night Flow，NNF)，即夜间漏失水量，计算方法见式(2-1)：

净夜间流量=夜间最小流量-合法夜间流量 (2-1)

若DMA区域内水表安装率达100%，则可通过计量该DMA区域内每小时所有非住宅的夜间流量和部分(如10%)住宅水表记录水量的方法估算合法夜间流量。若DMA区域内水表安装率未达100%，供水企业需先对该DMA区域内的所有住宅和非住宅用户进行调查，确定每个用户类型(住宅、商业、工业及其他类型用水)连接的支管总数量，然后结合其他DMA区域的数据，估算出每个用户类型的夜间流量系数，再乘以每个类型的支管数量，即可估算出该DMA区域的合法夜间流量。

图 2-2 小区DMA区域流量变化曲线图

2.2新增漏损预警法

通过分区计量管理系统对DMA分区的流量、压力、水质等参数进行长期监测，能较为及时准确地预警新增漏损，缩短漏点的感知和发现时间，辅助指导人工检漏，提高检漏工作效率，在一定程度上，预防或避免管道爆漏事故发生，保障供水管网漏损维持低位水平。当DMA区域内出现水量异常时可采用新增漏损预警法，如图2-3所示。

新增漏损预警法的具体实施步骤如下：

(1)确认同一时间段是否有管网作业，如停水作业、冲洗作业等。

(2)查看同一时间段，远传大用户的水量变化情况，结合比较系统及大用户水量的变化趋势，观察变化量是否一致。

(3)查看与计量分区相关的各个进出口流量计的数据，主要查看流量计的数据是否完整、计量是否异常。同时，查看相邻片区的水量变化，是否出现同步增减，若同步增减则可能是相互转供的流量计出现了计量问题，如数据缺失或表计故障。

(4)核实是否有分区边界阀门打开或者有新建的管线连通。

(5)排除上述因素，若DMA区域内的夜间最小流量及日供水量持续偏高，应及时安排检漏排查，核实是否由管道漏水引起，漏点查明修复后，应观察夜间最小流量及日供水量是否恢复正常水平。

2.3 基于DMA和噪声监测的渗漏预警技术

　　通过上述两种应用，可以评估DMA区域内的漏损现状，发现漏损异常现象，缩短发现时间，但无法实现漏水点的定位。因此，为解决这一问题，国内外供水企业不断实践探索，通过在成熟的分区计量管理项目上，有机结合渗漏预警技术，形成分区预警系统，实现了控漏模式“由面到线”的深化，化被动堵漏为主动控漏。

　　分区预警系统以噪声监测设备的管网噪声数据为基础，应用供水管网漏水噪声的大数据识别技术和相关定位技术，实现对管道漏水点的准确定位，并结合系统工单流程，实现漏水点的高效响应和处置。

　　同时，通过结合分区计量的管理应用，可有效检出DMA区域内难以发现的小背景漏失和人工难以听到的疑难漏点，推动人工检漏与科技检漏无缝衔接，实现对管网漏水噪声、管道流量、管网压力的全方位综合监测，建立精细化的主动控漏工作机制，构建完整的供水管网渗漏预警体系，及时发现并处置漏点隐患，提升管网安全预警能力和信息化管理水平，降低漏损量，预防爆管，对保障城市安全供水发挥积极作用。

2.4基于DMA和智能调度的分区控压技术

     绝大多数爆管事件的发生不是因为管网压力过高，而是因为持续的压力波动促使管道不断膨胀和收缩，最终导致管道破裂。因此，通过对供水管网实行科学合理的压力调控，平衡管网压力，可以保障供水管网安全稳定运行，减少爆管事故的发生，延长管网使用寿命。同时，因为漏水点的泄漏速率与管网压力呈正相关关系，所以可以通过控压的方式减少背景漏失水量和难以检出的漏点漏失水量。

      分区控压系统以管网压力监测点采集上传的压力数据为基础，应用水力模型技术，对供水管网进行实时模拟运算，可以有效缩短管网异常事件的报警时间，辅助人工决策，提高事件定位的精确度，如图2-3所示。

图2-3 基于分区控压的事件预警及辅助决策

     同时，结合分区计量的管理应用，通过在管网压力较大的DMA区域安装减压阀或智能压力管理阀，以分区控压、按需调压的方式，实现“高峰不低，低峰不高”，稳定区域内供水管网的压力波动，减少水锤等破坏性事故的发生。如图2-4为分区控压、按需调压示例图。

图2-4 分区控压、按需调压示例图