城市供水管网独立计量区域的研究与应用进展

城市供水管网独立计量区域的研究与应用进展
发布时间：2022-11-16T02:50:33.564Z 来源：《城镇建设》2022年6月13期作者：区贤佳
[导读] 独立测量区（DMA）作为一种有效的城市供水管网管理方式
区贤佳
佛山市高明佛水供水有限公司广东省佛山市 528500
摘要：独立测量区（DMA）作为一种有效的城市供水管网管理方式，已引起了世界各国的重视。

DMA系统的应用，不但可以降低管网的泄漏，还可以对管网进行压力控制，使其达到最优运行。

DMA的设计与实际应用，包括DMA的适用范围、边界规划、选取等，DMA的应用则包括泄漏监控和压力控制。

提出了在DMA技术推广过程中，应该注意DMA的经济性评估和海量数据的管理。

关键词：供水管网；独立计量区域；设计规划；应用
1ＤＭＡ的设计规划
1.1ＤＭＡ设计需要考虑的主要因素
1.1.1ＤＭＡ区域大小
仅仅以用户数量来度量DMA的规模并不符合科学性。

在加拿大，DMA的应用中，DMA的最大覆盖区域是由允许的泄漏持续时间决定的。

比如，当我们得知某一地区有一条管线泄漏点时，DMA的探测距离应不高于通过声波探测技术对泄漏点进行精确定位的最大距离。

在此情况下，如果第一天发现有漏失，第二天进行实地勘查，确定漏失点，第三天进行修补，最长3天。

为了达到这个目的，MacDonald等人参考了漏失点监测、准确定位和损坏管线的维修经验，认为DMA最理想的DMA尺寸应该是150-200个消火栓，2500个用户管，或者30 km的主干管。

如果容许漏失的持续时间较长，DMA的范围可以扩大，但也会相应地提高漏失量。

所以，DMA系统的设计与规划要考虑到DMA系统的结构特性，以及DMA的具体实现功能，才能决定DMA规模的测量标准。

水厂DMA 的实际应用表明，DMA系统的主要作用是监控系统的泄漏，管道的长度不但会影响泄漏监控的效果，还会直接影响到DMA系统的水压和水质，所以DMA的尺寸由管道长度来确定。

1.1.2ＤＭＡ内主要用户类型
在以住宅小区为主体的地区，也要考虑居民的基本状况（如普通住宅、高层公寓等）和使用的规律。

1.1.3ＤＭＡ供水管网高程的变化
由于供水管网高程变化较大，将加大DMA的实施风险，同时也加大了压力管理的难度，所以在DMA分区时，要综合考虑管网高程分布规律等因素，一般原则是尽可能减小DMA区域的高程变动。

1.1.4ＤＭＡ管网水质
DMA的实现要求在地区的边缘处关闭阀门，从而在网络末端形成更多的末端，并且因为长时间的停留，末端的水质会降低。

DMA系统中的阀门数目越多，水质越差。

据报导，DMA应用后，在靠近边界阀的管道末端，其残留氯浓度显著下降，增加了水体的安全性。

在实践中，一般通过冲洗管线来解决水质恶化问题，并在DMA系统实施后，每隔一段时间进行一次清洗。

由于管线的冲刷不仅耗费人力，还会造成水资源的浪费，所以在DMA的设计中，要尽可能地减小边界阀的数目。

在DMA系统设计、调试和运行过程中，要及时采样，及时进行水质监测，以便对管网的水质进行有效的管理。

1.2ＤＭＡ设计的主要内容
在此基础上，DMA系统的设计主要包括：①对DMA规模进行优化，确定DMA的合理面积和使用人数。

②确保DMA内部网络的完整与独立，DMA内部网络的完整性是指DMA内部网络的连通，并使整个DMA内部的用户能够得到充分的利用；独立性是指DMA管道独立于外部管道，仅与外部管道连接，仅与外部管道连接。

③根据水质原因，为了降低终端的影响，将分界阀设置在小型DMA的主干管道上，并将主要水源设置在靠近边缘或末端，以防止因长期不流动而造成的水质问题。

④合理选择DMA进水口的数目及位置，以确保全区的给水压力。

⑤正确选用DMA仪表的测量范围和安装位置。

DMA的设计计划主要有：①对DMA进行初步的划分，并对暂态DMA的边界进行确定。

也就是说，利用GIS提供的数据，如管网、道路、河流等，结合DMA的规模，对暂定DMA进行边界划分。

②对DMA的暂时性指标进行统计，包括用户数、月均用水量、管道长度等。

③对暂定DMA进行调整，获得正式DMA。

也就是说，根据DMA的用户数量和线路长度，对DMA进行调整，以确定DMA的标准，调整后需要对DMA的各项指标进行重新统计。

④选用进水管、流量表的型号，在选用进水管时要考虑到供水的安全性和供水量。

⑤清理边界阀及新安装的阀门。

2ＤＭＡ的应用实践
2.1ＤＭＡ的建立和运行维护
在北京，上海，吉林，铜陵等地，许多国家的供水公司已经开始了DMA的应用。

DMA的建立都是基于设计计划，这是DMA的功能实现的第一个步骤。

凌文翠等人根据GIS系统对一个城市的供水系统DMA进行了DMA规划，并结合三个DMA示范项目，总结了DMA建设的经验，并提出了一种适用于我国大中小城市的DMA建设方案。

本研究内容包括现场调查、新阀门安装、没有、零压试验、流量计的选择与安装、漏检、MNF参考值的确定等。

由于我国目前还没有DMA长期运营的经验，因此DMA的长期维护也很少见。

事实上，DMA的维护工作很差，是阻碍其正常运作的一个重要因素，在发展中国家尤其如此。

根据英国两家水务公司的DMA系统，DMA的50%和35%的DMA由于各种原因而无法正常工作，这主要是由于仪表和数据存储设备的损坏、边界阀门开关的不确定以及供水系统的工作状况的变化，DMA系统的DMA系统故障。

为了解决DMA的故障，Richard等提出了DMA检查的方法，其中包括检查流量计、DMA用户资料的更新等。

2.2ＤＭＡ的压力管理
广义的压力管理就是通过调整管网的压力来确保正常的用户的供水，并降低多余的压力。

通过对供水管网进行压力控制，能有效地减少漏点流量、底漏量、爆管事故等。

根据泄漏点的种类和材料，可以看出，管道泄漏量的变化与管道的压力变化。

DMA是一种行之有效的方式。

例如，美国西雅图和费城，曾经在DMA的进水口上安装了一个压力调节阀（在DMA进水口设有一个压
力调节阀），并且测试了灭火的流量，从而保证了供水的安全性。

塞浦路斯市还对DMA进行了压力管理，其漏失量降低38%，漏失率降低41%。

结果表明，DMA系统的压力控制能够降低区域内的管网渗漏，但至今尚无一种更普遍的控制方式。

意大利一家自来水公司使用DMA 系统进行压力控制，结果管道泄漏率降低14%，爆管率降低33%。

笔者认为，DMA的压力管理工作主要有以下几个方面：对实施压力管理的可行性进行评价；预测DMA内压的变化，保证最低工作压力；压力管理的经济性评价，包括：运行费用、漏失率等；正确地选择压力的
处理方法。

当前最常见的调整方式是在DMA入口设置压力调节阀，多个小型DMA可以合并设置一个减压阀，从而形成一个更大的压力管理区域（PMA）。

DMA系统一般仅有一个进水口，，当压力调整时，必须保证一定的水压。

结合我国给水工程种的各项规章制度以及相应的法律法规，城市当中的输水系统中的供水压力必须要达到用户接点处服务水头28 m（280 kPa）。

因此，DMA系统的压力控制在我国的城市供水系统中具有广阔的应用前景。

结语：
目前，DMA的设计已经形成了较为统一的方案，包括DMA的适用范围、边界规划和进水口的选取，但DMA的设计重点常常因网络的不同而有所差异。

DMA技术在我国的推广应用，包括泄漏监控、压力管理等方面，在一些地方已经得到了很好的应用，但由于我国供水工业发展程度的差异，还没有形成普遍适用的漏失和压力管理模型。

在DMA技术的推广过程中，必须重视数据的管理与经济性。

但是，在水资源紧缺的情况下，经济效益不再是决定输水方式的一个重要因素，DMA可以明显地减少漏失量，其经济性将逐渐成为供水企业所关注的又一个个问题。

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