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供水夜间漏损监测应用

本文探讨了供水管网漏损监测技术，旨在降低水资源浪费和提高供水管网效益。文章重点介绍了DMA分区技术、最小夜间流量法和供水水力模型等关键技术手段的应用。通过DMA分区划分、夜间流量监测和水力模型分析，可以识别漏损区域并评估漏损情况，从而实现供水管网漏损的主动控制。

一、引言

供水管网作为城市重要基础设施之一，是城市赖以生存和发展的“生命线”。近年来随着城市快速发展，供水管网规模日益扩大，与此同时伴随着的供水管网漏损问题也逐渐引起了政府单位和供水企业的高度重视。供水管网漏损现象不仅浪费了大量的水资源，给人民生活带来极大不便，也给供水企业带来巨大的经济损失;管道的破损还很有可能导致外界的污染物质渗入管道内部，造成供水资源污染，严重影响供水水资源的安全。因此需要采用科学的手段对供水管网漏损现象进行监测和控制。

目前已有不少供水企业和相关单位深入研究供水管网改造以及降低管网漏损率的相关解决对策，并取得了良好的效益。本文主要结合国内供水漏损监测管理技术手段与实际工程建设中的项目经验，讨论DMA分区法、最小夜间流量计算、供水水力模型搭建的技术在供水管网漏损监测中的应用，旨在将传统的供水管网漏损被动检测方式转化为主动控制、监测方式，提供供水输配效率，提升管网安全水平，为供水企业提供有效的技术经验参考。

二、漏损监测技术手段

2.1DMA分区法

DMA分区又叫独立计量区域，这种方法是在不改变现有供水管网拓扑结构的基础上，通过截断供水管段、关闭管道阀门、增加联络管道等方法，将一个复杂的供水管网拓扑结构划分为多个相对独立的分区(为了保障漏损监测精度，可以对各个大分区再进行分级划分);同时可以在每个分区的进、出水管上部署流量计，对各分区入流量与出流量的实时监测。通过计算和分析每个分区进入、流出供水量，可以分析出可能存在管网漏损的位置，进而达到供水管网泄漏现象的主动控制。建立DMA的准则包括区域的大小(或连接的数量)、住宅类型、漏损控制目标和漏损经济水平、关闭阀门的数量、流量计的数量、DMA边界的地面情况和拓扑结构等特性。管理者使用最小夜间流(MNF)和合法的夜间(LMF)计算净夜间流量(NNF)，结合表观漏损，来确定一个DMA区域的NＲW，从而建立有助于管理压力、改善水质、促进可持续供水的DMA。

2.2最小夜间流量法

最小夜间流量法是对某个独立计量区域(DMA)夜间某个时段进行最小流量分析，进而评估该区域的实际漏损情况。常用的最小夜间流量数据处理方法有两种。①经验法:按照工作经验选定参数(参考以往供水管网分区计量工作采集的大量数据，根据概率统计原则，初步推测中等规模(1000户)普通小区的最小夜间流量低于(8m3/h)，并据此绘制用水标准图表，将实际供水量与其比较，即可得到管网是否存在异常;②比较法:将夜间测得的最小供水量与日均供水量比较，如果最小夜间供水量与平均供水量比值超过某一百分点(取A=区域内最小夜间流量低于8m3/h的几个小区的平均最小夜间流量，B=上述小区平均日均供水量，计算X=A/B*100%，作为比较法的百分点参考值，即认为该区域管网可能出现异常。在实际应用过程中，为了确保分析的准确性，通常对比以上两种方法的分析，若两者结论一致，则可初步判定监测区域是否存在管网漏损的问题。

2.3供水水力模型搭建

供水水力模型主要将管网简化、抽象为管段和节点两种元素，同时赋予工程属性，模型可以体现供水管网整体拓扑关系、水流方向等信息，以便用水力学、图论和数学分析理论等进行表达和分析计算。供水管网水力数学模型对现实系统以及相关的发生作用的因素有充分地了解掌握，是有效地规划和管理供水的首要条件。供水管网水力数学模型在供水规划，管理和调度上有着广泛的应用，主要包括现有管网系统的评估和诊断，优化管网规划设计，辅助供水管理调度等。供水管网水力数学模型按照构建的深度分为静态管网模型和动态管网模型，静态模型主要是反映特定状态下的供水管网系统的水力特性表现，如高峰供水时候的水力数学模型，是静态反映供水最高日最高时城市管网系统中的状态，在静态模型基础上更深一步建立管网动态水力数学模型，动态水力数学模型能够反映实际供水状态下供水管网中随时间变化的水力状态。

三、案例分析

3.1案例区域简介

案例以珠三角地区W县为研究，城区面积18.5平方公里平方公里，人口10.3万，以居住为主。全区输水管线全长150公里，供水管线全长374公里，高峰日供水量2.25万吨，在装水表数94742只，平均产销差8%左右，总共部署了压力计23个，流量计17个。我们根据人口分布疏密情况、用户用水量等因素，将全区划分为为11个分区，每个分区用户量约1000～3000人，图1为全区DMA分区图:

3.2水力模型搭建

本文将简述研究区域采用的水利模型EPANET模型为例说明G