DMA分區管理

發布時間: 2010-07-16 13:26:09   作者:本站編輯   來源: 本站原創   瀏覽次數:

DMA分區管理是控制城市供水系統水量漏失的有效方法之一,其概念是在1980年初,由英國水工業協會在其水務聯合大會上首次提出。在報告中,DMA被定義為供配水系統中一個被切割分離的獨立區域,通常采取關閉閥門或安裝流量計,形成虛擬或實際獨立區域。通過對進入或流出這一區域的水量進行計量,并對流量分析來定量泄漏水平,從而利于檢漏人員更準確的決定在何時何處檢漏更為有利,并進行主動泄漏控制。
一、DMA分區管理定義及分類標準
作為供水管網管理系統的結構化運行的一部分,DMA的發展可使管網管理有計劃地運作,這一有計劃的方式不可避免地需要更好地了解和控制配水系統,減少消費者的投訴,并加強人力管理,總之,這種行之有效的做法有助于確保供水管理人員達成主要目標,即客戶和供應商的收益最大化。
1.1 DMA分區管理定義

DMA(District Metering Area,即獨立計量區域)是指通過截斷管段或關閉管段上閥門的方法,將管網分為若干個相對獨立的區域,并在每個區域的進水管和出水管上安裝流量計,從而實現對各個區域入流量與出流量的監測。
漏損控制是進行DMA管理最主要的目的,以往供水企業都是被動檢漏,發現問題后才去定位、維修,導致泄漏時間很長,總的水損增大,即使請檢漏公司進行漏水普查,能在短時間內取得很好的效果,但是由于漏水復原現象的存在,并不能從根本上達到降漏損的目的。只有通過準確的夜間計量、實時的噪聲監測、準確快速的漏水定位和維修、合理的壓力管理才能最終達到控制漏損,逐步降低產銷差的目的。
1.2 DMA分區分類標準

按照英國的經驗,DMA的規模劃分可以依據住戶數量的多少被分為3種規模,即大型(用戶數量在3000-5000之間)、中型(用戶數量在1000-3000之間)、小型(用戶數量小于1000)。
同時DMA按照管線類型又可以分為三個層次或類型,即輸水管DMA(如圖1中的DMA5)、配水管DMA(如圖1中的DMA1、DMA2)、層疊式DMA(如圖1中的DMA3、DMA4)(上層中DMA的水流入下一層DMA,從而呈現層疊的形式)。

圖1  DMA分區及結構圖例

二、DMA分區管理優缺點分析
2.1 DMA分區管理優點

實行DMA監測的結果是優化管理,并將目標放在最具成本效益的地方。它的主要特點(如需求、質量、成本)的明確定義,就可以密切監測配水系統。
同時實行DMA分區管理可以使供水企業各部門的責權清晰,并通過計量和測量的數據實行遠程傳輸,做好對數據的采集與管理以及對小區的漏損狀況進行分析評估,最終可以較為直觀地反映該區域漏損情況,為管網管理提供科學依據。總之實現DMA區化、網格化管理可以大大降低產銷差率,合理分配包括人力、物力在內的各種資源,使供水企業運營趨于科學化、合理化。
其優勢具體可表現為以下幾點:
(1)為區域內的供水管網改造和計量器具維護更新、供水規劃等提供參考。
(2)積極主動的實施檢漏管理,進而對漏點進行精確定位,便于快速修復,減少水量損失。
(3)有助于供水企業職能管理部門及時發現爆管、漏失等事故問題。
(4)有針對性的進行壓力管理提升供水服務水平,同時通過控制一個或是一組DMA 的水壓,使管網在最優的壓力狀態下運行。
(5)有針對性的進行資產的更新和維修,同時使更新維護利于程序化和計劃性。
(6)利于有重點的對水質進行監測和維護。
2.2 DMA分區管理帶來的缺陷

DMA計量管理區域建立的成本是較大的,它不僅需要流量計和數據記錄儀,甚至為滿足封閉性需要更換或改造閥門,所以需要對區域劃分的方案進行詳細論證,以便節省投資和合理分區。
實施DMA分區時創建的封閉系統可能使該區域內的水質遭受損害,同時,在引入DMA時末端死點的數目可能大大增加。因此需要安裝沖洗點導致區域成本的上升。
閥門和儀表需定期檢查,否則獲得的信息有誤導或無用,這也需要成本投入。
三、DMA分區管理的內涵
DMA分區管理即選擇獨立供水區域采用區域性計量管理,對降低小區內供水設施的漏損,實行長期持續的監控具有非常重要的意義。作為DMA的初始試驗,應有針對性的選擇比較獨立的區域做DMA試點。在DMA分區管理完善、成熟后,通過現場試驗及管網推廣,將逐漸形成基于DMA的管網漏失監測、預警、控制工作新模式,未來的管網流量、壓力管理也可在DMA管理基礎上開展。
DMA管理的關鍵原理是在一個劃定的區域,利用夜間最小流量分析來確定泄漏水平。DMA的建立能夠主動確定區域的泄漏水平,并指導檢漏人員優化檢漏順序,同時通過監測DMA的流量,可以識別是否有新的漏點存在,由于管網泄漏是動態的,如果在泄露之初就得到控制,泄漏可以大幅減少;如果沒有持續的泄漏控制,泄露會隨著時間的延續而增大。因此,DMA管理被視為在供水管網中減少和維持泄漏水平的有效方法。
夜間最小流量受季節性變化的影響很小,故通過夜間最小流量分析方法,可以將存在已報告的或未報告的泄露水量可以被識別出來。

圖2  典型DMA夜間最小流量分析圖譜

如果所有可檢測到的泄漏點得到及時修復,則最低夜間流量只包括用戶使用和背景泄漏(檢測不到),如圖3所示。

圖3  典型DMA修復前后夜間最小流量圖譜

DMA分區管理的關鍵原理是使用最小流量來判斷供水管網中一個特定區域的泄漏水平,建立DMA可以判斷出分區當前的泄漏水平,并隨后確定檢漏方案。通過監測DMA中的流量,識別出新發生爆管的可能性,可以將泄漏維持在一個最佳的水平。
四、實施DMA區域精細化管理流程
4.1 DMA分區

在進行DMA分區時,其邊界的設定通常受到地面標高、地形(江河、鐵路等)、道路的限制,另外,應盡可能考慮不發生死水、積滯水,使管道末梢部分形成環狀,同時還應考慮把在末端部分能設置排水設備的地方當成管末端。
4.2 DMA區域的“零壓力、零流量”測試

在DMA邊界設計完成后,邊界封閉的重要性不能低估,一個失效的閥門會影響到估算DMA泄漏的準確性,直接影響DMA試驗成功與否。通常進行DMA分區時,把邊界閥門安裝在離自然水力學平衡點盡可能近的地方,重要原因是為了減少壓力降,即減少通過閥門的流量。一旦閥門的有效性得到確認,就要把閥門關閉并監測每一個DMA中的壓力以確保操作壓力與設計壓力一致,應付高峰或消防流量的能力可以通過打開消防栓來檢查水力學狀態;如果設計壓力不能維持,那么DMA的細節需要仔細進行核查,現場常見的問題是存在未知的已關閉的或半關閉的閥門,如果檢查沒有發現上述問題,那就很可能存在設計錯誤,可以通過水力學模型可以在設計階段辨別出和解決此類問題。
在進行DMA分區管理時,通常用“零壓力”和“零流量”方法來驗證所選區域是否是獨立封閉,該方法是關斷所有進入該區域的水源來觀察已選點的壓力和流量衰減情況。在做封閉試驗時,應停止向DMA區域供水,核查壓力降接近零。所有邊界和區域閥門都應該進行聽漏,看它們是否緊閉。如果發現有問題的閥門,要進行矯正,重復進行零壓力測試。
4.3 “水力模型”驗證區域劃分的合理性

根據已劃定的典型DMA區域進行資料收集,并建立DMA區域水力分析模型,利用該模型驗證改造后的區域是否還滿足管網所需的服務水頭、是否因關閉閥門造成水質惡化等。為了發現分區后管網可能會出現的問題,管網分區規劃,應借助管網建模軟件,在管網分區改造實施前,通過水力模型計算,對分區后管網的運行狀況進行預測與分析,從而預先采取相應的解決措施,避免不必要的損失。

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