DMA 漏损控制在石狮市供水管网中的应用

翟作卫，周斌，陶光辉

（中国市政工程中南设计研究总院有限公司）

1 引言

城市自来水通过供水管网将水从净水厂输送到每个用户。供水管网由于受各种因素的影响会受到一定程度的损坏，造成部分自来水的漏失[1]。依据住建部近年的统计，我国城市供水管网的漏损率平均高达20%以上，供水企业为提高经济效益和管理指标，迫切要求降低管网漏损率。

DMA（District Metering Area）是指通过截断供水管段（或关闭供水管段阀门），将供水管网划分为若干个相对独立的区域，在每个区域的进/出水管上安装流量计并进行监测[2]。随着信息化、数字化、互联网等应用的不断发展，运用计算机、传感器、物联网、大数据等技术建立的供水管网DMA 漏损监控系统平台，能主动监测和及时发现漏损，控制供水企业自来水的产销差。

2 项目背景

现状2 座水厂已联网供水，根据最新给水管普查资料，现状管径DN100 ～DN1200 的管道总长约642km。其中，使用20a ～30a 管道约为156km，10a ～20a 管道约为161km，10a 以下管道约为325km。管材为聚乙烯PE 管约95km、PSP 管约35km、球墨铸铁管约400km、灰口铸铁管约4.7km、镀锌钢管约13.8km、钢卷管约33.4km、预应力钢筋混凝土管约为60km。

随着石狮市城区规模的扩大、人口不断增加，供水管网的范围也逐渐扩大，管网新旧交替，现状管网漏损率约15%～20%。为实现福建省政府《提升城市供水水质三年行动方案》到2020 年使供水管网平均漏损率下降至10%以下的要求，配合石狮市管网改造工程的实施，建立了供水管网DMA 漏损监控系统。

3 GIS 管网工程

3.1 GIS 管网测绘

结合DMA 分区规划，对建设分区范围内的地下管线开展工程测绘。

①根据石狮中心城区的现有管线资料，实地探明所有现状地下供水管道。

②利用卫星定位系统，测量供水管线的三维特征点坐标。

③根据供水管线属性和空间信息，生成地下供水管线图，建立数据库。

3.2 GIS 系统

供水管网地理信息系统以GIS 管网测绘工程成果为数据依据，以提供DMA分区规划详实的管网空间分布结构，确保分区边界准确、合理、可行。

对石狮市城区供水管网原始图形数据以及外业测绘数据进行了编列处理，完成数据归档入库工作，用于生成GIS平台所需数据资源。

GIS 系统平台实现对石狮市城区供水管网系统中所有管线、设备、厂站设施、监测点等空间位置信息、属性信息（如编号、埋深、材质、年代、口径、经纬度、运行参数等）进行了统一的数据管理，主要包含供水管网数据查询、信息统计、数据更新入库以及数据输出等功能；管网设备设施二三维综合属性展示以及信息管理、工程维护管理、日常维护巡查、应急事故辅助决策分析以及管网结构分析等功能。

4 DMA 分区工程

4.1 DMA 管网普查

1）DMA 勘查。主要工作内容有：

①GIS 导出规划区域内管线、阀门、表计位置空间数据；

②边界测点安装环境调查；

③边界管线权属、勘误；

④施工安装方案拟制。

2）DMA 测试。主要工作内容有：

①现场边界阀门密闭性调查、边界零压测试验证；

②供水恢复并标记分区边界；

③供水异常投诉排查。

DMA（零压）测试的主要目的是检验所有需要关闭的边界阀门是否完好，即关闭严密不漏水是建立DMA 分区的关键环节。

4.2 DMA 分区规划

根据分区计量管理的原理，结合石狮水司供水管网特点和管理需求，对供水管网进行了分区规划。

4.3 DMA 分区建设

石狮水厂、赤湖水厂出厂水管均已安装流量计，并于石永路、共富路、外北环路、港口大道等供水主干网安装共计13 台流量计，由于石狮自来水供水及祥芝售水分公司已基本将石狮市供水区域划分为两个相对独立计量区域，因此，结合现状水厂分布、供水干管走向、流量计设置位置等，对石狮市自来水供水进行DMA 划分，近期划分为一级分区、二级分区和三级分区，远期逐步进行四级分区建设。

1）一级分区

根据以上分区原则，结合现状流量计及现状两个售水公司大致区域划分，将石狮市供水分为两个一级分区。

一级分区以环湾大道、外北环路、学府路为界。东侧区域服务范围约，该区域近期由石狮水厂及赤湖水厂共同供水，远期主要为赤湖水厂供水范围。西侧区域主要为现状石狮市城中心区，服务范围约，该区域近、远期均通过石狮水厂进行供水。

一级分区利用现有流量计即可完成分区计量，不需增设流量计。

2）二级分区

在一级分区基础上，为了更加精准进行计量和便于实施精细化网格管理，主要以石狮市西环路、北环路、子芳路、濠江路、港口大道、石狮大道。石锦路、环湾大道、石祥路、石永二路等管网进行分区，共使用31 台流量计及23 个阀门将管网分成9 个独立的计量区域，流量计新增27 台，利用现状4 台。

3）三级分区

为了便于对二级分区范围内各街道、小区进行精确计量，进行三级分区，即在二级分区基础上进一步细化分区范围，根据二级分区情况、现状管网及规划管网，石狮市共划分为52 个三级分区。

4.4 DMA 分区水压和水质监测

为了增加对石狮市供水管网水质监测，指导自来水公司的经营管理，在本系统中设置了水压和水质监测点，监测参数包括压力、浊度、余氯和酸碱度 。利用物联网技术能无线传输检测数据至监控中心DMA 分区漏损监控管理平台。

结合石狮市供水管网现状、管网分区及管网水力计算，现状管网共设置33个水压和水质监测点，远期根据管网建设增设水压和水质监测点。

4.5 DMA 分区漏损管理系统建设

DMA 分区漏损管理平台具备管线长度、用户数量、售水量、分区进（出）水量、夜间最小流量、水压、水质及漏水噪声监控等数据的存储、统计及分析预警功能。

通过加载漏水噪声监测网络，可以掌握总体漏水分布的风险区域，从而组织人员更有针对性地进行现场排查，以提高维修效率、缩短发现时间。

分区计量管理平台具备数据保密性以保障数据安全可靠，能抵御一定的网络攻击风险。

系统配备移动端子系统，系统功能包括监测数据显示、工单接收、巡检报告提交、异常报告填报、巡检轨迹记录、人员位置管理、日志管理等功能。

4.6 DMA 分区漏损预定位

依托DMA 分区漏损管理系统平台，以在线监测漏水噪声来判别漏水的发生和预定位漏水位置范围，以提高检漏时效。漏水监测预报警通过移动互联网定时定点远程通讯至平台服务器，通过系统绘制区域的漏水点分布图，以指导现场工作人员及时发现漏水，及时定位修复。

4.7 漏水现场检测修复工程

漏水治理的核心在于发现漏水时及时定位修复漏水点，以此弥补水量损失。借助DMA 漏损管理系统和漏水预定位可以在短时间内梳理存量漏水、发现新增漏水。

根据系统统计结果，周期性地借助听漏仪、相关仪等专业测漏设备在DMA系统或漏损预定位判别的场所开展漏水精确检测定位工作，以确定漏水点便于后续修复工作。

5 监控中心建设

监控中心配置有GIS 服务器1 台，DMA 数据服务器1 台，操作员主机2 台，液晶拼接屏、防火墙、交换机等。

在不同权限的授权下，2 台操作员主机均可作为监控主机对系统进行操作，从而实现漏损管理工作的全程监控。

石狮水司的供水基础数据、管网数据与业务数据，通过各业务支撑系统开放的数据库接口统一汇总到监控中心，分别实现对应的基础地理信息数据库、管网GIS 数据库、DMA 漏损数据库的及时更新，为供水综合业务管理提供全面的分析数据。

石狮市供水管网DMA 漏损监控系统的主要功能如下：

①动态监测各个DMA 分区中设备的运行情况（流量、压力、噪声等），能对DMA 分区内的漏损情况进行监控分析，并针对性指导查找漏损点；

②根据各分区中供水管道压力和流量的变化，及时判别是否发生爆管；

③根据流量的变化及时发现新增的漏损点并尽可能准确提供漏损位置信息；

④动态反映供水系统的水量分布，通过安装的流量计实时计量各分区内的供水量、需水量、漏水量等数据，核算产销差；

⑤动态显示各监测点的水压和浊度、余氯、酸碱度 等水质状况，科学制定调度方案。

6 结语

石狮市供水管网DMA 漏损监控系统通过对供水管网进行DMA 分区管理，可实时掌握各分区的供水运行情况，为科学调度、及时准确发现漏损区域并为维修提供有力的技术支持。提升了供水企业的管理水平，优化了管网运行，降低了产销差率，给供水企业带来了可观的经济效益、社会效益和环境效益。