T/CECA 20015-2022 城镇供水管网漏损控制分区及压力管理技术规程(完整正版、清晰无水印).pdf
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T/CECA 20015-2022 城镇供水管网漏损控制分区及压力管理技术规程(完整正版、清晰无水印)
为判断独立计量区是否封闭,关闭边界阀门后放水,监测区 域内压力是否下降至零。
2.0.9 时变化系数
最高日最大时用水量与平均时用水量的比值
别墅图纸3.0.1城镇供水管网漏损控制分区应保证用户需水量、供水服
3.0.3城镇供水管网计量分区及压力管理分区宜结合供水管网
4.1.1供水管网漏损控制应制定计量分区方案
4.1.2城镇供水管网的计量分区以独立计量区为基础单元
4.1.2城镇供水管网的计量分区以独立计量区为基础单元,逐 步联网发展为区域计量区。 4.1.3计量分区宜根据管网拓扑结构和水力条件,采用优化分 区算法进行分区设计;也可根据管网拓扑结构和地理条件人工进 行分区。
步联网发展为区域计量区。
4.1.3计量分区宜根据管网拓扑结构和水力条件,采用优 区算法进行分区设计;也可根据管网拓扑结构和地理条件人 行分区。
4.1.4计量分区可按附录 A.0. 1规定的流程建立和划分
地理条件; 2 管网特征; 3 供水方式; 4 管理需求。 4.1.6 独立计量区(DMA)的建立和判别应按附录A.0.2的规 定执行。独立计量区宜符合以下规定: 1 一般不超过5000户; 2 进出水口数量不宜超过2个; 3 供水规模一般为2000m/d~5000m3/d。 4.1.7 独立计量区的分区封闭试验测试过程中,独立计量区入 口不宜超过2个。 4.1.8 独立计量区应考虑消防及分区外相邻管道事故时的应急
独立计量分区边界实施后改动性较
随区域内用水量变化而相应调整; 2若区域计量区内同时开展流量计量和压力计量,则可在 压力管理分区基础上建立区域计量分区; 3独立计量分区不应对区域压力产生不利影响。 4.1.10计量分区设计过程中,所用计量设备应满足以下要求: 1计量分区中只开展流量计量管理时,人口处应设置流量 计量设备,宜设置压力仪表; 2计量分区中只开展压力计量管理时,入口处应设置流量 仪表和压力仪表,在线压力监测点按区域管网内每8km供水面 积设置不少于1处进行布置,最少不得少于3处:人工压力监测 点主要用于对在线压力监测点数据的复核,其数量根据需要 确定。
4.2.1降低管网漏损应在满足用户端服务水头的前提下,进行 压力管理。
压力管理。 4.2.2供水管网在能满足供水区域压力均衡和满足《消防给水 及消火栓系统技术规范》GB50974规定的条件下,设置压力管 理分区。
4.2.2供水管网在能满足供水区域压力均衡和满足《消
及消火栓系统技术规范》GB50974规定的条件下,设置压力管 理分区。
4.2.3压力管理分区的建立和判别应符合A.0.3的规定
控制实现。 1 调节泵可用于对压力管理分区需提升压力或大幅度减 压时; 2减压阀可用于对降压潜力相对较小,压力管理分区开展 精细调控时;
4.2.6压力管理分区的压力控制方法可采用以下方式:
1固定出口压力控制。将减压站的出口压力设置为固定值。 2基于时间调节的压力控制。减压站出口的设定压力在, 一 天中是随时间变化的。最常见的调控方式是在夜间降压,因为夜 间用水量低,压力通常会上升。一般在0时至凌晨6时降低压 力,不同地方情况可能会有所不同。 3:基于流量调节的压力控制。根据通过减压站的流量设置 其出口压力值,站流量通常由减压站附近流量计测量。可将出口 压力设置为需水量的函数,出口压力与需水量正相关。在流量调 节方式下,相应控制点的压力将相对稳定并且在所需的控制水平 上下略有波动。 4基于关键点的压力控制。在这种模式中,减压阀或泵可 以由压力控制区的远端点(通常是区域平均压力点或最不利点) 提供的最小压力来控制。 4.2.7以减压方式开展压力管理时宜设置单一入口,不宜多人 口调压,调压测试可按照附录C开展。 4.2.8减压阀的设置应符合以下规定: 1减压阀应设置在流量计的下游不小于5D距离处(D指 直径); 2减压阀及流量计旁应安装旁通管路; 3对于供水管网爆管等突发情况,智能型减压阀应有紧急 关闭功能; 4减压阀的设置还应满足《建筑给水排水设计标准》GB 50015中3.5.10条的相关规定。 4.2.9智能型减压阀安装,应提前确认安装点位网络信号。
4.2.8减压阀的设置应符合以下规定:
1减压阀应设置在流量计的下游不小于5D距离处(D指 直径); 2减压阀及流量计旁应安装旁通管路: 3对于供水管网爆管等突发情况,智能型减压阀应有紧急 关闭功能; 4减压阀的设置还应满足《建筑给水排水设计标准》GB 50015中3.5.10条的相关规定。
4.3.1计量分区应按以下规定设置流量和压力仪表
1水厂出厂、各层级分区进出口、加压泵站进出口、用户 立设置流量或水量计量仪表。 1)水厂出厂、各层级分区进出口、加压泵站进出口以及
监测; 2)用户包括非重点大用户和居民用户,宜采用水表进行 水量监测。 2压力管理分区的调压设施前后应分别设置压力仪表。 4.3.2采用的流量和压力仪表应具备数字通信功能。流量计量 仪表应具有双向计量功能。 4.3.3计量仪表和设备的精度等级应满足以下要求: 压力仪表精确度等级不应低于0.5级; 2 流量计量仪表不应低于0.5级; 3 减压阀误差不宜超过±5%。 4.3.4 计量数据的输出宜采用标准的接口和协议。 4.3.5 计量分区的数据采集频率与上传时间间隔应符合以下 规定: 1采用市电供电的数字仪表,数据采集频次不应大于 5min/次,上传时间间隔不应大于5min; 2电池供电的数字仪表,数据采集频次不应大于5min/次, 上传时间间隔不宜大于6h。
4.3.6数据采集应对缺失或异常的数据进行处理并标记。
监测数据采集时间间隔宜与独立计量区总表采集时间间隔同步。
1实施前应核实管网拓扑结构、检查分区人口管线阀门状 态、管道改造和计量仪表安装条件: 2分区供水管网现场核实,二次现场踏勘,确认分区规划 方案; 3根据分区规划方案及现场踏勘结果,确定设备参数、选 型、图纸绘制及预算编制等; 4招标确定设备、数据采集平台等供应单位及施工单位; 5安装分区所需的新设阀门、新增管道,流量计和压力测 试仪器等; 6 调试流量计、压力测试仪器等计量设备: 7 对分区内部新增、改造管线进行冲洗、消毒: 8 对计量分区进行零压测试: 9 分区系统试运行,对所获得的数据进行分析,调整控制 参数。 5.0.2现场核实情况统计可按附录D的规定执行。现场核实还 应配合完成计量分区内管线及附属设备现场核实工作。 5.0.3当在压力测试点上安装压力仪表时,应排尽仪表连接管 内的空气,并应保证压力仪表与管道连接处不漏水。 5.0.4在压力管理设备安装完毕后,试运行时间不宜少于一周。 5.0.5计量分区实施过程中应尽量降低对分区内正常供水的水 量、水压和水质的影响。
6.0.1 城镇供水管网漏损控制分区及压力管理的运行管理包括: 建立供水管网漏损控制综合信息动态管理平台; 2 确保分区计量设备设施安全稳定运行; 3 全面、准确收集漏损数据,并据此进行准确可靠的评估 分析; 41 健全运维管理制度和相应的内部考核机制,明确工作流 程形成闭环管理
6.0.2管理平台应制定应急操作预案
6.0.3分区管理过程中应设定评估流程管理,对各分区
化调整。 1独立计量区宜以月度、季度、半年度、年度分别开展水 平衡分析和漏损效果分析; 2 评估标准以具体分区情况确定,按百分比考核。 6.0.4 应定期对分区及压力管理项目开展项目后评价。 6.0.5 应根据用户用水量变化动态调整管网运行压力。 6.0.6 应定期对计量仪表进行校验。 6.0.7 漏损控制效果应采用水平衡分析法对不同层级进行分析。 6.0.8 独立计量区应采用夜间最小流量法,具体可按附录B对 漏损控制效果进行分析。
A.0.1计量分区的建立应符合图A.0.1的规定
0.1计量分区的建立应符合图A.0.1的规定
付录 A分区建立流程
附录 A 分区建立流程
图A.0.1压力管理分区与计量分区的关系、流程
A.0.2独立计量区的建立和判别应符合图A.0.2的规定
独立计量区的建立和判别应符合图A.0.2的规定。
A.0.3压力管理分区建立和判别应符合图A.0.3的规定。
A.0.3压力管理分区建立和判别应符合图A.0.3的规定。
1.0.3压力管理分区建立和判别流
B. 0. 1 24h 区域测量法
24h区域测量法适用于尚未建立独立计量分区条件下,但整 片区域仅有1个或者2个入水口且与其他管网相互隔离的管网片 区。需要全天监测并记录管网入口处、管网平均压力点处以及最 不利点处流量和压力数据,作为管网漏失分析基础数据。
B.0.2夜间最小流量法
夜间最小流量法是通过将供水管网划分为多个独立计量分 区,根据独立计量分区入口流量随时间变化曲线,由入口流量最 小值评价管网漏失水平的方法。由于最小流量较多发生在夜间 2点~4点,因此将此方法称为夜间最小流量法。 在夜间最小流量期间,用户用水为全天最小,管网内压力为 全天最大值,使得漏失量占总流量比例最大,可将夜间最小流量 近似看作漏失量,用作管网漏失分析。夜间存在大用户用水或从 市政管网向屋顶水箱进行补水时,采用夜间最小流量进行漏失估 计会存在一定误差。若夜间存在用户偷盗水行为,也会对分析结 果产生影响。本规程所指夜间最小流量仅包括管网漏失量和用户 合法用水量。 夜间最小流量评价漏失方法可分为比值法和漏失模型法。 比值法:根据夜间用水量与日平均用水量比值作为漏失水平 衡量标准。高于此值时认为漏失较严重,低于此值时,认为漏失 程度较轻。对于此值,各国采取不同标准。英国取0.4,美国取 0.5。分析一段时间内夜间流量变化,能够及时对是否有新漏点 故出判断,常作为水务企业漏失管理的重要参考。 漏失模型法:由入口流量值减去此时刻夜间用户合法用水量 值即为管网在此时刻漏失量,用户合法用水量应根据DMA内用
QL/QLo =(H,/Ho)B
B.0.3爆管和背景漏失评估法
式中: V一漏失量(m); Q一一漏失流量(m3/s); T一漏失平均持续时间(s); F一漏失频次。 公式中,漏失流量具体取值可参考已有案例或者根据压力和 管道尺寸进行取值。漏失持续时间为感知时间、定位时间和修复 时间三部分之和,受漏失类型、漏失发生位置影响。感知时间是 指从漏失发生到供水公司意识到其存在的时间;定位时间是从供 水公司知道漏失存在并精确定位漏失位置到发出维修命令的时 间;修复时间是从精确定位到漏失停止时间。爆管和背景漏失评 估计算值仅能作为实际漏失量值参考,在没有合适方法时,可采 取此方法计算。
调压测试可按以下步骤实施: C.0.1单入口/多入口管网判断结合已有管网拓扑数据及管网 近期改造情况,判断调压区域是否为单人口管网区域。若为多人 口管网区域,则根据各管网入口接管管径及供水量确定主要供水 入口,将多入口管网转换为单入口管网。 C.0.2管网零压测试对区域管网进行零压测试,关闭各支路阀 门,将待调压管网调整为独立管网,确定区域管网主要供水 人口。 C.0.3搜集待调压管网数据信息并确定最不利点位置建立区域 管网水力模型,确定管网最不利点、平均压力点,并在两个位置 分别安装压力表或压力远传设备。至少记录一周内两个测压点及 管网入口压力及入口流量运行数据。 C.0.4调压车安装及调试在独立区域管网入口处并联接入调压 车,并在夜间对管网入口进行调压测试。结合前期对用户用水规 律及最不利点和平均压力点压力分析,确定调压方案。为避免对 用户正常用水影响,调压测试宜在夜间进行。 润新
C.0.4调压车安装及调试在独立区域管网入口处并联接入i
车,并在夜间对管网入口进行调压测试。结合前期对用户用不 律及最不利点和平均压力点压力分析,确定调压方案。为避 用户正常用水影响,调压测试宜在夜间进行
附录 D现场核实统计表现场核实统计表表 D. 0. 1现场核实统计表年月日核实单位核实人边界阀门统计情况GIS 统计结果现场核实结果序号计划异常编号口径地址口径类型状态情况12新增边界阀门统计情况是否具备序号地址口径阀门类型计划状态施工条件12新增管线统计情况是否具备序号地址口径管材类型长度施工条件12截断管线统计情况是否具备序号地址口径管材类型长度施工条件1217
续表 D. 0. 1
1为便于在执行本规程条文时,区别对待要求严格程度不 司的用词,说明如下: 1)表示很严格,非这样做不可的: 正面词采用“必须”;反面词采用“严禁”; 2)表示严格,在正常情况下均应这样做的用词: 正面词采用“应”;反面词采用“不应”或“不得”; 3)表示允许稍有选择,在条件许可时,首先应这样做的 用词: 正面词采用“宜”;反面词采用“不宜”; 4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。 2条文中指定应按其他有关标准执行时,写法为:“应符 合·的规定”或“应按执行”
1《一般压力表》GB/T1226 2 《信息安全技术信息系统等级保护基本要求》GB/T22239 3 《室外给水设计标准》GB50013 《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268 《城镇给水排水技术规范》GB50788 6 《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974 7 《建筑给水排水设计标准》GB50015 《城镇供水管网漏损控制及评定标准》CJJ92 9 《城镇供水管网漏水探测技术规程》CJJ159 10 《城镇供水管网运行、维护及安全技术规程》CJJ207 11 《城镇给水管道非开挖修复更新工程技术规程》CJJ/T244 12 《数字压力计检定规程》JJG875
城镇供水管网漏损控制分区及
总则 23 术语 24 基本规定. 25 分区设计 26 4.1 计量分区 26 4.2压力管理分区 42 4.31 仪表与数据采集 .. 53 分区实施, 56 运行管理 59
1.0.2计量分区方案设计主要确定计量分区对应管网边界,包 含管网入口、边界阀门安装位置、区域内测压点安装位置及需要 敷设管道口径和位置信息。
2.0.5一般情况下,最高一级分区宜为各供水营业或管网分公 司管理区域,中间级分区宜为营业管理区内分区,一级和中间级 分区为区域计量区。 2.0.7综合漏损率为管网漏损水量与供水总量之比,通常用百 分比表示。漏损率根据居民抄表到户水量、单位供水量管长、年 平均出厂压力和最大冻土深度等指标修正综合漏损率后得到。 2.0.8用于判断某片管网区域是否完全独立于其余供水管网的 测试方法,关闭管网区域边界阀门、放水并间隔一定时间后,监 测管网内压力是否降低为零。
3.0.3供水管网大用户监测数据和压力监测数据是合理分配分 区和压力管理方案的基础,已经建立管网水力模型的供水单位, 可结合模型计算结果综合考虑。 3.0.4用于记录、管理计量分区和压力管理分区相关数据。完 整、准确、翔实的供水管网档案资料是供水管网管理的基础,建 立管网地理信息系统可以实现管网管理的数字化和可视化,同时 为建立管网水力模型,制定分区管理、压力调控等漏损控制方案 提供技术支撑,有利于提高管网管理水平。 3.0.5区域管网指建立计量分区的管网。区域管网档案包括区 域管网静态数据及区域管网动态数据:静态数据包括管网拓扑连 接信息、管网入口位置、管网内流量计位置、减压阀位置、边界 阀门位置、测压点位置信息:动态数据包括区域管网内流量计实 时计量数据、测压点实时计量数据、区域内减压阀压力设定值及 阀门开度数据。
域管网静态数据及区域管网动态数据:静态数据包括管网拓 接信息、管网入口位置、管网内流量计位置、减压阀位置、 阀门位置、测压点位置信息:动态数据包括区域管网内流量 时计量数据、测压点实时计量数据、区域内减压阀压力设定 阀门开度数据。
4.1.1计量分区方案可从四个角度出发进行
1依据营业管理分区:漏损考核区域大体与各经营分公司 营收区域吻合,便于各营销分公司核算各自的供水总量和营销水 量:各营销分公司对各自辖区的管网情况、用水规律、维修改造 状况较熟悉,便于开展下级计量分区和消除干扰因素。 2依据地理界限分区:利用清楚可见的地形特征作为分区 边界,如河流、铁路、公路等。该方案有利于分区计量设备的监 控区域的自然地理形成,从主观上较为方便和易于接受,而且多 数营业分公司的营收区域大体与地理界限相当,容易形成各自封 团计量区。 3依据管网压力分区:有利于生产系统根据管网运行调整 供水压力,降低供水单耗:利于高程落差较大的供水区域的计量 分区,减少压力穴余,减少爆管风险。 4依据管网拓扑结构分区:综合水厂供水区域、主干管拓 扑结构进行分区。 4.1.2根据需要来考虑,可能独立计量区就是一个一级分区 或者独立计量区是区域计量分区的最小单元。应尽量减少通过关 闭阀门,对现有管网的较少改变和干扰。 4.1.3快速网络社区划分+实用优化分区是在GN算法的基础上 发展出来的,是一种通过计算网络中相连节点之间的相似度来划 分社区的聚合分区算法。通过快速网络社区划分算法的分区计 算,得到初步的分区结果。以此分区结果为条件,考虑供水管网 的实际情况以及投资成本等实际情况,进行实用优化分区。Lou vain算法对管网进行分区,该算法是基于分区评价函数优化的后
发式婴算法。基于拓扑结构演化的分区方法分为五个步骤: 1依经济水平指标确定分区数量;其中,经济水平指标由 供水企业的决策层制定; 2用无向图表征管网拓扑结构:与水力模型不同的是,无 向图只需包含统一类型的节点和边,而无需区分组件类型和属 性,即模型中的所有点状组件都作为节点,而线状组件都作为 边,节点与边的连接关系即为管网的拓扑结构: 3拓扑分析,确定分区边界:用复杂网络社区结构发现方 法分析拓扑结构,确定所研究管网的社区结构体系和演化历程 并以此为依据,以步骤1确定的分区数量为限制条件,划分分区 边界; 4确定分区边界上需要关闭的管道,并在水力模型中进行 相应设置; 5用水力模型进行模拟,验证方案可靠性。 使用遗传算法进行管网独立计量分区步骤如下: 1)初始群体的产生: 2)初始群体的选择、交叉、变异; 3)各区域进水点确定; 4)适应度评价; 5)循环产生最优方案。 快速贪算法是一种快速简单的模块化评估迭代算法。该方 法基于快速贪婪技术,显示了非常好的性能和计算复杂度,计算 复杂度与网络大小呈线性关系。首先,每个节点被分配到不同的 分区:第二步是建立一个新的网络:最后,多次迭代,将具有最 小数目模块的分区与相邻的分区合并。在有多个相邻分区的情况 下,选择模块数最高的分区进行聚合。 4.1.4计量分区可按附录A.0.1规定的流程建立和划分,具体 实施可参考以下方式: 1华南某地供水管网分区案例 (1)分区设计情况
DMA管理(即分区管理)的概念是在1980年初,英国水务 联合会“泄漏控制策略和实践”的报告中首次提出的,并经过 国内外多个学者的研究与总结,提出管网一级分区、二级分区和 三级分区理念。 1)一级分区 国外多属于单水源系统,无需分区:多水源系统均利用高 位水池调蓄功能进行调度,难以实现一级分区,因此国外尚无 对多水源供水系统进行一级分区,划分成单水源供水系统的 案例。 由于我国供水系统相对庞大,用户密集,楼层高度不一,普 通水塔难以发挥明显的调蓄功能。因此我国供水管网调度手段 少,调蓄水池少,使一级分区可行变量少,区间小,适合实现多 水源一级分区。一级分区传统方法主要根据基于配水因子供水分 界线分区,但由于用水量时刻变化所引起的区域界线难以确定 问题仍无法解决,因此到目前为止,多水源供水系统分区方法仍 不能很好地应用于实际工程中。 2)二级分区 国外分区计量供水起步于20世纪80年代,英国伦敦给水管 网被改造为16个区域。 我国分区计量起步较晚,上海市自来水公司率先从1999年 开始进行分区改造,分区管网之间通过电磁流量计双向计量流 量。天津市自来水公司将管网划分为10个二级分区,每个计量 区域边界均装有在线流量计。上述城市均进行管网分区计量,但 仅属于流量分区计量(DMA)。 日本大阪配水系统由18个中型区块和540个小型区块组成 管网分区主要目的是实现水压均匀化,同时兼有降低漏水量及事 故或灾害时迅速恢复供水功能的作用,是国外较早实施压力分区 计量(PMA)的城市。我国开展压力分区计量(PMA)较晚 仅有少数水司进行局部区域压力控制管理:营口水务公司对其供 水管辖内的2个“城中村”进行区域计量和压力管理。
传统的压力分区方法主要通过节点压力聚类进行分区,由于 我国供水管网多以环状管网为主,该分区方法会导致各分区之间 共用管网较多,实施分区时需对各分区边界管网进行较大程度改 扩建,而国内已经实施管网分区的城镇地区,都是依据自然地理 条件或行政区域仅凭人工经验进行划分的,即按照管理分区的原 则,利用现有的最为明显的边界进行分区规划,已达到最大限度 简化管理的目的。但这种分区方式,并没有考虑水力条件,即没 有考虑如何节省能耗、使管网压力均衡、提高供水运行效率等, 缺乏科学的指导。 3)三级分区 国外研究理论认为管网分区应“自上而下”,即先进行管网 级分区,在一级分区内进行二级区域划分,在二级分区内进行 三级区域划分。而通过本项目的开展证明这种“自上而下”的 分区理念仅适用于枝状管网,对环状管网难以实施。因此,针对 环状管网特点,首次提出符合我国环状管网为主特点的分区体 系一一“自中间向两边”。即先确定二级分区,再确定一级分 区,同时从二级分区内划分三级分区。 二级分区属于压力管理层,压力和流量计量均在二级分区内 实施,分区一旦确定后,几乎不会改变,一级分区为调度决策 层,随用水量变化及事故时调度而变动下属二级分区。三级分区 属于检漏执行层,在二级分区压力管理内进行细化分区计量,有 针对性进行管网检漏。因此,我国管网分区应首先确定二级分 区,在二级分区基础上,分别开展一级分区和三级分区,即“自 中间向两边”的分区过程。 在二级分区的研究中,结合该城市供水管网在管理、调度、 计量压力控制等方面的需求,提出适合我国国情的中小型城市一 级分区方法,即首先构建二级分区,在二级分区基础上以区域相 部、压力相似、供水入口相同为目标进行聚类分析,形成过渡分 区,以节能为指标,优选出最优的一级分区方案:在充分利用管 网拓扑结构特性基础上,将图论和蚁群算法引入到供水管网分区
领域,优化子图边界,使子图之间连接管段尽量最小,可有效降 低工程改扩建难度及造价。然后以压力相似进行分区优化,并使 无法满足主干管直接供水的区域与周围压力相似程度高的区域合 并,保证分区合理性以及分区后各个区域内水压均在合理的范围 内,实现稳压供水,提高供水质量,且易于实施,分区投资较 少。同时,依据各分区特点在入口处安装减压阀,将整个管网压 力控制在一定范围内,进一步减少爆管率和漏损率,增加管道使 用年限。 供水管网三级分区理论(调度分区、压力分区、DMA分 区),研究不同性质用户的分布及用水规律:实现典型城市供水 管网三级分区:研究区域系统阶层数、划定区域规模、确定进水 点数目和位置、划定区域边界、规整区域,实现第一级分区为各 水厂的供水分界线、第二级分区为压力分区、第三级分区为最基 本的管理小区(DMA小区)的优化划分:研究供水管网三级分 区在线测压点优化定位,提出科学的管网分区改造和建设方案。 供水管网漏失控制分区步骤可分为以下几部分:建立管网微观动 态模型,确定区域系统阶层数,确定区域规模及边界,设定进水 点及区域的规整。供水管网分区模式见图1。
图1供水管网分区模式图
①城市供水管网一级分区泵组优化调度系统开发 a.在城市供水管网PDD模型已经建立的基础之上,将管网 进行平差计算后,可确定现状管网供水分界线。 b.向有关部门搜集过去一年的用户用水量数据,分析预测 出合理的24h用户用水量作为水泵调度的依据。根据用户用水量 可计算出供水管网所有水厂总供水量(Q指供水量),如图2 所示。
图2供水量计算流程图
c.将用户用水量预测数据输入基于压力驱动节点流量原理 的城市供水管网水力模型中,根据各水厂泵组可供水量范围,可 排列组合n种供水方案,每种供水方案可计算出1条压力分界带 (24h的24条压力分界线),因此最终可得到n条压力分界带。 d.以泵组优化调度模型为约束,利用遗传算法求解,制定 最优关阀分区方案(此过程考虑人为调整)。具体流程如图3 所示。 e.根据求解出的最优调度方案,操作阀门开启,确定分区 方案。 ②城市供水管网二级分区减压阀优化调控系统开发 在城市供水管网二级压力分区,基于上述城市供水管网在线 监控与信息服务系统,根据压力分区和减压阀优化调控漏失模型 研究结果,设计减压阀优化调控漏失模块。利用模型仿真计算结 果,优化调控减压阀,从而有效地降低局部过剩压力、减少漏失
图3供水管网一级分区流程图
量,实现管网漏失控制。 a.根据减压阀优化控制数学模型求解得减压阀安装位置 所在管段属性,以及减压阀控制属性选用减压阀、组织工作人员 进行减压阀安装。 b.选择减压阀优化控制模型的监测点,其中包括流量监测 点以及压力监测点,根据所监测位置的属性选用合适的流量计以 及压力表等。 c.建立减压阀优化控制模型数据收集系统,利用宽带网络 共享数据库、计算机软件等信息化技术,采用统一的数据协议与 共享数据库实现在线数据收集,以实现后期的优化调度。 d.建立减压阀优化控制调控模型,基于城市供水管网在线 监控与信息服务,根据压力分区和减压阀优化调控漏失模型研究 结果,建立减压阀优化控制系统
e.根据实际调试情况对减压阀优化控制模型进行调整,以 符合实际情况。 将该项技术应用到华南某地,将供水管网划分为10个二级 分区,另外19个承包区为天然二级分区(远期回收后可进行压 力控制管理),实现全管网压力分区,具体见表1二级分区覆盖 全管网,压力分区水平与国际接轨
同时在二级分区的基础上食用油标准,完成80个三级分区,并结合管 网区域检漏、管网水表及管段改造等手段,区域内管网漏损率至 少下降10%以上,部分三级分区效果评价见表2。
表2三级分区效果评价
图4供水管网漏损率情况
从2010年开始,在漏损相对较高的城南区域试点建设二级 网格化分区计量,形成7个二级片区,划小计量单元格。2012 年开始全面开展绍兴城区供水管线分区计量建设,范围覆盖至下 属各个营业分公司,至2016年底逐步形成具有绍兴特色的网格 化分区计量管理体系。 (3)三、四、五级同步建设 截至2016年,浙江绍兴市水务供水区域内已建成5个一级 计量片区、38个二级计量片区,设置1095只小区总考核表以及 15500只单元考核表,基本建立分区计量管理体系和总分表分析 管理机制,实现“公司、分公司、片区、支线、户表”点、线、 面三者互联互通的五层级分区计量管理体系,为实现单元计量、 水量掌握、管网漏损科学控制提供了有效的技术支撑。 (4)智慧管网系统建设开发 随着分区计量深入,原有信息系统已不能支持日常工作开 展,自2014年4月开始启动建设智慧管网系统,于2016年5月 顺利通过住房城乡建设部建设行业科技成果评估,该系统是在 GIS系统、调度SCADA系统、营业系统等信息系统基础上,整 合巡检系统、水力模型、分区计量系统等建设而成,主要实现
个平台管控,在公司管网运行管理及分析决策过程中发挥着重要 作用,大大提高了信息化、智能化管理水平。 3浙江绍兴分区计量运行管理 (1)合理评估现状漏损 通过对管网分区内流量、压力、大户水量等重要参数的监控 分析,实现合理评估片区的漏损水平(水量平衡程度)。评估的 内容主要包括管网拓扑结构、用户基础信息、供水压力、管道流 量等数据收集与分析:现有明显漏水地点的梳理与统计等。通过 评估、量化现状漏损水平,找出造成漏损的主要原因。图5为公 同分区计量夜间最小流量报表,可进行横向和纵向对比,评估每 个分区的漏损情况,
图5夜间最小流量报表
图6水力模型计算得到的实时调度方案
图7减压阀安装前后压力对比
(4)动态更新片区关系 在浙江绍兴市水务五层级分区计量管理体系下工程质量标准规范范本,各层级之间 的关系是核心更是基础,特别是三级片区流量计与片区内各类水 表的对应关系。通俗的说,如果片区是“父亲”,片区内水表是 “儿子”的话,“父亲”与“儿子”的关系需要进一步验证,需 要找到科学的方法进行“DNA”比对,一是要通过GIS系统利用 管网拓扑结构,核对水表与管线位置,确保水表空间位置准确; 二是对难以判断水表拓扑位置的,要进行一对一现场核对,有的 还需要关阀判断。总而言之,要通过一切有效方法,确保流量计与 水表计量关系的对应准确,这是分析片区漏损的关键工作(表3)。
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