供水管網漏失是每個供水企業所面臨的共同難題，為了有效降低水資源浪費、提升供水管網社會和經濟效益，需要科學手段監測和控制供水管網漏失。本文結合實際案例研究，深入探討了在智慧水務系統的引領下，DMA分區技術、最小夜間流量和供水水力模型等關鍵技術在供水管網漏失監測管理中的應用，為供水管網漏失的監測控制提供了重要參考。

一、智慧水務系統引領下的漏失監測技術手段

1、DMA分區技術

       DMA分區是一種在不改變供水管網結構的情況下，通過截斷管道、關閉閥門、增加聯絡管等方法將復雜供水管網劃分為獨立分區的方法。在每個分區布置流量計，實時監測入流量和出流量，分析供水量的變化可以發現潛在的漏失位置，實現對漏失現象的有效控制。建立DMA的準則包括區域大小、漏失控制目標、關閉閥門數量、流量計數量等特性，結合最小夜間流量和合法夜間流量計算凈夜間流量，幫助建立有助于管理壓力、改善水質的DMA。

2、最小夜間流量方法

       最小夜間流量方法通過分析DMA在夜間的最小流量來評估漏失情況。處理最小夜間流量數據常用的方法有經驗法和比較法。經驗法是根據以往數據和統計原則選定參數，繪制用水標準圖表，比較實際供水量，推測管網是否存在異常；比較法是將最小夜間供水量與日均供水量比較，若比值超過一定百分點則認為管網可能存在異常。為確保準確性，通常會比較兩種方法的分析結果來判斷監測區域漏失情況。

3、供水水力模型構建

       供水水力模型將管網簡化為管段和節點元素，在模型中體現整體拓撲關系和水流方向，利用水力學、圖論和數學分析理論進行計算。供水水力模型是規劃和管理供水的重要工具，可用于評估管網系統、優化設計、輔助管理調度等。根據深度可以分為靜態和動態模型，靜態模型反映特定狀態下的管網系統水力特性，動態模型則能實時反映供水管網的水力狀態變化。

二、案列分析

1、研究區域簡介

       所研究的區域面積為3.85平方公里，人口數量為4.3萬，主要以居住為主。該區域的輸水管線全長為50公里，供水管線全長74公里，高峰日供水量為2.25萬噸，總裝有14742只水表，平均產銷差約為8%。此外，該區域部署了23個壓力計和17個流量計。基于人口分布和用水量等因素，我們將整個區域劃分為11個分區，每個分區約有1000到3000人口。

2、水力模型搭建

       本文以研究區域采用的水利模型EPA-NET模型為例，說明了GIS在水力模型中的應用。這一模型能夠快速進行管段的水力計算。借助GIS技術和計算機技術的發展，水力模型的建立變得更加簡化，GIS強大的拓撲分析和空間數據管理能力為管網水力計算提供了有效的數據管理手段，使得模型計算結果更加快速準確。水力模型的建立包括基礎數據收集、現場勘查與測量、水力數字模型搭建以及模型校驗等環節。

2.1、基礎數據收集

       建立研究區域水力模型所依賴的數據包括地下供水管網數據、地形數據、供水壓力、供水流量以及用戶水表歷史數據。其中地下供水管網數據用于模擬實際情況。由于EPANET水力模型是靜態模型，當基礎數據量龐大時，通過EPANET獨立計算模型速度較慢，而且結果有一定的滯后性。因此，現在研究區域采用將EPANET模型與GIS數據庫結合，實現管網的圖形化展示和屬性信息快速調取，以便EPANET生成水力模型。

2.2、現場勘查與測量

       在模型建立過程中，除了需要歷史數據用于校驗外，還需要實時數據補充調整。現場勘查和測量包括測速、測壓和測距。具體的現場測量工作主要包括管網壓力測試、流量邊界測試、用水模式測試、高程測量以及水泵特性測試等。

2.3、水力數字模型搭建

EPANET模型中的水力計算基于節點方程的計算方式，這種方法計算精度較高且收斂性好，前期準備工作量較少。

2.4、模型校驗

利用用戶水表歷史數據和現場勘查得到的補充數據對水力模型進行校驗和調整，使得模型模擬值與實際值之間的偏差穩定減小，最終滿足相關指標要求。

3、智慧水務系統引領下的DMA 區域劃分策略

       DMA（分區管理區域）的劃分方法是通過控制管段上的閥門，將管網按照一定規則劃分為相對獨立的區域，以實現管理的真實分區。在確定劃分規則時，需要綜合考慮多種因素，包括區域大小、人均用水量、住宅類型、地形變化、壓力要求、消防需求以及基礎設施條件等。同時，結合管網布局和現狀，制定了以下 DMA 分區原則：

（1）沿著管網流向進行分區劃分，盡量減少對管網的改造，確保選定區域的供水管網完整性和自然邊界。

（2）利用管網內的天然或人為屏障作為分區的主要邊界，確保區域邊界易于識別，便于定位漏損處，并減少流量計的安裝數量以便于施工。

（3）對于存在增壓泵的供水區域，劃分為獨立的計量區，最好采用單路進水，以避免管理和計量混亂。

（4）截斷對計量沒有必要影響的小口徑環狀管網，以減少流量計的安裝數量，并便于檢漏工作的進行。

（5）根據人口密度、區域面積和用水類型，盡量均衡各個獨立計量區的供水規模，以便于管理和服務各個分區的供水需求。

4、DMA測試

       DMA分區建立后，應進行零壓力測試以確認其可靠性與準確性。測試過程包括標記邊界閥門、確定DMA邊界閥門和進水閥門位置、安裝壓力記錄裝置、關閉進水閥門并進行壓力測試、分析測試數據，若測試失敗則需進一步調查直至測試合格。

5、DMA漏損檢測

       通過安裝監測傳感器結合水力模型實現供水管網的漏損監測和預警。DMA管理區域封閉后，利用夜間水流量監測數據進行分析，以此監測每個分區的漏損情況，并通過綜合數據建立漏損監測模型，降低水資源浪費及管道污染的風險。通過整合供水管網數據、管網運行狀態數據以及用戶水表歷史數據等，建立漏損監測模型，實現對供水管網漏損情況的有效控制，減少水資源浪費和管道污染，降低供水企業運營成本，對社會發展和人民生活具有重要意義。

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