管網模型與管網漏失

管網模型與水量漏失控制上海三高計算機中心股份有限公司

主要內容2023/2/21

水量漏失的基本概念2

通過建模梳理管網結構3

優化管網壓力抑制漏失4

分區計量監控產銷差率1.1.國際水協對漏失水量的術語體系2023/2/2一.水量漏失的基本概念漏失水量表觀損失量未授權用水計量誤差實際損失量基底漏失量潛在可回收漏失量該術語體系較全面地反映了供水系統水損失的全貌,便于量化、分析、比較漏損控制的水平。1.2.國際水協制定的標準水量平衡表2023/2/2系統供給水量合法用水量收費的合法用水量收費計量用水量收益水量收費未計量用水量未收費的合法用水量未收費已計量用水量

無收益水量未收費未計量用水量漏損水量表觀漏損非法用水量由于用戶表計量誤差以及數據錯誤造成的損失水量真實漏損輸配水干管漏失水量蓄水池漏失和溢流水量用戶支管至計量表具之間漏失水量一.水量漏失的基本概念1.3.

我國對漏失水量的術語體系2023/2/2一.水量漏失的基本概念《城市供水漏損控制和評定標準》我國術語體系與國際水協的主要差別在于未將“管網漏水量”進行再分解,并將不屬于漏失的“計量誤差”和“未授權用水”均計入“管網漏水量”中。據此計算出的“漏損率”并未真正地反映漏損狀況和漏損控制的水平。1.4.供水干管基底（不可避免）的水量漏失2023/2/2一.水量漏失的基本概念干管接戶管密度（接戶管數/公里干管）管網平均水壓（水頭，米）2040608010020346811214617040255075100125602244668811080214162821031002039597898

國際水協在20個國家的27個供水系統，選擇了最好的施工、維護條件下測定得到了供水干管基底(不可避免)漏失水量的平均值(升/接戶管/日)。其數值與干管上接管密度和水壓有關。1.4.供水干管基底（不可避免）的水量漏失2023/2/2一.水量漏失的基本概念接戶管密度基底漏失水量潛在可回收漏失水量實際漏失水量1.5.漏損評價指標2023/2/2一.水量漏失的基本概念供水系統漏損指數越大,說明其潛在的可回收漏失水量在實際漏失水量中所占的比重越大。實際漏失水量基底漏失水量漏損指數ILI1.6.供水系統漏損指數ILI和基底漏失水量2023/2/2一.水量漏失的基本概念

1.7.國際水協匯集27個國漏損指數統計圖2023/2/2一.水量漏失的基本概念

1.8.漏失率與產銷差率2023/2/2Q系統供水總量Q1計費用水量Q2非計費用水量Q3漏失量Q4非實際漏失量（不許可用水、計量誤差）Q5許可非計費用水（消防、綠化等公益用水）產銷差率（Q-Q1）/Q漏失率（Q3-Q4）/Q一.水量漏失的基本概念1.9.水量漏失的原因2023/2/2一.水量漏失的基本概念水量漏失設計問題材料問題施工問題使用問題運行問題外部環境管理因素二.通過建模梳理管網結構2023/2/2供水管網的水力狀況不清供水區域問題供水路徑問題流速分布問題壓力分布問題管網布局不合理負荷不均

規劃缺乏依據改造不講科學造成負荷不均造成供水瓶頸管網的管理手段科學性不強

管理制度不全人為決策隨意施工質量不良管理手段不細2.1.國內供水管網普遍存在的問題

由于管網構造的復雜性、改造設計的隨意性、管道埋設的隱蔽性、發展需要的被動性，造成管網的諸多問題。大量問題的存在加劇了管網的漏失現象！二.通過建模梳理管網結構2023/2/2GIS資料不完整拓撲結構有問題閥門開關不清楚管道堵塞不知道計量儀表不準確監測系統不完善?計量不準2.2.建模過程就是發現管網問題的過程

2023/2/2供水格局供水區域分析供水路徑分析壓力區域分析水力性能經濟流速分析服務水壓分析管網水齡分析管網負荷分析管網能耗分析管網診斷供水瓶頸其他項目2.3.運用模型厘清管網的現狀

二.通過建模梳理管網結構三.優化管網壓力抑制漏失2023/2/23.1.管網壓力變化對漏失的影響

Qj

漏失流量(m3/s)λj

漏失系數Hj

第j個節點的自由水壓(m)三.優化管網壓力抑制漏失2023/2/23.2.經常性地開展管網壓力普查發現解決問題

1壓力普查是全面了解管網運行最直接的方法2每年至少進行一次，最好供水高低峰各一次3通過繪制等壓線圖或其他方法診斷管網的運行問題4只靠現有的、有限的調度監測點是遠遠不夠的5可以依靠臨時布局測壓點分區進行監測6壓力點的布局要能描繪管網的結構與層次三.優化管網壓力抑制漏失2023/2/2建立壓力控制區域加強觀察改造疏通管網均衡壓力低壓區局部加壓降低前端壓力高壓區用減壓閥降低壓力通過精細調度控制好壓力

3.3.通過建模優化壓力管理抑制管網漏失

4.1.國外利用模型實施分區計量的成功經驗

四.分區計量監控產銷差率2023/2/2馬來西亞雪蘭莪州日供水量3,800,000m3/d，管道總長24,000km，并有超過1000個蓄水池。項目實施前供水產銷差約40%

。

馬來西亞雪蘭莪州占地面積近8000km3，是馬來西亞的制造業中心。該地區長期以來的經濟水平和水資源消耗量位居全國第一，供水效率低下與水資源稀缺的矛盾最為突出。第一實施方案，使用GIS系統進行分區計量、修復漏點、更換水表、按裝減壓閥，費時六年取得很大成效，但三年后產銷差很快恢復上升。

因此不得不尋求更好的解決方案，運用水力模型科學手段對管網進行綜合整治。這就是第二實施方案：4.1.國外利用模型實施分區計量的成功經驗

四.分區計量監控產銷差率2023/2/2人力馬來西亞雪蘭莪州供水公司組建了一個10人的水力模型部門建模從2006年始成功建立雪蘭莪州全區域主干管模型及10個主要城區的精細模型，建立了600個控制區，實現了全區域主干管的實時監測和模擬運行效果供水產銷差從2005年末的37.3%減少至2006年末的34.8%，并在2007年上半年達到32.7%，實現年均減少產銷差8.2%，預期投資回報周期僅為18個月展望雪蘭莪州預期在2015年實現全區域精細模型，建立1000個控制區，最終將產銷差減少至15%

推廣雪蘭莪州的成功經驗已在馬來西亞產生巨大的影響。馬來西亞的11個州中已經有7個采用了通過建模和分區的解決方案控制產銷差四.分區計量監控產銷差率2023/2/24.2.管網模型實施分區供水的流程圖

小區域規模的確定小區域邊界的設定進水點的選擇區域間應急管段的設置小區域的水力計算需要繼續優化NY整理支管、完善設施結束管網微觀模型的建立明確管網分區目的階層系統的確定將河流等設為大區域邊界大區域規模和邊界的確定大區域間應急管段設置大區域的水力計算是否一階層分區Y結束N需要繼續優化NY四.分區計量監控產銷差率2023/2/24.3.分區供水對管網建模的積極作用管網分區實現模型的實時化模型可以分塊維護模型精度得到提高模型的可用性增強支持