От технических сложностей к успешной реализации: хроника внедрения проекта городской сети трубопроводов
Краткое резюме: Проект DMA-районирования и приборного учёта на сетях водоснабжения старого района префектурного города Восточного Китая успешно прошёл общую приёмку. Охват — 42 км², население — 286 тыс. человек, протяжённость сетей — 620 км.
После завершения работ коэффициент утечек снизился с 21,7% до 10,9%, разрыв между поставкой и реализацией воды (NRW) сократился с 26,4% до 14,6%. Годовая экономия воды составила около 14,2 млн м³. Кейс демонстрирует превращение традиционного реактивного обслуживания в проактивное управление на основе данных.
1. Контекст проекта: длительный высокий уровень утечек в сетях старого района
Система водоснабжения этого района сформировалась в 1990-х годах. Трубы разных диаметров (от DN100 до DN1200) из серого и высокопрочного чугуна, стали и полимеров имеют средний возраст более 24 лет. Подземные коммуникации сложны, а распределение смотровых колодцев неравномерно.
До модернизации управление основывалось на ручном съёме показаний и обходах аварийных бригад. Отсутствие системного зонирования не позволяло локализовать скрытые утечки, протечки стыков или неплотности арматуры. Аварийные службы определяли направление утечки лишь по опыту, последовательно обследуя участки.
Перед запуском проекта выявлено: для 18% участков отсутствовала исполнительная документация, 12% задвижечных колодцев не соответствовали ГИС, а 9% граничных задвижек были неисправны из-за коррозии.
Целью проекта стало создание устойчивой системы управления потерями: грамотное зонирование, непрерывный сбор данных о расходе и давлении, аналитика на платформе и замкнутый контур «обследование—ремонт—верификация».
2. Технические сложности: пробелы в документации и накопление погрешностей
Проблемы с границами зон
- Из 86 кандидатов на зоны третьего уровня у 21 обнаружены перетечки через границы.
- Невозможность полностью замкнуть границы из-за обходных потоков.
- Помехи от строительного и противопожарного водоснабжения.
Погрешности учёта
- Механические счётчики недоучитывали малые расходы ночью.
- Электромагнитные расходомеры на больших диаметрах подвержены влиянию профиля скоростей.
- Необходимость подбора оборудования под конкретные условия монтажа.
Влияние неутечных факторов на минимальный ночной расход также вызывало ложные срабатывания. Больницы, школы и стройплощадки формировали значительный ночной поток. Команда внедрила профили абонентов и сравнение исторических кривых для разделения фиксированного и циклического потребления.
Ограничения по производству работ в узких дорогах старого района требовали минимизации отключений. На участках DN300–DN800 без стандартных прямых участков применялись переходники и выпрямители потока.
3. Решение: трёхуровневая система DMA-районирования
Техническая линия проекта включала трёхуровневое районирование, непрерывный учёт, мониторинг давления и платформу данных:
- Зоны первого уровня (7 единиц): Выход со станции и магистральные сети.
- Зоны второго уровня (24 единицы): Кварталы и основные границы арматуры.
- Зоны третьего уровня (86 единиц): Небольшие жилые комплексы и ключевые участки.
Установлено около 280 единиц измерительного оборудования (электромагнитные и ультразвуковые расходомеры), 36 точек контроля давления и 310 терминалов сбора данных. Точность граничных расходомеров на больших диаметрах обеспечена в пределах ±2%.
Анализ минимального ночного расхода (MNF)
Основное окно анализа — 2–4 ч ночи. Система задаёт пороги предупреждения. Например, если в зоне DN300 MNF превышает базовое значение в 1,6 раза в течение 3 часов, формируется заявка на подозрение в скрытой утечке.
Управление давлением: на 18 узлах установлены редукционные клапаны, снизившие среднее рабочее давление в приоритетных зонах с 0,34 до 0,28 МПа, что уменьшило риск протечек стыков.
4. Ход внедрения: 18 месяцев комплексной работы
Проект разделён на семь этапов: от базового обследования до приёмочной оценки. Обследовано около 1400 колодцев, исправлено 92 отклонения в расположении арматуры, заменены 37 неисправных задвижек.
При монтаже оборудования использовались методы врезки без отключения и подключения под давлением. Обнаружено 23 участка с внутренними отложениями; после выпрямления потока стабильность данных улучшилась. Успешность дистанционной передачи достигла более 99,2%.
5. Диагностика утечек: от «средних потерь» к локализации
До внедрения компания знала лишь общий высокий уровень потерь. После запуска DMA платформа ежечасно отображала изменения MNF по зонам.
Минимальный ночной расход колебался между 280 и 320 м³/ч. С помощью коррелятора обнаружена трещина 4 мм на трубе DN300. После ремонта MNF упал до 142 м³/ч.
Рост MNF с 38 до 76 м³/ч. Выявлена протечка задвижки на заброшенном пожарном ответвлении и аномальное потребление коммерческого объекта. После устранения MNF вернулся к 41 м³/ч.
Платформа позволила ранжировать 86 зон и выявить 19 зон с потерями выше 15%, что скорректировало план обновления сетей: инвестиции направлены в районы с высокой долей серого чугуна и повышенным давлением.
6. Ремонт и управление давлением: количественное подтверждение эффективности
За период устранено 163 утечки. Общий приток в зонах первого уровня снизился на 9,8%, а число заявок на аномалии в зонах третьего уровня упало со 132 до 37 в месяц.
- Скрытые утечки (104 шт.): Локализованы акустическим прослушиванием и вскрытием.
- Аварийные прорывы (29 шт.): Среднее время ремонта сократилось с 8,6 до 3,2 ч.
- Протечки стыков (22 шт.): Устранены хомутами и ремонтными муфтами.
- Отказы арматуры (8 шт.) и аномалии абонентов (40 шт.).
Создан механизм повторной проверки: сравнение MNF до и после ремонта в течение 24 ч. Если расход не снизился, система помечает случай как «подозрение на незакрытый контур».
7. Итоговый эффект: снижение потерь и улучшение эксплуатации
-10.8 п.п.
Снижение коэффициента утечек (до 10,9%)
14.2 млн м³
Годовая экономия воды
< 2 ч
Время реагирования на аномалии
Экономические показатели: прямые инвестиции составили 38,6 млн юаней. При стоимости водоподготовки 2,1 юаня/м³ годовая прямая экономия составляет около 29,8 млн юаней. Статический срок окупаемости — 3,2–3,6 года.
Качество обслуживания улучшилось: число жалоб на низкое давление и мутную воду сократилось на 27%. Снижение частоты вскрытий дорог уменьшило влияние на городское движение.
8. Перспективы: долгосрочная интеллектуальная эксплуатация
Реальная ценность DMA — не однократное снижение потерь, а создание механизма долгосрочного управления. Границы зон требуют динамической корректировки по мере развития города, а оборудование — регулярной калибровки.
На следующем этапе планируется интеграция DMA с ГИС, гидравлической моделью и ИИ для распознавания кривых ночного расхода. Управление расширится от контроля объёма к комплексному управлению качеством воды и эффективностью эксплуатации.
Для других проектов в старых районах кейс даёт воспроизводимый опыт: сначала проверка границ, затем достоверность данных, потом диагностика утечек и синхронное управление давлением.
Успех опирается на три основы: точные данные о сетях, надёжное измерительное оборудование и замкнутый механизм работы с заявками. Без любого из этих элементов система не будет эффективной.
