某水务集团如何通过DMA分区计量实现降本增效
城市供水管网漏损治理,正在从依赖人工巡检、被动抢修的传统模式,转向以数据为核心的精细化运营。本文以华东某市滨江区供水管网DMA分区计量工程为例,还原一个具有代表性的行业实践,展示如何通过“用数据发现漏损、用数据验证修复、用数据评估管理”的闭环机制,将漏损率从20.7%降至12.3%,年节约水量约512万立方米。
项目背景:老城区高漏损背后的多重压力
滨江区是典型的老城与新城混合区域,既有建成超过30年的老旧居住区,也有近十年新建的商业综合体和高层住宅。供水系统长期处于高负荷运行状态。根据项目启动前的统计,该区域2023年供水总量约6820万立方米,其中居民生活用水占比约62%,商业及公共服务用水占比约27%,工业及其他用水占比约11%。供水规模持续增长,但管网基础设施更新速度有限,导致漏损风险不断累积。
管网结构复杂是该区域的一大特征。区域内DN75及以上供水干管总长约418公里,其中灰口铸铁管占比约31%,预应力混凝土管占比约17%,球墨铸铁管占比约29%,PE管及其他管材占比约23%。服役年限超过20年的管道占比约38.6%,部分灰口铸铁管和镀锌钢管已出现明显腐蚀、接口老化和承压能力下降问题。由于历史建设标准不统一,不同年代管道交叉连接较多,局部区域存在多条管道互为备用的情况,增加了漏损识别难度。
漏损现状
- 管网漏损率:20.7%
- 产销差率:18.9%
- 年漏损水量:约1410万立方米
- 暗漏事件占比:约64%
成本影响
- 制水成本显著增加
- 泵站电耗上升
- 制水药剂成本增加
- 诱发路面塌陷等次生灾害
技术难点:资料缺失、边界复杂与计量精度叠加
项目推进初期,最大的挑战来自基础资料不完整。虽然当地已建立初步GIS管网系统,但部分老旧小区、支路和庭院管网资料缺失严重,管径、埋深、材质、阀门位置等信息与现场存在偏差。项目团队在前期核查中发现,约12.4%的图纸管线与现场探测结果不一致,部分阀门井被占压、埋没或长期未维护,导致分区边界无法准确闭合。若不能厘清管网拓扑关系,DMA分区就可能“分而不闭”,计量数据也会失去分析意义。
“若仅依靠关闭阀门形成独立计量区,可能影响周边用户水压和供水安全;若保留连通,则会造成流量交叉,难以判断漏损归属。”
第二个难点是分区边界控制困难。滨江区路网密集,环状管网较多,不同片区之间存在多条连通管。此外,部分老旧阀门关闭不严,存在内漏现象。前期测试显示,在拟划定的46个三级DMA中,有23个边界阀门存在不同程度渗漏或启闭异常,最大单阀内漏量估计达到每小时9立方米,这会直接干扰夜间最小流量分析结果。
第三个难点在于低流量工况下的计量精度和数据稳定性。DMA漏损分析高度依赖夜间最小流量,因为夜间用户用水量较低,漏损水量在总流量中的占比更明显。但滨江区部分DMA夜间流量仅为每小时几立方米到十几立方米,若流量计量程过大或安装条件不理想,容易出现小流量漏计、漂移和噪声干扰。如何在复杂工况下保证计量数据真实、连续、可比,是项目必须解决的关键问题。
解决方案:构建三级分区、四级计量与数据闭环体系
针对上述难点,项目团队没有简单采用“装表—看数—找漏”的线性模式,而是先建立完整的分区计量体系。整体方案按照“一级厂站、二级片区、三级DMA、四级小区及大用户”进行设计。一级计量聚焦水厂出厂和加压泵站进出口,用于总量核算;二级计量覆盖5个供水片区,用于区域间水量平衡;三级DMA是漏损治理核心,共划定46个独立计量区;四级计量则延伸至重点小区、大型商业体和工业用户,用于细化用水结构。
硬件配置亮点
- 新增/更换边界电磁流量计:86台,口径覆盖DN50至DN600。
- 小口径占比:DN50和DN80流量计占比约41%,主要用于小区入口和支管计量。
- 高精度要求:夜间流量低于每小时5米的计量点优先选用高灵敏度仪表,误差控制在±1%以内。
- 压力监测:布设压力监测点132个,采集频率每15分钟一次。
- 智能水表:同步更换智能远传水表2.36万只,实现用户侧数据比对。
在数据平台方面,项目将流量、压力、水表读数、阀门状态、工单维修、用户报装和GIS管网数据统一接入分区计量管理平台。平台按照每个DMA建立水量平衡表,计算供水量、售水量、免费用水量、物理漏损和表观损失。系统每天自动生成夜间最小流量曲线,并对连续3天超过设定阈值的DMA发出预警。通过这种方式,漏损治理从“凭经验判断”转向“按数据决策”。
典型案例:DMA-07从异常流量到精准修复
在所有分区中,DMA-07是最具代表性的高漏损区域。该区域位于老城核心地带,面积1.82平方公里,管网长度26.8公里,服务用户约1.24万户,其中老旧小区占比超过七成。项目上线初期,该DMA夜间最小流量为每小时18.6立方米,而同类型成熟DMA的夜间基线通常在每小时4至6立方米之间。平台结合用户用水模型测算后判断,该区域合法夜间用水量约为每小时4.2立方米,疑似漏损量达到每小时14.4立方米,漏损风险等级被标为红色。
DMA-07 处置流程
- 部署监测:内部署12个声学噪声记录仪,对主要干管和支管进行连续72小时监测。
- 定位漏点:数据显示在一条DN200灰口铸铁管附近存在稳定异常噪声,经相关仪定位,疑似漏点位于某道路交叉口东侧约1.6米处。
- 开挖修复:确认管道承插接口处存在暗漏,实测漏量约每小时28.5立方米。维修团队当天完成接口加固和局部换管。
- 效果验证:修复后,DMA-07夜间最小流量由每小时18.6立方米降至6.2立方米,降幅约66.7%。
经过连续14天监测,该区域漏损率由18.9%降至11.6%,月减少漏损水量约2.05万立方米。此后,平台又发现该DMA内一条DN150支管存在低速渗漏,漏量约每小时3.1立方米,经及时修复后,区域流量曲线趋于稳定。这个案例说明,分区计量并不是简单发现“哪里漏了”,而是通过持续数据比对,把漏损从模糊经验判断转化为可定位、可量化、可验证的工程问题。
最终效果:漏损率下降与运营效率同步提升
经过18个月建设与运行,滨江区DMA分区计量项目取得明显成效。全区管网漏损率由20.7%降至12.3%,下降8.4个百分点;产销差率由18.9%降至13.6%,下降5.3个百分点。按照年供水总量测算,项目实现年节约水量约512万立方米,相当于减少约4.2%的年供水量损失。若计入原水成本、制水电耗、药剂费用和人工抢修成本,综合经济效益约1536万元。对于供水企业而言,这不仅改善了财务指标,也缓解了高峰供水和应急调度压力。
运行效率方面的变化同样显著。项目实施前,暗漏平均发现时间约为72小时,部分漏点甚至持续数周才被发现;实施后,通过夜间最小流量预警和声学监测联动,暗漏平均发现时间缩短至6小时以内。主动发现漏点比例由32%提升至78%,被动抢修比例明显下降。爆管及渗漏相关工单平均处置时间由36小时缩短至5.5小时,用户水压投诉量同比下降41.3%。同时,由于压力监测点增加,管网压力合格率提升至99.1%,局部低压和高压波动问题得到更有效控制。
计量基础和数据治理也同步改善。项目完成后,分区计量数据完整率达到99.6%,流量数据有效率达到98.9%,智能水表抄表成功率达到99.2%。更重要的是,企业形成了月度水量平衡分析制度。每月对各DMA的供水量、售水量、未计量水量和漏损量进行复核,并将结果纳入运维考核。对于漏损率连续两个月超过控制目标的DMA,自动生成专项排查任务。这种机制使分区计量从一次性工程项目,转变为长期运行的管理工具。
结尾展望:分区计量进入长期运营与智能分析阶段
滨江区项目表明,DMA分区计量并不是单纯安装流量计,而是一项涉及管网普查、边界治理、计量选型、数据平台、漏点定位和维修闭环的系统工程。其核心价值在于,把过去分散、滞后、经验化的漏损管理,转变为连续、量化、可追溯的运营体系。对于行业而言,分区计量的推广不仅有助于降低管网漏损率,也为供水企业精细化考核、压力优化调度和资产更新决策提供了数据基础。
未来,随着智能传感、边缘计算和数字孪生技术的发展,DMA分区计量有望进一步向智能化演进。一方面,流量、压力、噪声、水质和用户用水数据将更加深度融合,漏损识别将从单一夜间最小流量分析,转向多参数联合诊断;另一方面,基于机器学习的漏损预测模型,可提前识别高风险管段,推动维护策略从“事后修复”转向“预防性维护”。可以预见,分区计量将成为城市供水管网高质量发展的重要基础设施,也将成为水务行业实现节水降碳和可持续运营的关键支撑。