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区域网格化管理在降低供水管网漏损中的应用

2024-06-11 10:52:26 作者 : 熵澜水务研究 围观 :182次

摘要:  网格化管理模式作为重要的社会管理创新举措,在很多领域取得了良好的社会和经济效益。

 

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      网格化管理模式作为重要的社会管理创新举措,在很多领域取得了良好的社会和经济效益。而供水管网漏损对供水企业来说也是一个永恒不变的难题。现阶段将网格化管理模式应用于管网控漏中,基于现在较为成熟的DMA分区法,并结合夜间最小流量法,可以实现对单元网格动态漏损监控,主动发现漏点,有效降低漏损率。本文以某片区网格化控漏为例,探讨区域网格化在供水管网漏损管控中的应用。实践表明,网格化控漏提高控漏效率,并有效降低产销差率,为供水企业主动降低供水管网漏损率提供参考。

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引言

 

 

 
在城市供水中,净水厂将符合饮用标准的水配送至千家万户,需要通过供水管网进行运输。其实,供水管网离我们的生活非常近,它的正常运行能够对我们日常的生产生活形成有力保障。然而,在目前的城市供水系统中,管网漏损偏高,一方面给居民生产生活带来一些负面影响,另一方面也会给供水企业带来巨大的经济损失和运行压力。 
      据住建部公布的《中国城乡建设统计年鉴》(2021)显示,2021年全国城市和县城公共供水总量为742.16亿立方米,漏损水量为94.08亿立方米,综合漏损率为12.68%,造成了巨大的经济损失,而奥地利、德国、丹麦、荷兰等国漏损率均为 10% 以下,亚洲国家中的佼佼者新加坡和日本的漏损率分别为 5% 和 7%,与这些漏损控制比较好的发达国家和城市相比,仍存在较大差距。因此,面对越来越严峻的供水形势,降低供水管网漏损刻不容缓。
 

 

 

一、区域网格化控漏

 

 

 
1.1 传统控漏存在的不足 
      传统的供水管网漏损控制技术主要依靠声波技术进行听漏 ,该方法在过去很长的一段时间内都发挥了显著的成效,但从过程和方式来看,这种方法属于被动式的漏损控制方法,主动发现的漏点较少,也不容易发现未注册用水等水量损失。而且人工检漏也有着很大的局限性,受环境气候影响较大,例如遇到恶劣雨雪、大风天气,听漏工作将会受到过大的干扰而无法正常探测漏点;特殊管道难度大,例如有些管网的埋深较深,有些管网穿河流倒虹管等情况,都会给听漏工作的顺利进行带来阻碍 。 
      区域网格化控漏便将这种被动检测方式转化为主动监测、找漏,量化漏损水量空间分布,提高检漏控漏的效率,来提升供水能力。
1.2 网格化管理模式 
      区域网格化管理是借助信息化技术手段将管理对象按照一定的标准划分成若干单元网格,以网格单元管理为特征的一整套管理思路、手段、组织、流程的总称 。它有三个特征:①主动发现和解决问题;②管理数字化;③科学封闭。通过加强对网格单元的监控和巡查,建立主动发现、及时处理问题的一种模式 , 并将责任落实到人,对网格单元实施精细化“管家式”服务模式。目前,网格化管理模式已应用于诸多领域,如社区管理、供电、供气、市政等,实现了资源的有效利用,成效初步显现。 
      借鉴其他领域成功的网格化管理经验模式,供水企业自我改革创新,推行了供水网格化管理模式,给每个单元网格配备有一名业务全面的网格员,网格员的基本职能包括:①负责供水设施日常的巡查,主要巡查网格区内的管道、阀门井、泵房,判断是否可以正常运行,若发现异常,及时联系相关部门进行维修处理,并做好后续的跟踪服务;②在智慧供水平台上实时监控流量计数据和分析工作,发现水量异常,做好统筹协调和动态跟踪服务;③建立重要用户档案,每隔一定周期做好用户走访、回访工作,收集和处理用户反映的各类用水问题和需求,为用户提供用水咨询服务;④单元网格内有用户来申请用水报装,做好受理查勘、合同签订及验收各环节的供水服务协调工作。 
      自推行网格化管理以来,供水服务实现了由被动处理问题转变为主动发现问题并解决问题。在工程、管网、营销和客服服务四个方面均成效显著,用户满意度提高了,网格员的业务能力也得到锻炼,而对供水企业来说,有效降低了管网漏损率,为企业节约了不少运行成本。 
1.3 网格化控漏基于的主要技术方法 
       区域网格化首先需将管辖区域按照一定的原则人为地划分成各个小网格,网格分区划分主要考虑以下两个原则:第一、网格的大小要合理,可以结合水力模型分析网格内水量及水质的运行稳定性,并充分调研分区内用户数、供水设施数量、流量计的数量、阀门数量等是否满足要求,也可以借鉴国内外DMA 分区经验,将每个分区的用户数控制在1000~3000 户之间为最佳;第二、减少网格内管网改造,保证所选区域供水管网的完整性和自然边界,主要是以天然的地形(大型河流、湖泊等)为区域边界,同时参考主干道路管道走向以及业务管辖分区边界对供水管网进行划分,在实际划分过程中也要因地制宜,充分考虑辖区内的实际情况。 
      在网格化管理控漏中,分区计量方法是核心技术。按照前面提到的两个分区原则,将所辖区域供水系统分成若干个相对独立的小片区,然后在每个片区的进水管和出水管上安装流量计,实现对各个网格片区入流量和出流量的监控。流量计上的数据每间隔一定时间就会传输到运用信息技术建立的智慧供水系统中,网格员可以通过智慧供水系统实时调取某个网格片区的相关数据做统计和分析,根据供水管网压力和流量的变化,可及时判断是否发生漏水或爆管。
      夜间最小流量法(MNF)是评估某网格区实际漏损情况的有效方法。夜间最小流量包括合理夜间流量和管网漏失量两部分 ,为了减少合理夜间流量对我们数据分析的影响,尽可能选择合理夜间流量最小时间段进行监测分析,因为夜间居民的用水需求小,用水量非常少,封闭区域内入流量值越小,出流量和入流量的相对差值越大,漏失量在总流量中所占的相对比重就越大,就能直观地通过分区流量计传回的数据判断漏失情况。判断的依据主要是通过把监测到的数据和前几日同时间段的数据比较,如果出现大的偏差,则网格员可以推断出该网格片区可能出现异常,便于及时维护抢修,降低管网漏失量。
 

 

 

二、案例分析

 

 

 
2.1 网格化分区概况 
      某市片区供水面积约为20平方千米,居民用户 10900 户,企业用户238 户,辖区内DN300 以上管网长度约 80 公里,DN300 以下管网长度约60公里,日供水量 1.2 万吨左右,截止到今年 5 月的产销差率为 6.39%。据调查,该片区大面积的土地是由原来的海涂地填埋而成,目前片区内新建道路沉降普遍在60cm以上,供水管道时常发生爆管现象。除此之外,受流沙式土质的影响,发生爆管时,水通常会渗入地下,不会冒出地面,很难被发现。 
      为有效应对各类供水管网漏损,在综合考虑片区内人口分布疏密情况、用户用水量等因素下,目前已对该片区划分为 A1、A2、B1、B2、B2、C1、C2、C3、D,共 9 个网格化分区进行分区管理。
2.2 网格化控漏实例分析 
2.2.1 示范区概况 
     示范区所在的 A2 网格片区,网格面积约为2.5 平方千米,管网材质主要以 DN300 球墨管为主。网格内用户类型均为企业,经统计有企业约30 家,且大多是用水量较大的大用户企业。网格片区内只有 1 路进水,并设有 1 个流量监控表。

2.2.2 示范区控漏分析 
       示范区夜间最小流量监控数据如表 1所示。
表 1 5 月 6 日至 5 月 11 日夜间最小流量监控数据
 站点 日期 夜间最小流量(m³) 出现时间 KL值
A2网格片区 2024-5-6 36 01:00~02:00 0.55
2024-5-7 36 01:00~02:00 0.55
2024-5-8 40 04:00~05:00 0.37
2024-5-9 192 04:00~05:00 1.37
2024-5-10 33 03:00~04:00 0.65
2024-5-11 26 01:00~02:00 0.27
       网格员针对自己管辖的网格区,定期进行管网巡检,并做好每日的流量监控工作。某片区A2网格片区的网格员在监控流量时发现,9日夜间最小流量值异常的高,是前几天同时段流量值的将近 5 倍(见表 1),参考去年同期收集的数据,比较后发现这个值依旧偏高。网格员察觉到数据异常后,推断该网格片区管网存在一个较大的漏点,立刻组织人员去检漏。 
       通过分段关阀,观测流量表的转动速度,逐渐缩小漏点所在的管段及范围,随后请听漏人员在确定的管段及范围内听漏,定位漏点的精确位置,并联系修漏人员赶赴现场对漏点及时修复,A2 网格片区从发现漏点至漏点修复过程的瞬时流量变化如图 2 所示。从主动发现漏点至漏点修复总用时 6 个小时 , 快速反应、高效处理,最大限度地降低了供水企业的生产运营成本。 
       从流量监控到分析数据发现流量异常,再到组织人员检漏、听漏、修复,网格管理员承担网格综合管理职责,这种将漏损管理责任分解到个人,调动了每位网格管理员工作的积极性,实现高效率控漏。

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图 2 5 月 7 日~ 5 月 10 日 A2 网格片区瞬时流量图
      某片区自实施网格化控漏以来,通过对漏损的主动监控、动态追踪、极速处理、快速修复、减少漏量,实现用尽可能短的时间、尽可能少的人力和物力实现控漏,提高了控漏效率。此外,网格化控漏为供水企业降低了暗漏、未注册用水等不必要的水量漏损,大大降低供水产销差,提升了供水企业的收益率。
 

 

 

三、结语

 

 

 

      供水企业借鉴其他领域的网格化管理,在层级监督、区域联动的管理模式下,实现了对供水服务资源的优化配置。供水管线基础数据日趋完善、供水服务水平提高、漏损率和产销差率下降,其中在控制漏损方面的成效最为显著。今后,我们可以进一步推进网格化管理工作,不断提高网格员业务素质,为供水企业提供优质、高效的供水服务提供有利保障。
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