管網(wǎng)模型與管網(wǎng)漏失

管網(wǎng)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(nèi)容2023/2/21

水量漏失的基本概念2

通過建模梳理管網(wǎng)結(jié)構(gòu)3

優(yōu)化管網(wǎng)壓力抑制漏失4

分區(qū)計量監(jiān)控產(chǎn)銷差率1.1.國際水協(xié)對漏失水量的術(shù)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(quán)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(shù)語體系較全面地反映了供水系統(tǒng)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(xié)制定的標準水量平衡表2023/2/2系統(tǒng)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(shù)據(jù)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(shù)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(shù)語體系與國際水協(xié)的主要差別在于未將“管網(wǎng)漏水量”進行再分解,并將不屬于漏失的“計量誤差”和“未授權(quán)用水”均計入“管網(wǎng)漏水量”中。據(jù)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(shù)/公里干管）管網(wǎng)平均水壓（水頭，米）2040608010020346811214617040255075100125602244668811080214162821031002039597898

國際水協(xié)在20個國家的27個供水系統(tǒng)，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(shù)值與干管上接管密度和水壓有關(guān)。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(tǒng)漏損指數(shù)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(shù)ILI1.6.供水系統(tǒng)漏損指數(shù)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(xié)匯集27個國漏損指數(shù)統(tǒng)計圖2023/2/2一.水量漏失的基本概念

1.8.漏失率與產(chǎn)銷差率2023/2/2Q系統(tǒng)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(chǎn)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(shè)計問題材料問題施工問題使用問題運行問題外部環(huán)境管理因素二.通過建模梳理管網(wǎng)結(jié)構(gòu)2023/2/2供水管網(wǎng)的水力狀況不清供水區(qū)域問題供水路徑問題流速分布問題壓力分布問題管網(wǎng)布局不合理負荷不均

規(guī)劃缺乏依據(jù)改造不講科學(xué)造成負荷不均造成供水瓶頸管網(wǎng)的管理手段科學(xué)性不強

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

由于管網(wǎng)構(gòu)造的復(fù)雜性、改造設(shè)計的隨意性、管道埋設(shè)的隱蔽性、發(fā)展需要的被動性，造成管網(wǎng)的諸多問題。大量問題的存在加劇了管網(wǎng)的漏失現(xiàn)象！二.通過建模梳理管網(wǎng)結(jié)構(gòu)2023/2/2GIS資料不完整拓撲結(jié)構(gòu)有問題閥門開關(guān)不清楚管道堵塞不知道計量儀表不準確監(jiān)測系統(tǒng)不完善?計量不準2.2.建模過程就是發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)問題的過程

2023/2/2供水格局供水區(qū)域分析供水路徑分析壓力區(qū)域分析水力性能經(jīng)濟流速分析服務(wù)水壓分析管網(wǎng)水齡分析管網(wǎng)負荷分析管網(wǎng)能耗分析管網(wǎng)診斷供水瓶頸其他項目2.3.運用模型厘清管網(wǎng)的現(xiàn)狀

二.通過建模梳理管網(wǎng)結(jié)構(gòu)三.優(yōu)化管網(wǎng)壓力抑制漏失2023/2/23.1.管網(wǎng)壓力變化對漏失的影響

Qj

漏失流量(m3/s)λj

漏失系數(shù)Hj

第j個節(jié)點的自由水壓(m)三.優(yōu)化管網(wǎng)壓力抑制漏失2023/2/23.2.經(jīng)常性地開展管網(wǎng)壓力普查發(fā)現(xiàn)解決問題

1壓力普查是全面了解管網(wǎng)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(wǎng)的運行問題4只靠現(xiàn)有的、有限的調(diào)度監(jiān)測點是遠遠不夠的5可以依靠臨時布局測壓點分區(qū)進行監(jiān)測6壓力點的布局要能描繪管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與層次三.優(yōu)化管網(wǎng)壓力抑制漏失2023/2/2建立壓力控制區(qū)域加強觀察改造疏通管網(wǎng)均衡壓力低壓區(qū)局部加壓降低前端壓力高壓區(qū)用減壓閥降低壓力通過精細調(diào)度控制好壓力

3.3.通過建模優(yōu)化壓力管理抑制管網(wǎng)漏失

4.1.國外利用模型實施分區(qū)計量的成功經(jīng)驗

四.分區(qū)計量監(jiān)控產(chǎn)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(chǎn)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(yè)中心。該地區(qū)長期以來的經(jīng)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(tǒng)進行分區(qū)計量、修復(fù)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(chǎn)銷差很快恢復(fù)上升。

因此不得不尋求更好的解決方案，運用水力模型科學(xué)手段對管網(wǎng)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(qū)計量的成功經(jīng)驗

四.分區(qū)計量監(jiān)控產(chǎn)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(qū)域主干管模型及10個主要城區(qū)的精細模型，建立了600個控制區(qū)，實現(xiàn)了全區(qū)域主干管的實時監(jiān)測和模擬運行效果供水產(chǎn)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(xiàn)年均減少產(chǎn)銷差8.2%，預(yù)期投資回報周期僅為18個月展望雪蘭莪州預(yù)期在2015年實現(xiàn)全區(qū)域精細模型，建立1000個控制區(qū)，最終將產(chǎn)銷差減少至15%

推廣雪蘭莪州的成功經(jīng)驗已在馬來西亞產(chǎn)生巨大的影響。馬來西亞的11個州中已經(jīng)有7個采用了通過建模和分區(qū)的解決方案控制產(chǎn)銷差四.分區(qū)計量監(jiān)控產(chǎn)銷差率2023/2/24.2.管網(wǎng)模型實施分區(qū)供水的流程圖

小區(qū)域規(guī)模的確定小區(qū)域邊界的設(shè)定進水點的選擇區(qū)域間應(yīng)急管段的設(shè)置小區(qū)域的水力計算需要繼續(xù)優(yōu)化NY整理支管、完善設(shè)施結(jié)束管網(wǎng)微觀模型的建立明確管網(wǎng)分區(qū)目的階層系統(tǒng)的確定將河流等設(shè)為大區(qū)域邊界大區(qū)域規(guī)模和邊界的確定大區(qū)域間應(yīng)急管段設(shè)置大區(qū)域的水力計算是否一階層分區(qū)Y結(jié)束N需要繼續(xù)優(yōu)化NY四.分區(qū)計量監(jiān)控產(chǎn)銷差率2023/2/24.3.分區(qū)供水對管網(wǎng)建模的積極作用管網(wǎng)分區(qū)實現(xiàn)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