大规模供水管网分级分区计量应用研究

  市政供水管网的分区计量是目前zui有效的控制漏损方法之一，大规模供水管网由于供水面积庞大，供水历史长，管路错综复杂，因此分区计量工作涉及的金额庞大，而且安装完成后维护工作量大，一直不能顺利推广，同时，分区计量流量计的选型关系到整个项目的顺利实施，影响到投资金额、实施进度和日后维护管理，是整个分区计量工作中zui为重要的环节之一。　　
　南方某市自来水公司具有一百多年的供水历史，日均供水量超过４００万ｍ３／ｄ，ＤＮ７５以上供水管网总长接近６　０００ｋｍ，本文根据该市供水管网特性，提出三级分区计量的方法，并对流量计的选型进行了详细的对比分析。
１、分级分区方案的制定
１．１　制定原则
建立大规模供水管网分级分区计量结构，如图１所示。对于各层次的分区边界，既要考虑管理上的方便，又考虑管网本身的拓扑特性，尽可能避免太多的管网穿越，对所有穿越边界的管段都需要计量。在保障供水压力和供水安全的前提下，还需尽量避免形成死水区，保障水质。以各营业管理所管辖范围为基础，以河流、铁路、加压站等为分界线，以投资
少，方便实施为原则进行一级分区。在一级分区的基础上，对每个分区进行二级分片划分。片划分的主要原则是边界流量计安装尽可能少及需要重点监控区域（如偷水较严重、产销差比较高等区域）。
三级分区主要是针对终端用户，即大用户水表或流量计。对用水量较大、能安装远传的水表或流量计都安装远传监控，以无线通讯的方式传送，对用户用水情况进行实时监控。作为分区计量的三级分区目标，用户终端监控建成后，使监控的供水量达到总供水量的７０％以上，其中终端用户监控的水量达到５０％以上。

１．２　方案的确定
按以上原则和方法，将南方某市的分区计量分为东区、南区、北区、中区四个一级分区，需要安装４１台分区流量计。其中东区：以白云山、广州大道、珠江为界，即目前天河供水管理所所辖范围，划分为黄埔片、天河片等；南区：以珠江西航道、前航道为界，即目前海珠供水管理所及荔湾供水管理所芳村片所辖范围，划分为海珠片、芳村片等；中区：以西槎路、广花路、广园路、广州大道、珠江前航道、西航道等为界，即目前越秀供水管理所及荔湾供水管理所荔湾片所辖范围，划分为东山片、越秀片、荔湾片、同和片等；北区：以西槎路、广花路、广园路、白云山为界，即目前白云供水管理所所辖范围，划分为江村片、白云南部片等。在一级分区的基础上再对每个分区进行分片：一般主要的干管才会穿过河流，且管线比较稀疏，在这些管线上安装流量计，数量少，费用低，如金沙洲、大坦沙片区；根据实际需要，只需要把现有的供水量与售水量边界吻合，就可以了解和
掌握这些片区内供售水情况，如珠江新城和大学城片；充分利用阀门关闭的闭环区域，这样可以利用现有加压站和水厂的流量计，少加或者不加装就达到划片的目的，如区庄片、坭岗片、同和片、同大路片等；安装较少边界流量计就可划分的，如太和、新机场片等。
各分区、分片的供水范围如图２所示（图中仅列举了几个重要的分片）。

２、流量计的选用
 电磁流量计按电源供电方式分为市电型和电池型两种，市电型以国产为主，电池型以进口为主。超声波流量计技术发展较快，从以往的单声道和双声道发展到目前的多声道（如四声道、八声道等），四声道超声波流量计的测量精度等级已达到±０．５％，达到电磁流量计精度等级。本文将从经济、技术、实操性等几方面对市电型电磁流量计、电池型电磁流量计和四声道超声波流量计进行对比分析。
２．１　经济比较分析
以一级分区中用到的４１台流量计为例，三种流量计的费用估算如表１所示。其中，四声道插入式超声波流量计自带电池，无需外电，由于其适用范围为ＤＮ１００～１　６００，其价格与管径大小无关；四声道管道式超声波水表（自带电池）zui大口径为ＤＮ３００，其计量性能满足分区计量的要求，价格是电磁流量计的１／３，性价比高。

２．２　技术比较分析
电磁流量计和四声道插入式超声波流量计的技术对比见表２。鉴于管道流速基本大于０．２５ｍ／ｓ，小于１０ｍ／ｓ，管道流速对分区计量流量计选型影响不大。四声道插入式超声波流量计在技术参数上和电磁流量计差异不大。如果限于现场条件不能满足超声波直管段安装要求的位置，建议采用电磁流量计。

２．３　实操性分析
由于电磁流量计是管道式，安装时需停水并且割管安装，耗时时间长且工程量大，安装的施工费较高。如安装市电型电磁流量计，电源选点比较困难，且其运行易受电源稳定性的影响，一般是具备有稳定市电的才采用市电型电磁流量计。而且，电磁流量计日后校准比较困难。市电型电磁流量计的选用不但需要考虑供电电源的稳定性，还受到供电电缆埋设施工工程工作量较大的限制。电池型电磁流量计采购成本高昂，电池更换费用高，且使用与维护经验稍显不足。
早期采用的单声道超声波流量计，对湿度、洁净度等工作环境要求高，计量精度不高，会发生数据显示飘移的情况。近年来，超声波流量计技术发展迅速，生产厂家开始大面积推广四声道超声波流量计，其使用情况比较稳定，计量精度与运行稳定性有了大幅度提高，基本达到了电磁流量计参数要求。四声道插入式超声波流量计采用插入式安装，安装简
单方便，不受管材限制，不需停水安装，安装即可使用，耗时时间短且工程量小，安装施工费较低；自带电池，无需外电，电池可连续工作３～５年，电池更换成本低（约５００元／次），而且，插入式超声波流量计易于拆卸送出校准。
２．４　选型建议
综合以上分析，以一级分区计量为例，新安装的４１台分区计量流量计中，口径为ＤＮ３００的管道采用四声道管道式超声波水表计量，口径为ＤＮ４００及以上的管道采用四声道插入式超声波流量计。
 本文制定了南方某市自来水公司分级分区计量方案，并对分区流量计的投资与选型进行了详细的论述。分区计量工作是一个复杂的系统工程，不仅涉及到方案的制定，流量计的选型和安装，而且与分区计量的管理密不可分，为更科学合理实施分区计量工作，达到降低漏损水量，还需明确责任，对各分区进行考核，并按完成情况给予奖罚，逐步提高分区计量的管理水平。