浅析供水企业管网水量计量的监测

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[摘要]随着城镇化规模的不断扩大，市场经济的不断深入，供水作为城镇建设发展的重要基础设施，为城市的生产、生活提供着必要的物质条件和基础保障。管网流量监测实施需要考虑流量计选择、流量监测点位确定和供水管网分区等问题。

[关键词]流量计；管网；流量监测

前言

长期以来，供水水质管理是一个系统工程，原水水质、净水工艺、输配水管网、二次供水设施都会对其产生影响。水量计量对于供水企业的运行管理、财务核算以及节约用水，具有重要的作用。根据供水走向，从给自来水厂通过管网最后到用户，可以建立计量监测网络，管网上布置流量计可以对管网的管段流量进行全面监测，了解管网运行状况，为管网的优化调度提供数据；帮助查找定位，查找爆管和漏水问题还可以实现DMA分区计量，加强漏损控制，降低产销差。从而优化对供水水质管理。

1.网管流量计的选择

在网管流量计选择时要注意：一般同一供水企业选用流量计的种类或形式不宜过多，应尽可能一致，以便于仪表的维修，要结合具体情况选择性价比高的流量计，具体可以从以下方面进行考虑：

1.1仪表性能方面：准确度、重复性、线性度、范围度、流量范围、信号输出特性、响应时间、压力损失等：

1.2流体特性方面：温度、压力、密度、粘度、化学腐蚀、磨蚀性、结垢、混相、相变、电导率、声速、导热系数、比热容，等熵指数：

1.3安装条件方面：管道布置方向，流动方向，检测件上下游侧直管段长度、管道口径，维修空间、电源、接地、辅助设备（过滤器、消气器）、安装等：

1.4环境条件方面：环境温度、湿度、电磁干扰、安全性、防爆、管道振动等：

1.5经济因素方面：仪表购置费、安装费、运行费、校验费、维修费、仪表使用寿命、备品备件等。

2.供水管网流量监测点的设置

通常情况下供水企业都已建立了自己的供水管网水力模型，以便进行管段流量的灵敏度分析、聚类分析等。根据供水管网水力模型，流量监测点的选址可以如下进行：首先根据管网水力模型和流量监测点优化布置理论初选流量监测点位置；其次根据管网分区原则对城市供水管网进行分区；然后根据区域计量分区（DMA）方案设计原则对分区方案和流量监测点初步方案进行整合、修改，得到流量监测点布置的最终方案。流量监测点一般遵循在供水干管上；较大口径的枝状管网上；供水分界线处；用户用水量变化比较敏感的管段处；大用户或国家重要部门和单位处；易爆管处等地点设置。

流量监测点优化布置方案

供水公司通过城市给水管网监测系统对给水管网进行优化和调节，正确合理的设置流量监测点位置能够最大程度地采集反映管网分布状态实时变化的信息。流量监测点优化布置方案主要是通过节点流量变化对管段流量的影响来计算影响系数矩阵，在影响系数矩阵的基础上实现优化布置。通常采用以下方法：

2.1灵敏度分析法

在影响系数矩阵的基础上，根据数理统计的原理计算各管段的灵敏度，将各管段的灵敏度由大到小排序，根据具体经济技术条件给定监测点的数目，按灵敏度值由大到下的选择管段，并在其上布置流量监测装置。

该方法的优点是计算简单、实用，其缺点是针对性不强。由于某一管段的灵敏度是该管段流量对管网中所有节点的流量变化的反映，就有可能出现这样一种情况：虽然某管段的灵敏度值较大，但仍然存在某个或某些节点的流量变化对其流量变化的影响几乎为零。

2.2有效监测矩阵法

有效监测矩阵法是在影响系数矩阵的基础上，依次计算标准化的影响系数矩阵、有效监测矩阵。有效监测矩阵中的1或0元素分别代表该管段是否能监测对应节点的流量变化。

该方法依次引人有效监测范围、最小全覆盖监测集和重合度的概念，在满足覆盖全部节点的条件下使监测集合的重合度最大。有效监测矩阵法克服了灵敏度分析法针对性不强的缺点，可以确定监测装置所能监测到的节点或区域。

2.3聚类分析法

该方法是以模糊聚类理论为基础发展出的流量监测点优化布置方法。以影响系数矩阵为初始矩阵，求出等价闭包矩阵，再用编网法或者最小支撑树法对等价闭包矩阵进行聚类分析，并得到聚类中心，进而按欧式距离求出到聚类中心距离最小的管段作为安装流量计的管段。

该方法的优点是：有一定的理论基础为依托，布置结果可靠、准确，并且该方法选择的流量监测点有较好的代表性。但是该方法理论性强，需要大量的计算分析，工作量大。

3.网管流量分区计量的主要原则

根据以往的经验，供水管网分区管理主要有三种模式：分区管理、压力分区和区域计量分区（DMA）。a、流量分区管理：分区管理就是最大限度利用城市中已有的明显边界线对管网进行区域划分。它还要考虑到每个自来水营业区域的划分，这样有利于后期的水量校对，及时发现管网的产销差。b、流量压力分区：由于供水管网中压力与漏损呈正相关关系，可以根据城市的地形和用户对水压的要求，将管网分为若干个压力区。压力分区后，可对管网中的高压区进行重点监测，通过对其局部控制，降低整个管网的平均水压，减少漏失水量以及爆管发生的几率。c、区域计量分区：区域计量分区是降低供水产销差的有效途径，是现代化供水管理的发展方向之一。对于城市供水管网发展较为完善的供水企业可以考虑区域计量分区。根据管网的供水走向，通过设置流量计以及关闭阀门将管网分为若干个相对独立的区域，从而实现对各个区域进出流量的监测，而这样的区域即简称为DMA。区域计量分区可以及时发现爆管或漏损等问题并加以定位，减少检测时间。

4.总结

随着改革开放的不断深入，社会主义市场经济的飞速发展，供水企业必将跟随改革的步伐不断在管理上进行优化创新，加大对供水管网水量计量的监测和对管网漏损事故的控制力度，使流量监测点布置充分发挥自己的功能，为人民生活，社会主义经济建设提供优质的水保障。