一、合肥市供水管网现状与漏损挑战
合肥市作为安徽省省会和长三角城市群副中心城市,近年来城市规模持续扩张,常住人口突破1000万。城市供水管网总长度已超过8000公里,覆盖主城区及肥东、肥西、长丰、庐江等周边区域。合肥供水集团有限公司承担着全市自来水生产供应和管网运维任务,日供水能力达到290万立方米。
然而,随着管网规模的扩大和使用年限的增长,漏损控制面临严峻挑战。根据《城市供水管网漏损控制及评定标准》(CJJ92-2016)的要求,到2025年全国城市公共供水管网漏损率需控制在9%以内。合肥市2020年管网漏损率约为14.5%,虽然低于全国平均水平16%,但距离控制目标仍有差距。按日供水290万立方米计算,漏损率每降低1个百分点,每年可节水超过1000万立方米,经济效益和社会效益显著。
合肥供水管网面临的漏损挑战主要体现在三个方面:一是老城区管网超期服役,包河区、庐阳区部分路段DN200-DN800灰口铸铁管使用超过40年,接口老化、管体腐蚀严重;二是城市建设施工活动频繁,地铁建设、道路改造等工程对地下管线的干扰加剧了暗漏风险;三是传统人工巡检和被动式报修模式效率低下,难以及时发现和定位隐蔽漏点,尤其是背景漏损的识别与管控能力不足。
二、DMA分区计量技术原理与发展
DMA(District Metered Area,独立计量区域)是供水管网漏损控制的国际主流技术手段。其基本原理是将复杂的供水管网系统按照地理边界或水力边界划分为若干个相对独立的封闭区域,在每个区域的进水口安装高精度流量计,实时监测流入该区域的总水量,通过分析"进水量—计费水量—漏损水量"的平衡关系,快速识别和量化漏损水平。
DMA管理的核心技术环节包括:总体规划设计、阀门关闭确认、零压力测试、夜间最小流量(MNF)监测、漏损水平评估、漏点精确定位和修复效果验证。其中,夜间最小流量法是DMA漏损检测的核心方法。在凌晨2:00-4:00期间,居民用水量降至全天最低值,此时流入DMA区域的流量中,合法夜间用水占比很小,大部分即为漏损流量。通过对MNF的持续监测,可以建立每个DMA的基线漏损水平,实现异常漏损的自动预警。
国际上,DMA分区管理最早由英国水务系统在1980年代提出并大规模应用。日本东京水道局通过DMA管理将管网漏损率从15%降至3%左右,成为全球标杆。国内北京、上海、深圳、杭州等城市已在DMA建设方面积累了丰富经验。合肥市近年积极响应住建部《城镇供水管网分区计量管理工作指南》要求,全面推进DMA建设,探索适合自身特点的分区管理模式。
三、合肥市DMA分区建设总体方案
合肥供水集团按照"总体规划、分步实施、先易后难、逐步覆盖"的原则,制定了三个阶段的DMA建设计划。
第一阶段(2019-2021年):试点探索期。在蜀山区、政务区等管网条件较好的区域率先建成12个DMA示范区,安装远传流量计32台、压力监测点48个,搭建基础数据采集平台。试点区域的管网漏损率平均降低3.2个百分点,累计节水约180万立方米,验证了DMA技术在合肥的适用性。
第二阶段(2022-2024年):规模推广期。将DMA覆盖范围扩大至包河区、瑶海区、庐阳区的主要供水区域,新增DMA分区120个,安装流量监测设备260套,实现主城区50%供水管网纳入DMA管理。同步建设DMA数据分析平台,开发夜间最小流量自动分析、漏损水平评分、异常预警等功能模块。
第三阶段(2025-2028年):全面覆盖与智慧升级。计划将全市所有供水管网纳入DMA管理,分区总数达到500个以上。结合NB-IoT智能水表、噪声记录仪、压力传感器等物联网设备,构建"天—地—网"一体化漏损监测体系,实现从DMA级到户表级的精细化漏损管控。
四、DMA数据分析与漏损评估方法
合肥供水集团建立了科学的DMA漏损评估指标体系,主要包括:
1. 最小夜间流量(MNF):每日凌晨2:00-4:00连续30天取最低值作为基线,当MNF超过基线1.3倍时触发预警。正常居民区MNF控制标准为每户2-3升/小时。以合肥某DMA小区为例,该小区住户1200户,MNF基线值为3.2立方米/小时,当夜间监测流量超过4.2立方米/小时时自动报警,系统即启动漏点排查流程。
2. 漏损指数(ILI):不可避免年漏损量(UARL)与实际年漏损量(CARL)的比值。ILI=1代表理论最低漏损水平,ILI<2为优秀,ILI在2-4之间为良好,ILI>8为严重。合肥各DMA区域的ILI值分布在1.8-6.5之间,平均约3.5,仍有较大改善空间。
3. 漏损水量经济控制水平(ELL):根据当地水价和漏点修复成本,计算经济最优的漏损控制水平,指导修复决策的优先级排序。合肥当前综合水价约2.85元/立方米,对漏损速率超过1.0立方米/小时的漏点,经济分析显示应在14天内完成修复,否则漏损成本将超过修复成本。
五、典型案例:蜀山区永和家园DMA漏损治理
永和家园小区共有住宅楼25栋、住户2100户,供水管网采用DN200球墨铸铁主管与DN50-100PE分支管的组合布局。2023年3月,DMA监控平台监测到该区域夜间最小流量从正常值3.5立方米/小时骤升至8.2立方米/小时,漏损评估系统自动调高预警等级至"紧急"。
合肥供水集团检测团队迅速启动排查流程:首先采用音听法对小区内所有阀门井、消火栓进行初步筛查,确认泄漏区域大致位于8-12号楼附近;随后使用数字相关仪在DN200主管上布置2组传感器,根据声波信号传播时间差计算漏点距离,初步定位在距11号楼北侧阀门井38米处;最后使用气体示踪法注入氢氮混合气体(5%氢气+95%氮气),在地面使用氢气检测仪确认精确位置。
开挖后发现,DN200铸铁管接口胶圈老化断裂,漏水点直径约8mm,漏水量约1.5立方米/小时。团队采用快速抢修哈夫节进行修复,从预警到修复完成历时36小时,较传统被动维修模式(平均5-7天)大幅缩短。修复后该DMA夜间最小流量恢复至3.6立方米/小时,每月减少漏损水量约1080立方米,年节水效益约3.7万元,而整个修复费用仅6500元。
六、DMA建设的经济效益与社会效益
合肥市DMA分区计量体系建设总投资约5800万元,涵盖流量计购置安装、数据平台开发、阀门改造和通信网络建设。从经济回报来看,按照2023年全市DMA区域累计节水约860万立方米计算,直接经济效益约2451万元(按水价2.85元/立方米)。加上减少的管网抢修成本(约减少30%)和泵站能耗降低(管网压力优化后),综合年经济效益超过3000万元,投资回收期约2年。
从社会效益角度,DMA建设不仅减少了宝贵的水资源浪费,还降低了管网爆管风险,提升了供水安全保障水平。合肥市管网维修工单量从2020年的年均3200件下降至2023年的2100件,降幅达34%。市民用水满意度稳步提升,12345市民热线涉水投诉量下降42%。
展望未来,合肥市将继续深化DMA精细化管理,推动从"被动检漏"到"主动控漏"再到"智慧管漏"的转型升级,力争到2028年将管网漏损率控制在8%以下,为全国同类城市提供可复制、可推广的漏损控制"合肥经验"。