北京市供水管网压力精细化管理实现节水降耗

崔君乐，赵顺萍，孙福强，周洪禄

(北京市自来水集团有限责任公司，北京100031)

北京市中心城区管网供水压力处于经济运行区域的占8%，超过经济运行区域的占92%，这为实施供水管网压力优化提供了足够的空间。为此，在充分考虑了地形标高、水厂分布及供水能力、管网布局及供水压力等基本因素后，提出了“大区控压，小区计量”的精细化管理总体思路，通过应用压力控制技术和独立计量区（DMA）技术，采取“分区调度、区域控压、小区计量”三项具体措施，初步缓解了市区东部、北部地区供水管网运行压力偏高的状况，同时减少了管网漏损，实现了节能降耗，每年节水量超过3 300万吨（占全年总供水量的3.7%），节电量超过940万度（占全年总耗电量的3.4%）。

1项目背景

北京市中心城区现有水源厂12座，调蓄水厂1座，年供水总量为9.2亿吨，供水用户320万户，供水服务面积为719平方公里，供水范围东至通州新城，西至石景山鲁谷，北到北清路、天通苑，南到亦庄开发区，供水管线总长近9 000 km，是国内最大的独立集中供水管网之一。

北京市城区位于山前地带，呈现西北高、东南低的自然分布，中心城区地面标高如图1所示，西北地面高程为60 m，东南高程不足30 m，高差近30 m。由于中心城区供水水源主要分布在北部，因此城区主要水厂大部分集中于市区北部。

受水厂供水规模、半径和地势等因素的影响，中心城区管网供水压力分布不均，经济运行的压力为21～25 m，大多数区域均高于此范围，最高供水压力达57 m左右，尤其是北部、东北部地区管网供水压力较高,中心城区管网压力分布如图2所示。较高的供水管网压力会导致用水量加大，管网渗漏水量增加，并容易发生管网破损事故，造成水资源的浪费。

2工作思路

当前，中心城区管网供水压力处于经济运行区域（21~25 m）的占8%，超过经济运行区域的占92%，这为集团实施供水管网压力优化提供了足够的空间。

为此，集团按照“确保供水需求，实现经济运行”的工作方针，在充分考虑了地形标高、水厂分布及供水能力、管网布局及供水压力等基本因素后，提出了“大区控压，小区计量”的精细化管理总体思路，通过应用压力控制技术和独立计量区（DMA）技术，采取“分区调度、区域控压、小区计量”三项具体措施，实现“均衡市区管网压力,降漏损、降能耗、增能力”的目的。

3主要做法及成效

3.1分区调度

分区调度是指结合水厂分布和自然地面高程，将现有中心城区供水管网划分相对独立的供水区域，根据各区域的特点分别实施供水调度，从而达到整个管网经济运行的目的。

2008年以来，自来水集团对位于西部的田村山净水厂、第三水厂、309水厂和位于东部的孙河水厂进行改扩建，提高供水能力为50万吨/天，为分区调度提供了能力保障。之后对公主坟以西地面标高为50~60 m的田村山净水厂供水范围,在西四环和公主坟地区配水干线上采取封闭措施，形成了相对独立的西南部田村山供水区域，并采取相对独立的供水调度，如图3北京中心城区分区调度现状示意图所示，在确保该地区正常供水压力的基础上，水厂出厂水压力从38 m降低到33 m，管网压力保持在21~30 m左右。同时对中心城区压力比较低的牛街地区进行管网改造，消除了牛街等市区管网低压区，在保证全市供水的基础上，对中心城区的供水管网实施了压力均衡控制措施：白天管网压力平均降低1.5 m，夜间降低2 m,实现了“一张大网、两个区域”供水调度，每年节水量超过2 600万吨，节电量超过730万度。

3.2区域控压

区域控压是指对供水量在(5~10)万吨/天或相对独立的地区，采取各项措施形成独立的供水区域，并实施压力调控。集团对于相对独立的望京、回龙观、亦庄地区进行了试点，如图4北京市区配水管网压力控制区分布图所示，在此基础上，对北苑和东部地区进行区域压力控制，取得了明显成效。

①望京控压区

望京地区日均用水量约为9.3万吨，集团在该区域采取了区域管网封闭技术措施，在区域供水管线进口处安装调流恒压装置，将供水压力由分区控压前的45 m下降到30～35 m之间，每年节水量超过430万吨，节电量为130万度。

②回龙观控压区

回龙观地区为相对独立的自然区域，日均用水量约为1.5万吨，通过加装压力调控装置，将供水压力从37 m降为34 m，每年节水量超过20万吨，节电量为6万度。

③亦庄控压区

大兴亦庄地区为相对独立的自然区域，日均用水量约为8.6万吨，通过调节管网现有阀门，将供水压力由调控前的31 m下降至27 m，每年节水量超过250万吨，节电量75万度。

3.3小区计量

小区计量是对5 000~10 000户终端居民用户，以独立计量区（DMA）技术为管理手段(见图5)。对供水管网进行封闭，形成独立的供水小区，在保证有效供水的基础上，以21~25 m的供水压力为控制节点,在小区进口加装控压阀和流量计，精准管控小区供水压力，实时监测小区的用水量、管网运行状态，形成小区入口水量、楼门水量和居民户内水量的三级精细化管理模式，既能及时发现并修复管网漏损，减少水资源的流失，又能提高查表质量，发现窃水等违章用水行为，实现小区供水压力和用水计量的精细化管理。

2012年，自来水集团建立了宝盛里、马连洼菊园、回龙观七区等7处DMA试点区域，期间共发现并修复区域管网破损141处，每年节水量超过60万吨，节电量为10万度，小区漏失水平明显下降。如2013年7月，工作人员发现回龙观七区夜间最小流量比正常水平增加约10倍，通过精确定位，确认并修复DN200管线破损1处，每年可减少水量流失约40万吨。

4工作展望

自来水集团将紧密围绕“在少水中增水，在无水中生水”的工作方针，积极推进中心城区供水管网压力优化工作进度，不断提高管网管理的精细化、科学化水平，提高首都供水安全保障度。

4.1形成管网“分区调度”的全覆盖

在现有两个大区分区调度的基础上，结合郭公庄水厂和第十水厂建设，继续推进中心城区供水管网分区调度工作，逐步形成完善的中部、东部、西北部、西南部及北部等五大分区调度区域，北京市中心城区分区调度规划如图6所示，实现供水压力经济合理调度运行。

4.2形成管网“区域控压”综合管理体系

积极总结和分析前期试点工作取得的成功经验，首先推进35 m以上的北五环与北六环间、东北四环与东北五环间等区域压力控制工作；其次逐步试点中心城区四环以内压力35~45 m之间的区域压力控制，形成管网区域压力控制的综合管理体系。

4.3形成“小区计量”的规模效益

在试点的基础上，集团对小区计量管理模式进行认真研究，最终将管网终端用户划分成600余个独立计量区域，计划利用5年时间，完成上述独立计量区域的建设推广工作，形成“小区计量”的规模效益。上述措施完成后，力争实现节水量为9 000万吨/年，节电量为3 000万度/年。

参考文献略

（本文发表于中国给水排水杂志2014年第20期：北京市供水管网压力精细化管理实现节水降耗）

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