供水管网模型(Water Distribution Network Model)是降低产销差(Non-Revenue Water, NRW)的核心技术工具之一。它通过计算机仿真管网的水力运行状态,将传统的"经验驱动"漏损管控转变为"数据驱动"的精准管理。其优势主要体现在以下几个方面:
1. 精准漏损定位与优先级排序
管网模型能够模拟真实管网中的压力、流量和流速分布,结合夜间最小流量(MNF)分析,快速识别压力异常区域和疑似漏损点。通过在模型中设置漏损节点(emitter),可以模拟不同压力下的漏水量,辅助检漏人员从"大海捞针"式的盲目巡检转向"按图索骥"的精准定位。实践表明,将DMA技术与动态水力模型结合,可将漏损定位时间从平均3天缩短至12小时。
2. DMA分区计量的科学设计与预评估
独立计量区域(DMA)是产销差管理的基础单元。管网模型可在分区实施前进行水力仿真预演,动态模拟不同边界方案下的水流方向、压力变化和供水安全性,避免"一刀切"分区导致的末端低压或水龄恶化。研究表明,通过模型优化阀门数量和安装位置,可以在保证服务压力的前提下实现有效降压,阀门数量与漏损量成反比,是经济有效的控漏手段。
3. 压力管理策略优化
漏损水量与供水压力呈指数关系(Qleak∝P1.18 ),模型可精确计算管网各节点的富余压力,辅助制定分区调度、区域控压和小区控压等多级压力管理方案。研究表明,每降低1%的供水压力,管网漏损可降低约1%。通过模型优化压力分区,不仅能降低背景渗漏和爆管频率,还能减少泵站能耗,实现"降漏"与"节能"双赢。
4. 漏损量化预测与干预措施效果评估
管网模型能够对"如果采取某项措施,产销差会降低多少"进行量化回答。例如,在模型中模拟老旧管道更换、减压阀安装、管网拓扑优化等场景,预测其对产销差率的贡献度。这种"先模拟、后施工"的数字化试错,大幅降低了管网改造的投资风险。某供水企业应用显示,通过模型指导下的技术协同,漏损率降幅较单一技术应用可提升25%-30%。

5. 监测设备优化布局与数据质量提升
产销差核算的精度依赖于流量计、压力传感器等监测设备的合理布点。管网模型通过水力计算确定关键节点和敏感区域,指导监测设备的最优安装位置,避免数据盲区。同时,DMA分区的边界流量数据和夜间流量数据又可用于反向校准模型参数,形成"模型指导监测、监测校准模型"的良性循环,提升数据可信度。
6. 实时预警与应急辅助决策
在线水力模型与SCADA系统、物联网感知设备联动,可实现对爆管、漏损等异常事件的实时预警和趋势预测。一旦发生管网事故,模型能够快速进行关阀分析、影响范围模拟和应急调度方案生成,最大限度减少水资源损失和次生影响。瀚蓝环境通过在线水力模型强化漏损治理,2024年产销差率降至6.84%。
7. 支撑水量平衡分析与长期规划
管网模型为IWA国际水协标准的水量平衡分析提供了技术底座。通过将模型计算的物理漏损与营业系统的商业漏损、免费水量进行耦合分析,企业可以精确识别产销差的构成比例,制定针对性的降漏策略。此外,模型还能为管网中长期 rehabilitation 和投资计划提供科学依据,形成漏损控制的长效机制。
实践成效参考
案例 | 措施 | 成效 |
绍兴市自来水公司 | GIS+SCADA+DMA+水力模型综合平台 | 漏损率从20%降至5%,连续9年保持低位运行 |
上海闸北示范区 | 电磁水表改造+DMA+漏控系统 | 产销差从50%降至30%,累计节水超500万吨 |
北京市自来水集团 | DMA分区+压力调控+GIS/水力模型 | 漏损率连续10年下降,降至9.85% |
吉林市 | 分区计量+流量计实时监测 | 产销差率从46.8%降至33% |
总结
供水管网模型在产销差管理中的核心价值在于:从"看不见、算不清、管不住"转向"可模拟、可量化、可预判"。它不仅是漏损定位的"导航仪"、DMA设计的"沙盘"、压力调控的"计算器",更是连接生产调度、管网运维和营销管理的"数字纽带"。随着在线水力模型与物联网、大数据和AI技术的深度融合,其在智慧水务产销差精细化管理中的作用将愈发凸显。
公司总部及营销中心:
地址:上海市浦东新区郭守敬路498号浦东软件园21号楼308室
电话:021-58581626 13681685588
邮箱:root@igctech.com
关注微信公众号