【儀表網 儀表科普】1982年Malcolm Farley 先生在英國水研究中心工作時(WRC)負責設計了兩套DMA原型。當時DMA這個概念不僅僅在英國供水界,甚至水行業都是次聽聞。DMA的套原型應用在了普利茅斯水司(現在已經是西南水司的一部分),在當時被稱為“分區計量系統”。第二套是為一家西倫敦小型水司設計的帶有遙測系統的DMA原型。
從設計到安裝這兩套原型系統所獲得的經驗,以及后期使用這些系統來指導漏水調查工作都為DMA管理提供了重要的指導架構。基于當時的可行技術和應用經驗,Malcolm Farley 先生在80年代中期撰寫了兩份DMA報告:部分:“DMA系統設計及安裝“,第二部分:“DMA系統運營”。這兩份報告為今后若干份DMA指導手冊和相關技術書籍提供了基礎。
現在英國水司都普遍采用了DMA方式。DMA的設計和管理理念在1994年的“管理漏水”這份報告得到了討論和評估,并在1999年UKWIR組織發布的“DMA實踐手冊”中得到了更新。同時,得益于IWA水損專家小組對DMA的大力推廣,這個方法迅速在世界各地的供水管網技術中得到了應用和學習。對于上大多數水損專家來說,設計NRW降低策略的步是要進行水審計(通過量化供水水量的每個部分來對后續行動進行優先化處理),之后在沒有分區的供水管網內進行分區,或將大型供水管網區域且分成若干個小分區或DMA。
自80年代初始,流量監測和數據采集技術得到了快速發展,這也使得DMA在技術應用一直保持著成功的態勢。在DMA開始投入使用時只有機械水表可用。這些水表耐用、可靠而且計量上十分準確,因此機械式水表一直被沿用至今。然而到后來電磁水表和超聲波水表的應用數量在DMA內逐漸上升。這些類型的水表的流量測量范圍和機械型水表相當,但是應用成本上更加低廉,加之這種流量計可以制成為非接觸式、可以被掩埋、帶有可選電源供電,現在超聲波流量計已成為新DMA系統受歡迎的選擇。其他在DMA得到運用的技術還包括:數據記錄儀以及數據采集 通信打包技術等。通過運用GPRS(移動通信系統)和GSM(通用分組無線服務技術)讓數據采集、分析和傳輸速度提升到一個新的高度,從而加快對可疑漏水區域的判定效率。
DMA出什么問題了?
那么,既然DMA在行業內這么受歡迎,為何我們還要需要其他替代方法呢? DMA將大型管網區域分級成更小的區域,從而更好了解管網的夜間流量,這套理論本身是沒有問題的。首先,將大型供水管網區域劃分成更小的區域是會產生成本的:地下管網普查成本、DMA方案設計及制定成本、流量、壓力安裝成本等等。這些成本將會是一筆不小的數字,尤其是對于小型區域(小于1000戶)來說。不僅如此,生成DMA需要“長期關閉一些關鍵閥門”,對于復雜地形和低管壓下的管網,在進行分區時定會影響一些用戶的用水。基于這種情況下分區內就需要增加更多的流量計來保持分區內的數據量——這又是一筆成本。同時,相鄰的兩個DMA之間在進行流量測量和分析時會存在比較大的誤差。
第二,DMA可能會引發運營上的問題。傳統上,在水司內漏水部和運營部之間會存在些矛盾。生成DMA后漏水部的主要任務是分析并了解疑似漏水區域,但運營部的主要任務是確保所有用戶能夠隨時使用到高質量、穩定的供水。在發生用水短缺的情況下運營部會打開關鍵閥門放水來滿足用戶的用水需求,這樣一來使得DMA的流量數據變得毫無意義。如果二個部門間缺乏溝通,那么就很可能出現關鍵閥門長期處于開放狀態,造成夜間流量數據的不真實,甚至出現假的漏水警報。
另一個問題就是具有封閉特性的DMA可能會造成水質問題以及用戶方面的抱怨,尤其是管網內出現死端的情況下。施行管網沖洗工作對于整體DMA運營又是一筆費用。
當以上問題都疊加在一起時,我們不難看出為什么一些水司認為DMA是多余的。
DMA的替代品 —— 噪聲記錄儀
噪聲記錄儀在近幾年管網測漏技術應用上逐漸開始占據一席之地。其原理是將一組記錄儀布設在目標調查區域內。記錄儀記錄下的管網噪聲數據可以通過現場下載或巡邏式(利用手持接收機,車輛經過每個記錄儀時數據會自動傳輸到接收機上)采集回主機進行分析。通過對管網原始噪聲數據與標準閾值的對比來判定區域內是否存在漏水。而后,噪聲記錄儀加入了相關分析技術,成為了多探頭相關式記錄儀。這種多點相關式探頭幫助英國大的泰晤士水司在漏失率上下降了22個百分點。盡管這種相關式設備的購買成本限制了它不能以“地毯式“布設方式覆蓋整個管網,但在定位漏點方面確實為水司節省了大量的人力和財力成本。
圖1 噪聲記錄儀(上圖)與多探頭相關儀(下圖)
更“開放”的管網環境
在DMA存在并應用于英國供水行業30年之后,現在英國水研究中心開始與一組英國水司聯合研究在開放式管網環境下,對于管網健康和安全方面的監測。對于開放管網監測的優勢在于:“流量更加穩定、壓力更加均衡、水質出現問題的風險得到了降低、用戶服務得到了提升、能源成本得到了削減以及管網整體性上的加強。”隨著歐洲水行業越來越多的將關注點放在用戶本身,加之流量壓力測量技術的進步,我們需要問自己一個問題:DMA是否還有必要?不過,英國水研究中心同樣建議在監測開放式管網需要同等甚至更先進的漏水探測設備和技術。在未來,漏水探測和監測儀器制造商們將會把注意力放在低成本管網長期監測領域。
(原標題:DMA的替代品?)