DMA分区管理

DMA分区管理是控制城市供水系统水量漏失的有效方法之一，其概念是在1980年初，由英国水工业协会在其水务联合大会上首次提出。在报告中，DMA被定义为供配水系统中一个被切割分离的独立区域，通常采取关闭阀门或安装流量计，形成虚拟或实际独立区域。通过对进入或流出这一区域的水量进行计量，并对流量分析来定量泄漏水平，从而利于检漏人员更准确的决定在何时何处检漏更为有利，并进行主动泄漏控制。
一、DMA分区管理定义及分类标准
作为供水管网管理系统的结构化运行的一部分，DMA的发展可使管网管理有计划地运作，这一有计划的方式不可避免地需要更好地了解和控制配水系统，减少消费者的投诉，并加强人力管理，总之，这种行之有效的做法有助于确保供水管理人员达成主要目标，即客户和供应商的收益最大化。
1.1 DMA分区管理定义

DMA（District Metering Area，即独立计量区域）是指通过截断管段或关闭管段上阀门的方法，将管网分为若干个相对独立的区域，并在每个区域的进水管和出水管上安装流量计，从而实现对各个区域入流量与出流量的监测。
漏损控制是进行DMA管理最主要的目的，以往供水企业都是被动检漏，发现问题后才去定位、维修，导致泄漏时间很长，总的水损增大，即使请检漏公司进行漏水普查，能在短时间内取得很好的效果，但是由于漏水复原现象的存在，并不能从根本上达到降漏损的目的。只有通过准确的夜间计量、实时的噪声监测、准确快速的漏水定位和维修、合理的压力管理才能最终达到控制漏损，逐步降低产销差的目的。
1.2 DMA分区分类标准

按照英国的经验，DMA的规模划分可以依据住户数量的多少被分为3种规模，即大型（用户数量在3000-5000之间）、中型（用户数量在1000-3000之间）、小型（用户数量小于1000）。
同时DMA按照管线类型又可以分为三个层次或类型，即输水管DMA（如图1中的DMA5）、配水管DMA（如图1中的DMA1、DMA2）、层叠式DMA（如图1中的DMA3、DMA4）（上层中DMA的水流入下一层DMA，从而呈现层叠的形式)。

图1  DMA分区及结构图例

二、DMA分区管理优缺点分析
2.1 DMA分区管理优点

实行DMA监测的结果是优化管理，并将目标放在最具成本效益的地方。它的主要特点（如需求、质量、成本）的明确定义，就可以密切监测配水系统。
同时实行DMA分区管理可以使供水企业各部门的责权清晰，并通过计量和测量的数据实行远程传输，做好对数据的采集与管理以及对小区的漏损状况进行分析评估，最终可以较为直观地反映该区域漏损情况，为管网管理提供科学依据。总之实现DMA区化、网格化管理可以大大降低产销差率，合理分配包括人力、物力在内的各种资源，使供水企业运营趋于科学化、合理化。
其优势具体可表现为以下几点：
（1）为区域内的供水管网改造和计量器具维护更新、供水规划等提供参考。
（2）积极主动的实施检漏管理，进而对漏点进行精确定位，便于快速修复，减少水量损失。
（3）有助于供水企业职能管理部门及时发现爆管、漏失等事故问题。
（4）有针对性的进行压力管理提升供水服务水平，同时通过控制一个或是一组DMA 的水压，使管网在最优的压力状态下运行。
（5）有针对性的进行资产的更新和维修，同时使更新维护利于程序化和计划性。
（6）利于有重点的对水质进行监测和维护。
2.2 DMA分区管理带来的缺陷

DMA计量管理区域建立的成本是较大的，它不仅需要流量计和数据记录仪，甚至为满足封闭性需要更换或改造阀门，所以需要对区域划分的方案进行详细论证，以便节省投资和合理分区。
实施DMA分区时创建的封闭系统可能使该区域内的水质遭受损害，同时，在引入DMA时末端死点的数目可能大大增加。因此需要安装冲洗点导致区域成本的上升。
阀门和仪表需定期检查，否则获得的信息有误导或无用，这也需要成本投入。
三、DMA分区管理的内涵
DMA分区管理即选择独立供水区域采用区域性计量管理，对降低小区内供水设施的漏损，实行长期持续的监控具有非常重要的意义。作为DMA的初始试验，应有针对性的选择比较独立的区域做DMA试点。在DMA分区管理完善、成熟后，通过现场试验及管网推广，将逐渐形成基于DMA的管网漏失监测、预警、控制工作新模式，未来的管网流量、压力管理也可在DMA管理基础上开展。
DMA管理的关键原理是在一个划定的区域，利用夜间最小流量分析来确定泄漏水平。DMA的建立能够主动确定区域的泄漏水平，并指导检漏人员优化检漏顺序，同时通过监测DMA的流量，可以识别是否有新的漏点存在，由于管网泄漏是动态的，如果在泄露之初就得到控制，泄漏可以大幅减少；如果没有持续的泄漏控制，泄露会随着时间的延续而增大。因此，DMA管理被视为在供水管网中减少和维持泄漏水平的有效方法。
夜间最小流量受季节性变化的影响很小，故通过夜间最小流量分析方法，可以将存在已报告的或未报告的泄露水量可以被识别出来。

图2  典型DMA夜间最小流量分析图谱

如果所有可检测到的泄漏点得到及时修复，则最低夜间流量只包括用户使用和背景泄漏（检测不到），如图3所示。

图3  典型DMA修复前后夜间最小流量图谱

DMA分区管理的关键原理是使用最小流量来判断供水管网中一个特定区域的泄漏水平，建立DMA可以判断出分区当前的泄漏水平，并随后确定检漏方案。通过监测DMA中的流量，识别出新发生爆管的可能性，可以将泄漏维持在一个最佳的水平。
四、实施DMA区域精细化管理流程
4.1 DMA分区

在进行DMA分区时，其边界的设定通常受到地面标高、地形（江河、铁路等）、道路的限制，另外，应尽可能考虑不发生死水、积滞水，使管道末梢部分形成环状，同时还应考虑把在末端部分能设置排水设备的地方当成管末端。
4.2 DMA区域的“零压力、零流量”测试

在DMA边界设计完成后，边界封闭的重要性不能低估，一个失效的阀门会影响到估算DMA泄漏的准确性，直接影响DMA试验成功与否。通常进行DMA分区时，把边界阀门安装在离自然水力学平衡点尽可能近的地方，重要原因是为了减少压力降，即减少通过阀门的流量。一旦阀门的有效性得到确认，就要把阀门关闭并监测每一个DMA中的压力以确保操作压力与设计压力一致，应付高峰或消防流量的能力可以通过打开消防栓来检查水力学状态；如果设计压力不能维持，那么DMA的细节需要仔细进行核查，现场常见的问题是存在未知的已关闭的或半关闭的阀门，如果检查没有发现上述问题，那就很可能存在设计错误，可以通过水力学模型可以在设计阶段辨别出和解决此类问题。
在进行DMA分区管理时，通常用“零压力”和“零流量”方法来验证所选区域是否是独立封闭，该方法是关断所有进入该区域的水源来观察已选点的压力和流量衰减情况。在做封闭试验时，应停止向DMA区域供水，核查压力降接近零。所有边界和区域阀门都应该进行听漏，看它们是否紧闭。如果发现有问题的阀门，要进行矫正，重复进行零压力测试。
4.3 “水力模型”验证区域划分的合理性

根据已划定的典型DMA区域进行资料收集，并建立DMA区域水力分析模型，利用该模型验证改造后的区域是否还满足管网所需的服务水头、是否因关闭阀门造成水质恶化等。为了发现分区后管网可能会出现的问题，管网分区规划，应借助管网建模软件，在管网分区改造实施前，通过水力模型计算，对分区后管网的运行状况进行预测与分析，从而预先采取相应的解决措施，避免不必要的损失。