第一章 总则

1.分区计量的意义

分区计量从表层看就是把供水管网进行层级划分，助力于漏损控制，能帮助水务公司降低产销差率，帮助城市降低管网漏损率。其实，这只是分区计量具备的一个基本功能而已，深挖分区管理，对供水优化、科学调度、指标管理、顶层设计、精细化网格化等有着重要的意义，同时，在供水管网数字化以后，动态的数据模型配合GIS系统让供水管理“一张图”真正实现。

第二章 方案规划

1.分区方案选择

分区计量管理有两种基本实施路线：

（1）由最高一级分区到最低一级分区（或 DMA）逐级细化的实施路线，即自上而下的分区路线。

（2）由最低一级分区（或 DMA）到最高一级分区逐级外扩的实施路线，即自下而上的分区路线。

北控南阳水务集团有限公司采取了不同于上两种的实施路线：由最高一级分区实施，跳过二级分区，进入三级分区建设，随后进行二级分区建设，大体成型后转入DMA建设。

2.DMA在大分区中的设计

最低一级分区宜为独立计量区（DMA）

独立计量区一般以住宅小区、工业园区或自然村等区域为单元建立，用户数一般不超过5000户，进水口数量不宜超过2个，DMA 内的大用户和二次供水设施应装表计量。鼓励在二次供水设施加装水质监测设备。

3.PMA在大分区中的设计

PMA是指压力控制独立计量区

PMA一般设在接近水厂出口附近或由高位向低位供水的区域，选择标准基本与DMA相同，由于接近高压供水口，会导致区域压力过高，在进口计量设备附近安装压力控制阀，设定高峰期压力和夜间最小压力，有效的避免长期高压带来的管道损坏和水损。

第三章 建设实施

1.实施步骤

1.1.建设统一标准原则

分区建设阶段，应遵循井室统一设计标准，设备选型统一标准，安装方向统一标准。以南阳为例：建设之初经过考察，选用唐山汇中仪表作为主要供应商，统一了井室和设备标准，分区建设基本采用该品牌，便于前期施工，设备维护管理、数据整理、收集分析。同时为避免后期混乱，安装方向按照出厂水主要流向进行统一，在设定供水模型公式时，不易出错。

1.2.分区计量设施井室选点原则

井室设置按照1、顺应管网。2、远离十字路口。3、远离阀门，尤其是蝶阀。4、错开涵洞，桥梁。5、避开大型变压器，变电箱。

1.3.井室设计要求

1.3.1.超声波流量计井室采用直筒井室+预制井盘。井室直径根据（管径+水平安装距离）测算。

1.3.2.超声管段式水表和电磁管段式水表井室采用圆形收口井。

1.3.3.电磁插入式流量计采用直筒井室+预制井盘（井口正对安装位置，不应采用偏心）。

1.3.4.大型电磁管段式流量计采用预制现浇或直筒井室+预制井盘。

1.3.5.均采用重型球墨铸铁井盖。

1.3.6.井底可采用透水砖敷设，避免井室积水。

1.4.安装技巧

不同品牌型号流量设备

1.4.1.超声波流量计采用“Z”法安装，极少采用“V”法安装。

1.4.2.电磁插入式流量计采用管顶部安装。

1.4.3.管道采用Z法安装时，保留足够的安装距离。根据国内流量计品牌不同，开孔器应选用尽可能缩小安装距离的品牌。目前最小开孔安装距离为65CM。

1.4.4.水泥砼管可采取计划开挖，售后安装人员现场开孔或采用长方形井室，尽量留足水平管道的安装距离。

1.5.数据验证

验证分为安装前测试和闭环验证，安装后数据验证三部分：

1.5.1.安装前。采取便携式流量计进行瞬时流量和水流方向、流速测试，确定选址的正确。

1.5.2.闭环验证。在有条件的情况下，应进行静压实验，确定选址和区域划分的准确性，如不具备条件，可在安装后进行数据验证。

1.5.3.安装后。对分区区域的边界流量计进行数据计算，结合区域用户、划分范围、逻辑关系、拓扑结构等参数，也可通过关闭下线阀门调整水量，放开区域中心消防栓模拟漏水等措施来验证。

1.6.验收规范

计量设备井室和安装完工后，应组织进行验收：（1）井室质量，按设计要求。（2）设备安装是否规范。安装位置，信号质量，线路保护，天线信号等。（3）分区验收。分区数据传输率，正时率。

2.重点难点解析

2.1.分区难点一：电源问题

南阳水司对采集设备采取外挂电池包的方式解决：（1）沟通厂家同意对采集设备的改造，以保证售后维修。（2）采购80A/120A的电池包外挂在井内。（3）密封防水，防止短路或放电过快。经测试、120A的电池包可以支持每5分钟一次的发射频率耐用性可在5年左右。

2.2.分区难点二：分区边界设备安装位置

边界设备安装一定要遵循经济原则，不是越多越好，而是合理的选择边界位置，尽可能的采用更少的计量设备划分区域。

2.3.分区难点三：设备与阀门之间的矛盾

计量设备安装要求达到“前十后五”即：设备前端有十倍管径的直管段，后端有五倍管径的直管段。这是理想的安装环境，但是，如果想达到这一标准，几乎是不可能完成分区的。在条件有限的情况下，流量计安装可接近闸阀，但一定要远离蝶阀和管件。

远离蝶阀的主要原因是，蝶阀构造会导致水流紊流加剧，导致计量严重失准。

2.4.分区难点四：未知管线造成的闭环失败

一级分区一般是沿河道、铁路山地等管线简单清晰的位置划分，相对干扰较少。三级分区和DMA比较容易进行闭水零压实验。二级分区作为重点，多数是沿道路划分，地下管线比较复杂，可采取（1）远离十字路口，选取管道中间的位置，把路口，管道交叉口圈入二级分区中。（2）利用三级分区进行分支管道划分，主管道单列，最后进行二级分区划分。（3）如果数据误差较大，一般是产生负数，经多方勘验，无法确定未知管道的情况，可采取单独划分、合并计算，扩大拓扑范围的方式，先用起来，随后边查找边闭环。

2.5.分区难点五：厂家专利保护造成的通用性不佳

由于分区计量建设跨度长、采购厂家多的原因，造成分区过程中需要更换品牌型号计量设备。但大厂一般会因专利等因素设置门槛，造成安装、数据等方面的通用性不佳。解决方案（1）自建数据中台，统一协议标准，要求厂家配合。（2）基表和采集器分开招标采购，约束采集设备生产厂家，协助建立统一标准或中台。（3）建立保密制度，遵守各品牌方专利保护要求，进行数据第三方托管，仅限本公司调度查询使用。

2.6.分区难点六：RTU（采集设备）与管理平台数据库的数据对接问题

基表和RTU分开采购的优点是：（1）RTU通用性好（2）数据频次高（3）数据自由度较大。

弊端是：（1）流量计厂家的设备更新影响（2）一旦出现数据不正常，责任方不易判定（3）单采RTU成本较高。

无论是配套采购还是单采RTU，都会面临一个问题，如何把数据有效的同水司自建中台或数管平台对接。解决建议为：（1）多数的选择是通过数据库进行定时推送（2）直接建立标准协议，厂家配合执行（3）要求厂家把数据库建在水司，厂家负责各自系统维护，水司直接调用。

3.经验分享

南阳水司在分区建设中，由于数据和管理中已面临上述的问题，走了一些弯路，现把一些经验总结给大家以供参考：

3.1.电源：太阳能供电和市政供电，多数位置不具备条件，经过多次咨询和实验以后，决定采购南京迈拓产的60A小型电池包和大连莱利佰产的120A大电池包，有效的解决了采集设备供电问题。

3.2.边界设备的安装：规划中的安装位置和最后施工的位置不会完全一样，受限于多种因素，例如：道路、电缆、下水管道等占位。一部分采取明装在过河管道上，安装保护箱进行保护;一部分安装在阀门附近。安装在主管道阀门和分支管道阀门附近的计量设备经过大量数据对比发现，蝶阀造成计量数据大幅度减少，相对于闸阀后数据还是比较稳定的。随后南阳水司在新建改造工程时，统一使用新型闸阀，不再使用蝶阀，尽量减少对计量设备的影响。

3.3.闭环管理：二级分区划分时，由于地下管线无法全部精确掌握，会出现数据明显错误，造成不能真正分区闭环，南阳水司原本采取追查、巡线、闭阀等手段，试图找到原因，确实发现一部分未知管网做到闭环，但还有几个二级分区找不到原因，经过探讨后，决定采用原未闭环分区数据持续追踪整理，然后再做一个合并分区数据，相互参考印证。

3.4.RTU通用性和数据对接：南阳水司在分区建设之初，并未发现这两个问题对后期管理会产生很大影响，造成水司需要从三个流量计厂家平台、三个远传户表厂家平台，两个RTU设备厂家平台分别抄表和取用数据，对供水数据模型数据填写和后期智慧水务分区模块的建设造成困扰和重复的投资。随后，南阳水司投资建设了分区计量漏损控制平台，整合各厂家数据。

第四章 计量设备选型细则

1.分区计量设备分类

流量计类：一般指口径大于DN300的电磁插入式、超声波插入式、电磁管段式，超声波管段式。

水表类：一般指口径小于DN300的超声水表、电磁水表、机械远传水表，DN15-20的超声/电磁户表。

数据采集类：一种是厂家配套的RTU ，一种是单独生产的RTU。

压力类：计量设备集成的压力传感器和单独设置的压力传感器。

部分管网需要设置流速仪和水质监测仪。

2.分区计量设备选型要求

选型要因地制宜、长远考虑、便捷为主、售后优先。（1）根据当地环境和气候选型。如南阳水司选用超声波产品为主，主要原因是南阳夏季易发生雷暴天气，电磁流量计极易损坏。（2）要考虑产品长久耐用，更新换代产品要纵向更新，横向更新过快会造成原安装设备配件和维护困难。（3）安装要便捷。如南京某厂家设备安装开孔器长度过大，在城市主干道开挖的成本极高。（4）售后口碑好和服务及时的优先。

3.压力监测点的设备选型和设置技巧

在管网中设置压力传感器，要遵循以下几点：（1）水厂出厂口（2）主管网交叉口前方（3）主分支管网中段（4）区域枝装管网入口（5）DMA小区入口。

4.主管网计量设备选型

城市供水主管网一般为DN300以上大型管道，多位于城市主要道路附近，尤其是老城区，基本都在快车道下方，导致井室开挖难，开挖量小，无法停水、道路主管部门协调困难等，因此，主管网在选择分区计量设备时，尽量选择安装便捷，开孔距离小的设备。选型建议（按照安装难易程度排序）：（1）超声波插入式双声路四探头流量计（2）电磁插入式流量计（3）管段式电磁流量计（4）外夹式超声波流量计（该产品基本淘汰，但在一些极其特殊的环境下可以使用）。

5.计量小区户表选型

分表到户的DMA小区内户表选择应分为预算充足和预算不足的情况，预算充足建议选择超声波/电磁户表，NB-lot传输;预算紧张的情况下选择机械远传户表和无线LORA传输。

6.分区计量设备故障现象与一般排除方法

流量计类常见故障：

流量设备一般分为超声、电磁水表和流量计两种，以DN300口径为界。

流量计和采集远传设备的共同特点：为达到IP68防水要求，流量计和采集远传设备均采用灌胶密封，机芯内部无法更换配件，一旦出现问题，必须把机芯整体更换。

可修复的故障：（1）电池供电设备的电池（2）设备机芯（主板），其中包括存储器故障、485通讯模块故障等（3）分体转换器（4）电源供电的电源板（5）IP68分体壳和密封胶（6）电源供电的专用电缆。

不可修复需要整机重置的故障：（1）超声波探头和电磁电极点（2）压力传感器。

修复价值大于重置，不符合经济原则的故障：（1）采集远传设备出现的机芯故障、远传模块故障（2）口径小于DN100的超声、电磁水表。

第五章 运维管理

1.计量设备运维

计量设备的运行维护设专业小组进行日常和定期管理，根据工作强度至少配备3名人员，同时要求设备厂家进行定期和不定期的售后。

运行管理主要内容：（1）数据整理（2）数据模型制作（3）数据分析（重要）（4）工单下发（5）信息上传。

维保管理主要内容：（1）设备现场（2）一般故障排除（3）设备防腐（4）安全隐患排除（5）电源维护（6）信号测试（7）新装设备验收（8）应急故障处理。

2.计量平台运维

分区计量管理平台运维根据各地不同情况分别进行本地化管理。

分为客服模块、巡线模块、抢修模块、水厂运行状况、数据预警模块、调度模块的综合中央调度中心管理。

分区计量漏损控制系统运维管理：主要是针对分区计量的数据平台进行运维。主要进行：（1）数据上报正时率（2）数据上报准确率（3）设备台账（4）分区数据预警（5）工单分派（6）闭环追踪（7）降差方向指引。

3.用户数据运维

3.1.数据分类：大客户、一般用户、核表用户。

3.2.管理权限分类

上级：总经理、主管经理。

同级：供水、营业、检漏、客服、调度、降差。

第六章 应用指引

1.指导应用

1.1指导管网改造

通过一级分区和二级分区计量差值，分析主管网漏损情况，结合管网铺设年代、材质，制定主管网改造计划。

通过二级分区和三级分区计量差值，分析支线管网漏损情况，制定供水支线管网改造计划。

通过三级分区供售水量差值分析，确定高漏耗区域，定制改造方案。

1.2.动态管控

通过实时水量、水压变化浮动，快速确定区域供水是否异常，现场排查，确保将漏损控制在萌芽状态，减少漏损。

通过夜间小流量分析，确定庭院管网运行状态。

1.3.成效分析

分区计量将各项工作细化分解，通过各项资料汇总，可以分析整体管网运行状况、分析漏控效益。

第七章 组织保障

1.组织保障：成立专项领导小组，整合公司资源，定责定员，推进实施。

2.制度保障：制定分区方案及建设规划，成立分区计量专项管理部门，制定管理办法和考核方案，确保分区计量工作持续推进和常态化管理。

3.培训保障：加强技术人员的培训管理，定期参加相关专业培训，并组织对下级操作人员的技能培训，确保计量管理质量提升。

第八章 智能数据系统平台的分析及应用

1.分区数据分析中的技巧

1.1.熟悉每一台流量计运行参数。如：流量、流向、计量范围。

1.2.熟悉分区边界设备之间的逻辑关系。

1.3.熟悉水厂出水口之后供水覆盖区。

1.4.及时通过调整阀门来验证流量变化。

1.5.由大数据分析向点数据逐步深入。

1.6.通过系统边界值设定，实现实时预警，确定位置，引导检漏修漏工作。

2.大数据状态下的分区精细化管理

在形成二级分区后，推进网格化、精细化管理，实行网格长负责制，建立多部门配合网格长进行双向考核。

三级分区和DMA建立后，实行片格长管理制，独立或联合进行管理。

制定考核制度，采用产销差目标作为依据，重奖轻罚，鼓励管理创新。

3.分区数据预警功能的重点开发应用

分区大量数据在专业管理员面前是可以有效进行分析，但如何为基层人员使用才是最终目的，所以，分区建成后，一定要重点开发预警功能。

在建设分区控漏管理系统时，要和系统开发方着重强调预警功能的开发，并作为重点应用项目，关联大数据和工单功能，实现分级、分类、精准预警，工单派发。

4.分区数据在经营管理中的作用

分区数据涵盖供水量、售水量、远传水表、水压等多项供水企业关键指标，是经营管理中不可或缺的重要数据，可以指导经营目标的确定。

4.1作为目标考核的依据

分区数据细化到分区，责任到人，职责明确，是目标考核的基础依据。

4.2指导管网改造计划编制

分区数据的一项重要职能就是找出管网薄弱点，指导改造计划编制。

4.3估算经济效益分析的依据。

通过分区数据分析，估算漏损控制效益，分析投资收益比率。

4.4查摆薄弱环节，指导发展规划

通过分区各项数据的分析，找出对企业发展影响较大的因素，查摆制约企业发展的因素排名，从而制定企业长期发展规划。

第九章 发展思路

分区与智慧水务、水力模型的拓展关系

水力模型的建设基础就是分区计量数据，分区中的流量、流向、压力、流速等关键参数是水力模型的运行根本。

建设静态水力模型，可采取第八章第一条的方式进行，实时更新，定时发布。

建设动态水力模型，需要配合水厂SCADA监控系统，简单说就是展示出从源头至末梢的全周期运行状态。

参考文献：

[1]《城镇供水管网分区计量管理工作指南——供水管网漏损管控体系构建》