懷來自來水 李鵬

易聯(lián)云 張海俊 張永泉 蔡凡凡

來源：《環(huán)球表計》2019年3月刊

城鎮(zhèn)供水企業(yè)產(chǎn)銷差是衡量水司經(jīng)營管理水平最直接的綜合指標，它的高低不僅直接影響自來水企業(yè)的經(jīng)濟效益，而且對國家整體水資源利用與節(jié)約有重大影響。控制和降低產(chǎn)銷差是每一個自來水企業(yè)的首要工作任務(wù)之一。而自來水產(chǎn)銷差產(chǎn)生原因眾多，管理起來并非易事。如何加強產(chǎn)銷差的控制管理，使其處于合理水平，是每個自來水企業(yè)必須重視和關(guān)注的管理難點。

要管好產(chǎn)銷差和控制水損，要有清晰的產(chǎn)銷差管理思路制定產(chǎn)銷差管理及水損控制計劃計劃落實實施效果評估持續(xù)改進。水司產(chǎn)銷差管理思路大體一致，但整體管理水平并不樂觀，其中很關(guān)鍵的原因有：

● 企業(yè)對自身產(chǎn)銷差管理水平?jīng)]有科學(xué)統(tǒng)一的認知，大部分水司并不清楚自身的實際產(chǎn)銷差/產(chǎn)銷差率到底是多少，一方面原因是水司沒有科學(xué)的產(chǎn)銷差計算模型，另一個原因就是產(chǎn)銷差的計算大多都是手工進行，沒有系統(tǒng)支撐，數(shù)據(jù)準確性、時效性等都無法保障。水司企業(yè)連自身購銷差率的準確值都不知道，則后續(xù)的改進目標、改進后的數(shù)值評估等就無從談起了。

● 水司DMA分區(qū)計量落實不到位，沒有分而治之，導(dǎo)致雖然知道整個公司的產(chǎn)銷差，但在整個城市范圍排查無疑大海撈針，浪費資源不說，成效不顯著。

為此，本文結(jié)合多家水司產(chǎn)銷差管理經(jīng)驗，提出一套產(chǎn)銷差/產(chǎn)銷差率及漏損量/漏損率計算模型；并在某家水司的DMA分區(qū)計量實施過程中應(yīng)用，有效指導(dǎo)了水司的漏損控制工作，取得了良好的效果。

產(chǎn)銷差計算模型

產(chǎn)銷差率與漏損率的含義

根據(jù)國際水協(xié)的標準水量平衡計算表，水司的產(chǎn)銷差（也有稱之為輸差、供銷差、絕對輸差）是指水司的供水總量與售水量之差，產(chǎn)銷差與供水總量之比稱為產(chǎn)銷差率（輸差率、供銷差率、相對輸差）。這里需要強調(diào)的是，產(chǎn)銷差是以供水量、售水量為基數(shù)計算的，而不是以售水款的實際發(fā)生為基數(shù)計算的。

根據(jù)國際水協(xié)的標準水量平衡計算表，水司的漏損量是指系統(tǒng)供水總量與系統(tǒng)有效供水量之差，漏損量與系統(tǒng)供水總量之比成為漏損率。

國際水協(xié)的標準水量平衡計算表提供了產(chǎn)銷差及漏損計算的參考模型，但在實際執(zhí)行過程中仍需細化，而且也并非100%符合國情，因此本文定義的產(chǎn)銷差及漏損計算模型中進行了一定的修正。

產(chǎn)銷差管理普遍存在的問題

雖然產(chǎn)銷差管理對水司至關(guān)重要，而且管理思路大體雷同，但中國供水行業(yè)產(chǎn)銷差管理水平仍有待提高。其中很關(guān)鍵的原因就是水司對自身產(chǎn)銷差管理水平?jīng)]有科學(xué)統(tǒng)一的認知，也就是水司并不能準確的計算自身產(chǎn)銷差的實際值。

在計算產(chǎn)銷差/產(chǎn)銷差率時，普遍存在在兩方面問題：

● 各水司對于售水量計算方法不一致，計算方法不科學(xué)：比如A公司對IC卡民用戶用量的估算采用固定值，B公司對IC卡民用戶的用量估算采用當期售水量。

● 產(chǎn)銷差管理軟件系統(tǒng)缺失，人工計算，工作量大、容易出錯、準確度不高。

本文正是針對產(chǎn)銷差計算模型及售水量計算模型展開論述。

產(chǎn)銷差計算模型因子定義

t1：產(chǎn)銷差計算開始時間；

t2：產(chǎn)銷差計算結(jié)束時間；

t1→t2：產(chǎn)銷差計算時間段；

Q：各種水量；

Qssdv：t1→t2時間段的產(chǎn)銷差量（SSDV,Supply-Sale Difference Value）

λssdv：t1→t2時間段的產(chǎn)銷差率

Qloss：t1→t2時間段的漏損量

λloss：t1→t2時間段的漏損率

Qsiv：t1→t2時間段內(nèi)的系統(tǒng)供水總量（System Input Volume）

Qac：t1→t2時間段內(nèi)的許可（合法）用水量（Authorized Consumption）

Qacb：t1→t2時間段內(nèi)的許可計費用水量（Authorized Billed Consumption）

Qacbm：t1→t2時間段內(nèi)的許可計費計量用水量（Authorized Billed Metered Consumption）

Qacbu：t1→t2時間段內(nèi)的許可計費非計量用水量（Authorized Billed Unmetered Consumption）

Qacu：t1→t2時間段內(nèi)的許可非計費用水量（Authorized Unbilled Consumption）

Qacum：t1→t2時間段內(nèi)的許可非計費計量用水量（Authorized Unbilled Metered Consumption）

Qacuu：t1→t2時間段內(nèi)的許可非計費非計量用水量（Authorized Unbilled Unmetered Consumption）

Qla：t1→t2時間段內(nèi)的表觀漏損水量（Apparent Loss）

Qlauc：t1→t2時間段內(nèi)的非法用水量（Unauthorized Consumption）

Qlami：t1→t2時間段內(nèi)的表計量誤差（Metering Inaccuracies）

Qlp：t1→t2時間段內(nèi)的物理漏損水量（Physical Loss）或真實漏損量（Real Loss）

Qlpol：t1→t2時間段內(nèi)的明漏漏水量（Obvious Leakage）

Qlpsl：t1→t2時間段內(nèi)的暗漏漏水量（Secretly Leakage）

Qlpbl：t1→t2時間段內(nèi)的背景漏漏水量（Background Leakage）

Qrevenue：t1→t2時間段內(nèi)的收益水量，等于Qacb（許可計費用水量）。

Qnon-evenue：t1→t2時間段內(nèi)的無收益水量，等于Qsiv（總供水量減）去Qacb（許可計費用水量）

產(chǎn)銷差及漏損計算模型定義

我們推薦的產(chǎn)銷差計算模型如下：

Qssdv = Qsiv – Qacb

產(chǎn)銷差 = 系統(tǒng)供水總量 – 許可計費用水量

λssdv = Qssdv / Qsiv

產(chǎn)銷差率 = 產(chǎn)銷差 / 系統(tǒng)供水總量

其中：

Qacb = Qacbm + Qacbu  --- 許可計費用水量 = 許可計費計量用水量 + 許可計費非計量用水量

Qloss = Qsiv – Qac

漏損量 = 系統(tǒng)供水總量 – 許可用水量

λloss = Qlos / Qsiv

漏損率 = 漏損量 / 系統(tǒng)供水總量

其中：

Qac = Qacb + Qacu  --- 許可用水量 = 許可計費用水量 + 許可非計費用水量

Qacb = Qacbm + Qacbu  --- 許可計費用水量 = 許可計費計量用水量 + 許可計費非計量用水量

Qacu = Qacum + Qacuu  --- 許可非計費用水量 = 許可非計費計量用水量 + 許可非計費非計量用水量

由此可以看出，計算自來水產(chǎn)銷差/產(chǎn)銷差率及漏損量/漏損率和5個因子有關(guān)：Qsiv（系統(tǒng)供水總量）、Qacbm（許可計費計量用水量）、Qacbu（許可計費非計量用水量）、Qacum （許可非計費計量用水量）、Qacuu（許可非計費非計量用水量），接下來我們定一下這5個因子如何計算與獲得。

Qsiv：系統(tǒng)供水總量

Qsiv是t1到t2時間段內(nèi)所有水廠向管網(wǎng)輸送水量之和，可通過每個水廠向管網(wǎng)的計量設(shè)備手工或遠傳獲得。

Qacbm：許可計費計量用水量

該用水量根據(jù)用水性質(zhì)不同可進一步細分為工業(yè)用水量、商業(yè)用水量、民用用水量等，工業(yè)和商業(yè)用水量可通過手工抄表或遠傳獲取，居民戶用水量統(tǒng)計比較復(fù)雜：

● 抄見率底，無法保證每戶均抄到表：很多企業(yè)表型較多，有普表、卡表、物聯(lián)表，不同表型的抄表方式、抄表周期區(qū)別較大。當前，物聯(lián)表雖然已成確定趨勢，但存量IC卡表和普表還是占很大比例。很多企業(yè)IC卡表不主動抄表，普表雖說要抄表，但根據(jù)企業(yè)抄表工人力情況，有些企業(yè)2-3個月才抄一次，且不能保證所有用戶都抄見。

● 無法保證所有用戶同一時點抄表，造成用戶用量統(tǒng)計不在一個時段。比如，本期抄表，A的抄見量是從上月3日到本月5日，而B的抄見量可能是從上月15日到本月12日。從而造成居民戶用量匯總不精準。

因此，大部分情況下，居民戶的用水量都需要通過估算來獲取。估算方法主要有三種：

● 固定均值估算法：在某時間段內(nèi)，假定用戶平均用量為固定值（如每月10噸），則所有沒有抄見的用戶按這個固定值進行估算；

● 當期平均值估算：對民用戶，其抄表總量除以抄見戶數(shù)，算出一個當期用戶的平均用量，則所有沒有抄見的用戶按這個平均值進行估算； 

● 去年同期均值估算：使用去年同期用戶的平均用量對未抄見用戶進行估算。

Qacbu：許可計費非計量用水量

由于該值是非計量的，只能按照約定值計算，該值需要提前錄入系統(tǒng)中。

Qacum：許可非計費計量用水量

該值一般通過手工抄表或遠傳獲取。

Qacuu：許可非計費非計量用水量

由于該值是非計量的，只能按照約定值計算，該值需要提前錄入系統(tǒng)中。

產(chǎn)銷差的治理

自來水產(chǎn)銷差產(chǎn)生原因眾多，與自來水輸配、存儲、銷售相關(guān)，與自來水管網(wǎng)的建設(shè)、運行維護相關(guān)（管道材質(zhì)、施工質(zhì)量、管網(wǎng)運維程度等），與上下游表具計量相關(guān)，與企業(yè)運營管理（如抄表、自用水管理）相關(guān)。所以產(chǎn)差管理很復(fù)雜，是個系統(tǒng)工程，需要系統(tǒng)規(guī)劃、分步實施。

水司應(yīng)該如何開展此項工作？根據(jù)PDCA管理循環(huán)模型，產(chǎn)銷差管理工作思路如下：

● 水司首先要確切知曉當前企業(yè)自身的產(chǎn)銷差量值及產(chǎn)銷差率水平；

● 確定公司分區(qū)計量方案，確切知曉每個分區(qū)的產(chǎn)銷差量值及產(chǎn)銷差率水平；

● 根據(jù)每個分區(qū)情況進一步分析該分區(qū)產(chǎn)銷差水平偏高的因素（管網(wǎng)漏損原因、表具計量原因、抄表原因、人為因素還是其他），針對性制定漏損控制方案，降低購銷差率；

● 根據(jù)計劃實施落實漏損控制方案；

● 定期對每個分區(qū)進行購銷差率計算與評估，看購銷差率水平是否有改善；

● 根據(jù)評估結(jié)果，修正或完善計劃，持續(xù)改進。

DMA分區(qū)計量系統(tǒng)建設(shè)實施方案

本文分享了在某家自來水公司的DMA分區(qū)計量系統(tǒng)建設(shè)與實施方案，并把本文提出的產(chǎn)銷差及漏損建模方法用在了各級分區(qū)的產(chǎn)銷差/產(chǎn)銷差率及漏損量/漏損率的計算中，有效指導(dǎo)了水司的漏損控制，取得了良好的效果。

DMA分區(qū)實施方法論

圖1

DMA分區(qū)策略

對于基于DMA的管網(wǎng)漏損管理控制策略，可以歸納為以下幾大方面：長期規(guī)劃、合理分區(qū)、實時監(jiān)測、科學(xué)評估、精確定位、妥善處置。

長期規(guī)劃

在DMA區(qū)域的設(shè)備安裝實施完成后，必須對DMA進行良好的管理才能保證良好的漏損控制的效果，保證產(chǎn)銷差持續(xù)逐步降低，最終穩(wěn)定在允許的范圍內(nèi)。為了保證DMA管理的良好效果，在后期管理階段必須做好以下幾點：

● 設(shè)立系統(tǒng)分析工程師，把對DMA壓力流量數(shù)據(jù)的監(jiān)測、評估分析、水平衡分析，作為日常工作，發(fā)現(xiàn)異常及時通知相關(guān)部門進行處置；

● 嚴格按照DMA后運營管理流程，實施區(qū)域水損監(jiān)測與控制。并且按照實施DMA后的新的水損數(shù)據(jù)，調(diào)整產(chǎn)銷差控制目標值，以實現(xiàn)穩(wěn)定、持續(xù)不斷減低水損，提高經(jīng)濟效益的目的。這一步可以說是DMA 是否成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

● 設(shè)立專門的搶、維修，監(jiān)察部門，做到發(fā)現(xiàn)問題及時維修，保證維修質(zhì)量。減少漏水持續(xù)的時間。

● 對現(xiàn)有的管理模式和管理結(jié)構(gòu)進行適當?shù)恼{(diào)整和完善，各個供水區(qū)域管理所實現(xiàn)營、管、控集中管理，嚴格避免責任推諉現(xiàn)象；建立績效考核體系，制定合理的產(chǎn)銷差控制目標和獎懲機制，充分調(diào)動監(jiān)測和檢測人員的積極性。不斷持續(xù)提高供水收益。

合理分區(qū)

為有效降低產(chǎn)銷差，英國倫敦把管網(wǎng)分成十六塊，日本東京分五十塊進行分區(qū)計量管理。在現(xiàn)有的分區(qū)計量的各個分區(qū)內(nèi)部再次進行DMA分區(qū)管理，也就是在大的分區(qū)中劃出小的分區(qū)，進一步精細的劃出一個個更小的供水區(qū)域。這樣才能真正地從管理的角度將DMA分區(qū)進一步精細化，并具有實際操作性，才能真正做到主動監(jiān)測管網(wǎng)漏損，及時發(fā)現(xiàn)問題，有效控制產(chǎn)銷差。一般以三級DMA分區(qū)管理為宜。

圖2

●  一級DMA區(qū)域計量

一級DMA區(qū)域計量是以原有的城市供水自然經(jīng)營區(qū)域為基礎(chǔ)，以水廠出口和各經(jīng)營區(qū)域間轉(zhuǎn)供水為計量點加裝流量計，以各區(qū)域轉(zhuǎn)供水計量點進出平衡為原則核算各區(qū)域水量。但要注意DMA區(qū)域劃分和行政區(qū)域的劃分有本質(zhì)上的區(qū)別，雖然有時可能是在客觀上實現(xiàn)了區(qū)域一致性。

●  二級DMA區(qū)域計量

  進行二級DMA區(qū)域計量主要遵循以下原則：

  1）地理條件便利原則：考慮利用供水管網(wǎng)范圍內(nèi)的天然屏障或城市建設(shè)中形成的人為障礙，如河流、山脈、鐵路、主要道路作為分界線；

  2）適應(yīng)供水（量）格局原則：進行二級DMA計量區(qū)域劃分時，應(yīng)考慮到現(xiàn)有水廠、加壓站的供水加壓能力、管道現(xiàn)狀、區(qū)域內(nèi)用水類型等，同時應(yīng)盡量將區(qū)域的分界線劃分在供水主干管上；

  3）流量計便于安裝和數(shù)量最少原則：進行分區(qū)時，流量計數(shù)量越少則管理費用就越少，同時流量計本身誤差對分區(qū)計量的影響也越小；同時，優(yōu)先考慮

  將方便安裝流量計的地段作為區(qū)域分界線；

  4）有效關(guān)閉閥門原則：在不影響DMA區(qū)域供水的前提下，適當關(guān)閉DMA的邊界閥門，以減少流量計的數(shù)量。

● 三級DMA區(qū)域計量

三級供水區(qū)域計量是指在現(xiàn)有的二級DMA分區(qū)計量的各個分區(qū)內(nèi)部進行二次區(qū)域計量，也就是在大的分區(qū)中劃出小的分區(qū)，進一步精細的劃出一個個更小的供水區(qū)域。其目的是為了便于進一步查明各供水區(qū)域產(chǎn)銷差的差異性，從管理的角度來講是區(qū)域計量的進一步精細化。

三級DMA分區(qū)計量設(shè)計的原則是該區(qū)必須封閉計量，也就是說，用流量計可計量分析該區(qū)夜間最小流量。區(qū)域大小可按用戶數(shù)來分區(qū)，一般為2000-5000戶居民；也可按管網(wǎng)長度：20-30km來分區(qū)。該區(qū)一路進水可裝一臺流量計，二路進水可裝二臺流量計，三路進水可裝三臺流量計。

應(yīng)以各獨立裝表小區(qū)、泵站供水小區(qū)及支狀管網(wǎng)上的貿(mào)易結(jié)算水表為劃分依據(jù)，對于部分未有明確上述劃分條件的區(qū)域，則可根據(jù)其實際情況以及該處的管網(wǎng)狀況進行劃分。

實時監(jiān)測

DMA分區(qū)管理的關(guān)鍵原理是使用流量來判斷供水管網(wǎng)中一個特定區(qū)域的泄露水平。DMA監(jiān)測漏失是以DMA的最小夜間流量（MNF）為基礎(chǔ)的。

規(guī)劃好DMA分區(qū)后，應(yīng)逐步在DMA入口安裝流量儀，壓力計。24小時不間斷監(jiān)測入口流量和壓力，取得每日流量、每日最小流量曲線，通過長時間對流量和壓力的監(jiān)控，可以很好地掌握DMA分區(qū)用水狀況及用水習(xí)慣。當流量壓力數(shù)據(jù)出現(xiàn)突然的變化時，才能第一時間分析出變化原因并采取相關(guān)對策。

同時，大多數(shù)的表具都能設(shè)置參數(shù)報警模式，當入口流量壓力參數(shù)超出某一界限時，會發(fā)出報警信息，方便管理人員及時掌握參數(shù)變化。

設(shè)計標準

● 分區(qū)規(guī)模

對于新建住宅小區(qū)，原則上統(tǒng)一按DMA模式建設(shè)；原有住宅小區(qū)實施DMA劃分改造時，分區(qū)規(guī)模原則上控制在500-3500戶內(nèi)，管線長度控制在1.5-5公里。

● 進水口

原則上為單一進水口（條件允許時應(yīng)設(shè)置1個備用進水口，備用進水口應(yīng)增設(shè)必要的閥門和沖洗放水口），至多不超過兩個。原有住宅小區(qū)實施DMA劃分改造時，其余進水口應(yīng)進行撤除，撤除管段為原有進水支管至最近用戶支管之間的管線。

● 設(shè)備位置與井室

1)確定設(shè)備安裝位置前應(yīng)首先進行信號強度的測試，若信號強度小于-80dbm，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件調(diào)整設(shè)備安裝位置。

2)采用電磁測流原理的流量計量設(shè)備安裝位置附件無鐵磁性物體及具有強電磁場的設(shè)備（電機、變壓器等），采用超聲測流原理的流量計量設(shè)備安裝位置附近無強震動干擾。

3)流量計量設(shè)備的上游和下游應(yīng)安裝直徑（D）與其相同，長度分別為10D和5D的直管段，特殊情況下可采用長度分別為5D和3D的直管段。

4)井室為防水型磚砌矩形井室，井蓋采用加鎖型測流井井蓋。

5)流量計量設(shè)備、壓力調(diào)控設(shè)備、邊界閥門和沖洗放水口的井室內(nèi)壁應(yīng)安裝警示牌。

● 壓力監(jiān)測與控制

DMA區(qū)域進水口應(yīng)安裝壓力監(jiān)測設(shè)備，宜與流量計量設(shè)備集成。進水口平均壓力大于0.32MPa小于0.35MPa時，應(yīng)采取簡易壓力控制措施；大于0.35MPa時，應(yīng)增設(shè)壓力調(diào)控設(shè)備。壓力調(diào)控設(shè)備前后均應(yīng)安裝壓力監(jiān)測設(shè)備。

DMA分區(qū)計量系統(tǒng)效果圖

DMA分區(qū)繪制

系統(tǒng)提供靈活基于地圖的、可配置的、多級的DMA分區(qū)繪制工具。

圖3

DMA分區(qū)漏損率計算

根據(jù)本文的產(chǎn)銷差及漏損計算模型，計算出各分區(qū)每個時間段的分區(qū)，實現(xiàn)各分區(qū)漏損實時監(jiān)控，并可分析漏損率變化趨勢，以便制定后續(xù)措施。

圖4

可根據(jù)各分區(qū)漏損率進行排序，優(yōu)先治理漏損率大的分區(qū)。

圖5

夜間最小流量分析

可監(jiān)控各分區(qū)夜間最小流量，并觀察流量變化趨勢，以判斷是否出現(xiàn)新的漏點或漏點擴大。

圖6

結(jié)語

城鎮(zhèn)供水企業(yè)產(chǎn)銷差是衡量水司經(jīng)營管理水平最直接的綜合指標，，控制和降低產(chǎn)銷差是每一個自來水企業(yè)的首要工作任務(wù)之一。但縱觀整個行業(yè)，產(chǎn)銷差及漏損管理水平并不樂觀。

本文分析了水司產(chǎn)銷差及漏損管理存在的問題，結(jié)合多家水司產(chǎn)銷差管理經(jīng)驗，提出一套產(chǎn)銷差/產(chǎn)銷差率及漏損量/漏損率計算模型；并在某家水司的DMA分區(qū)計量實施過程中應(yīng)用，有效指導(dǎo)了水司的漏損控制工作，取得了良好的效果。