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技术研究DMA分区计量

供水管网最小夜间流量监测方法改进研究

熵澜水务研究
2025年8月7日 08:00
预计阅读 9 分钟

摘要: 最小夜间流量(MNF)是评估独立计量分区(DMA)漏损水平的核心指标。针对传统“固定时间窗口法”难以剔除用户合法夜间用水、导致漏损评估虚高的问题,本文提出了一种基于动态滑动窗口的改进监测方法。通过精准剥离用户基础用水量,显著提高了管网背景漏损计算的准确性。

一、 问题的提出

在国际水协(IWA)推荐的漏损控制方法中,监测夜间最小流量(Minimum Night Flow, MNF)是最为有效和普遍的手段。 传统做法通常默认凌晨 02:00 至 04:00 为用水低谷期,直接将该时段的平均流量视为背景漏损。

然而,随着居民生活习惯的改变(如“夜猫子”群体增加、自动洗衣机预约夜间工作)以及部分工业用户的连续生产,固定时段内的流量往往包含了大量的“合法夜间用水”。 这直接导致计算出的漏损量偏大,误导检漏人员进行无效的排查工作。

二、 改进方法:动态滑动窗口与成分分离

为了解决上述问题,研究团队提出了一套改进的计算逻辑,主要包含两个核心步骤:

最小夜间流量 (MNF) 监测改进逻辑对比

传统方法
固定时间窗口
监测时段
02:00 - 04:00
主要缺陷

包含用户夜间如厕、淋浴等
合法用水,导致漏损虚高

改进方法
动态滑动窗口
1
全时段扫描

对0:00-6:00数据进行滑动平均

2
锁定真·极小值

识别流量曲线最低谷(如 03:15)

3
剔除合法用水

扣除预测的用户夜间基础用水量

精度提升
+15.4%
Q漏损=QMNF(动态)-Q合法用户

1. 动态寻找极小值时段

放弃固定的 2 小时窗口,改为对 0:00 至 06:00 全时段数据进行扫描。 采用15分钟滑动平均法,计算所有可能的 15 分钟窗口的平均流量,取其中的最小值作为该 DMA 当日的 $Q_{MNF}$。 实测发现,不同小区的极小值出现时间存在显著差异,有的在 02:30,有的则推迟到 04:15。

2. 剥离用户合法用水 ($Q_{user}$)

$Q_{MNF}$ 并非全部是漏水。我们引入了“用户夜间用水概率模型”。 对于居民用户,根据人口数量和人均夜间冲厕/洗漱概率估算 $Q_{dom}$; 对于大用户,通过智能水表的远传数据直接扣除其夜间用量 $Q_{large}$。
最终的背景漏损量 $Q_{leak}$ 计算公式修正为:$$Q_{leak} = Q_{MNF(dynamic)} - (Q_{dom} + Q_{large})$$

三、 案例验证

选取某老旧小区 DMA 进行验证。该区域共有用户 2400 户。
  • 传统方法: 测得 2:00-4:00 平均流量为 $12.5 m^3/h$,判定为严重漏损。
  • 改进方法: 经动态扫描,最低流量出现在 03:45,为 $10.8 m^3/h$。扣除估算的合法用水 $1.5 m^3/h$ 后,实际漏损仅为 $9.3 m^3/h$。
结果显示,改进后的评估误差降低了约 25%,避免了不必要的开挖探测。

四、 结论

精细化管理是漏损控制的必由之路。通过改进 MNF 监测方法,我们能够更从容地应对复杂多变的用水场景,让数据真正反映管网的“健康状况”,为漏损控制的投资决策提供科学依据。

关键词:
最小夜间流量DMA管理背景漏损数据分析
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