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【摘 要】本文通过居民用户远传水表数据监控系统实施居民24小时用水量测试。阐明了鞍山地区居民用水特征并根据测试结果提出并实践了居民小区漏失水量报警及量化城市漏失水量降低产销差的科学管理方法。
【关键词】鞍山；居民用水量；测试；应用
鞍山城市供水总量37万吨/日，供水人口168万，56万件用水户，居民用水量约占总用水量35%。2000年城区95%以上区域实现全日制供水，近年来随着城市生活水平的提高，居民、商业及工业用水量呈上升趋势，对供水市场影响较大。本课题主要着重于居民用水量测试，研究城市居民用水规律，在此基础上提出居民封闭小区漏失判别系数的研究及区域漏失水量分析并用于指导实践。
1 方案的确定：
2011年，鞍山城区有7万户居民使用远传水表，我们抽取1.5万户远传水表用户，在原有居民远传水表系统基础上改造数据监控系统实现数据无线传输和存储，对居民水表的量值进行分段24小时跟踪。实验由2011年1月-9月，经科学统计分析，给出居民生活用水量值和规律。
2 居民用水性质：
2.1 差异性：
2011年4月-9月，汇华园、万科、环山等高档小区月平均用水量为7.02±0.43m³/月•cap；太平、友好、繁荣、曙光、团结等普通用户月用水量为4.76±0.41m³/月•cap。因此，鞍山城市居民用水具有差异性，其主要影响因素有住房面积、居住人口、用水器具等，分类统计表见表1。
2.2 日用水特性：
2.2.1 4-9月，居民最小用水时段在每天0-4点，平均1.17±0.58L/h·cap 。
2.2.2 早高峰是一天中最大用水时段，基本在早6-7点，平均20.69±6.6L/h·cap。
2.2.3 中午高峰用水时段11-13点，用水量8.99±2.19L/h·cap，特殊情况下，鞍钢居民生活小区出现没有中午高峰现象。
2.2.4 晚高峰用水时段17-19时，用水量13.12±2.93L/h·cap。特殊情况下，鞍钢居民生活小区存在晚高峰大于早高峰现象。
2.2.5 时变化系数K1 =2.47±0.49、K2=9.01±4.7、K3=21.93±1.0。参数K的含义在时变化系数的应用中具体解释。
2.3 月用水量变化趋势：
由于项目从筹划到实施的准备时间较长，目前只有环山小区数据比较全面，因此这里以环山小区为例分析水量变化趋势。2011年1-9月，环山小区月平均用水量为6.5±0.49m³/月•cap；最大用水量为春节期间，即1月份，该月平均用水量为7.4m³/月•cap。之后逐月阶梯性下降至4月5.8 m³/月•cap，随后逐月增加至8月6.9 m³/月•cap；之后继续下降至9月6.7 m³/月•cap.从环比及与平均值相比看，月居民平均用水量最大变化值为±12%，平均变化率6.1%。
从数学相关度看，1-9月，立山地区供水量与环山小区居民用水量相关系数为0.40，总体不相关；但4-9月相关系数为0.87，呈高度相关；经分析存在冬季供暖水量影响。剔除冬季供暖水量，1-9月相关系数为0.88.因此证明：环山小区居民用水量与立山地区供水量高度相关。
3 居民用水时变化系数的应用：
居民用水时变化系数通常是某用水地区24小时居民用水曲线中，最大时段流量与平均时段流量的比值。根据研究需要，我们暂时命名K1。根据时变化系数定义，我们另K2为平均时段流量与最小流量的比值，K3为最大时段流量与最小时段流量。由于城市管网漏失水量计算来源于最小时段流量，我们设计实验研究K与漏失率的关系。
环山小区292户，DN200管线供水，经测量确认该区域管线无漏水。2011年6月，我们在小区内消火栓放水口安装DN20管线和水表并将数据上传至数据监控系统，管线出口设置在下水井口，通过调控水量实施漏失水量模拟实验。对实验数据分组分析求得漏失率与时变化系数K1、K2、K3之间的PEARSON系数表如下：
上表知：环山小区漏失率与时变化系数K1、K2 、K3均高度相关。由于K3相关度最高，通过计算推出漏失率与时变化系数K3的线性方程如下：
Y=-5.62X+73.10
Y—漏失率；
X—时变化系数K3。
经计算拟合系数R2=0.91，拟合效果良好。
公式应用条件：
3.1 根据24小时居民用水变化实验数据统计，K3基本稳定在13-33范围内，即：漏失率为0%时K3取值范围。
3.2 K3大于1，显然不存在最大时段流量小于或等于最小时段流量情况。
根据我国行业标准《城市供水漏损控制和评定标准》（CJJ-2002）规定，经公式计算确定居民用户封闭小区K3等于10做为小区管理漏失报警数值，漏失率为16.9%±1.55%。2011年8月-10月，将K3应用在铁东经营公司对炉经营管修所的18个居民封闭小区并报警，分清责任主体，实现查漏降水量和经营管理增收两条控制主线。该地区封闭小区产销差率由原来的38%降至18%，效果明显。
4 夜间最小时段流量的应用：
图2我们看到各个时段居民用水量差值较大，尤其早高峰。根据数据统计显示，早、中、晚3个高峰居民用水变化幅度分别是31.9%、24.4%、22.3%，变化幅度大，同时量值也较大。而每天凌晨0-4点用水量变化幅度虽然较大，但量值较小，基本集中在1.17L/h·cap。为计算城市管网漏失水量奠定基础。
鞍山深沟寺地区主要居住鞍钢职工，供水人口14万，供水面积5.6平方公里。日供水量2.3万吨，通过测试并采取夜间流量分层法计算2011年平均漏失水量为4.9万吨/日，产销差率35%。然后通过分区计量确定该地区22个自然封闭区域漏失水量及权重，2011年8月对各区域责任人下达漏失水量控制指标并主动查修漏失水量。截止2011年12月，该地区总体产销差率下降至28.9%，取得良好成果。
【关键词】鞍山；居民用水量；测试；应用
鞍山城市供水总量37万吨/日，供水人口168万，56万件用水户，居民用水量约占总用水量35%。2000年城区95%以上区域实现全日制供水，近年来随着城市生活水平的提高，居民、商业及工业用水量呈上升趋势，对供水市场影响较大。本课题主要着重于居民用水量测试，研究城市居民用水规律，在此基础上提出居民封闭小区漏失判别系数的研究及区域漏失水量分析并用于指导实践。
1 方案的确定：
2011年，鞍山城区有7万户居民使用远传水表，我们抽取1.5万户远传水表用户，在原有居民远传水表系统基础上改造数据监控系统实现数据无线传输和存储，对居民水表的量值进行分段24小时跟踪。实验由2011年1月-9月，经科学统计分析，给出居民生活用水量值和规律。
2 居民用水性质：
2.1 差异性：
2011年4月-9月，汇华园、万科、环山等高档小区月平均用水量为7.02±0.43m³/月•cap；太平、友好、繁荣、曙光、团结等普通用户月用水量为4.76±0.41m³/月•cap。因此，鞍山城市居民用水具有差异性，其主要影响因素有住房面积、居住人口、用水器具等，分类统计表见表1。
2.2 日用水特性：
2.2.1 4-9月，居民最小用水时段在每天0-4点，平均1.17±0.58L/h·cap 。
2.2.2 早高峰是一天中最大用水时段，基本在早6-7点，平均20.69±6.6L/h·cap。
2.2.3 中午高峰用水时段11-13点，用水量8.99±2.19L/h·cap，特殊情况下，鞍钢居民生活小区出现没有中午高峰现象。
2.2.4 晚高峰用水时段17-19时，用水量13.12±2.93L/h·cap。特殊情况下，鞍钢居民生活小区存在晚高峰大于早高峰现象。
2.2.5 时变化系数K1 =2.47±0.49、K2=9.01±4.7、K3=21.93±1.0。参数K的含义在时变化系数的应用中具体解释。
2.3 月用水量变化趋势：
由于项目从筹划到实施的准备时间较长，目前只有环山小区数据比较全面，因此这里以环山小区为例分析水量变化趋势。2011年1-9月，环山小区月平均用水量为6.5±0.49m³/月•cap；最大用水量为春节期间，即1月份，该月平均用水量为7.4m³/月•cap。之后逐月阶梯性下降至4月5.8 m³/月•cap，随后逐月增加至8月6.9 m³/月•cap；之后继续下降至9月6.7 m³/月•cap.从环比及与平均值相比看，月居民平均用水量最大变化值为±12%，平均变化率6.1%。
从数学相关度看，1-9月，立山地区供水量与环山小区居民用水量相关系数为0.40，总体不相关；但4-9月相关系数为0.87，呈高度相关；经分析存在冬季供暖水量影响。剔除冬季供暖水量，1-9月相关系数为0.88.因此证明：环山小区居民用水量与立山地区供水量高度相关。
3 居民用水时变化系数的应用：
居民用水时变化系数通常是某用水地区24小时居民用水曲线中，最大时段流量与平均时段流量的比值。根据研究需要，我们暂时命名K1。根据时变化系数定义，我们另K2为平均时段流量与最小流量的比值，K3为最大时段流量与最小时段流量。由于城市管网漏失水量计算来源于最小时段流量，我们设计实验研究K与漏失率的关系。
环山小区292户，DN200管线供水，经测量确认该区域管线无漏水。2011年6月，我们在小区内消火栓放水口安装DN20管线和水表并将数据上传至数据监控系统，管线出口设置在下水井口，通过调控水量实施漏失水量模拟实验。对实验数据分组分析求得漏失率与时变化系数K1、K2、K3之间的PEARSON系数表如下：
上表知：环山小区漏失率与时变化系数K1、K2 、K3均高度相关。由于K3相关度最高，通过计算推出漏失率与时变化系数K3的线性方程如下：
Y=-5.62X+73.10
Y—漏失率；
X—时变化系数K3。
经计算拟合系数R2=0.91，拟合效果良好。
公式应用条件：
3.1 根据24小时居民用水变化实验数据统计，K3基本稳定在13-33范围内，即：漏失率为0%时K3取值范围。
3.2 K3大于1，显然不存在最大时段流量小于或等于最小时段流量情况。
根据我国行业标准《城市供水漏损控制和评定标准》（CJJ-2002）规定，经公式计算确定居民用户封闭小区K3等于10做为小区管理漏失报警数值，漏失率为16.9%±1.55%。2011年8月-10月，将K3应用在铁东经营公司对炉经营管修所的18个居民封闭小区并报警，分清责任主体，实现查漏降水量和经营管理增收两条控制主线。该地区封闭小区产销差率由原来的38%降至18%，效果明显。
4 夜间最小时段流量的应用：
图2我们看到各个时段居民用水量差值较大，尤其早高峰。根据数据统计显示，早、中、晚3个高峰居民用水变化幅度分别是31.9%、24.4%、22.3%，变化幅度大，同时量值也较大。而每天凌晨0-4点用水量变化幅度虽然较大，但量值较小，基本集中在1.17L/h·cap。为计算城市管网漏失水量奠定基础。
鞍山深沟寺地区主要居住鞍钢职工，供水人口14万，供水面积5.6平方公里。日供水量2.3万吨，通过测试并采取夜间流量分层法计算2011年平均漏失水量为4.9万吨/日，产销差率35%。然后通过分区计量确定该地区22个自然封闭区域漏失水量及权重，2011年8月对各区域责任人下达漏失水量控制指标并主动查修漏失水量。截止2011年12月，该地区总体产销差率下降至28.9%，取得良好成果。