深圳市水務（集團）有限公司    易春來 陳元仕 江嬋  王偉川 梁育文

 

一、無收益水量控制的意義

系統供水量與用戶計量水量之間的差值即為無收益水量（NRW）。這部分水量的主要來源由供水設施管、泵、閥等產生的真實漏損，以及用戶表計產生的計量誤差或非法盜水未計量的表觀漏損組成。因此，對于供水企業來講，加強無收益水量的控制有著重要的意義。

從經濟效益的角度看，無收益水量的增加的意味著供水收入減少與供水運營成本的增加。從環境責任的角度看，大量的水資源沒有被高效利用，會增加水資源和電能的嚴重消耗。從社會責任的角度看，由于水資源的浪費，使供水企業的社會形象會受到損害。很明顯，只有通過有效途徑減少無收益水量，才能對供水行業帶來經濟、環境和社會等方面的多重收益。 

近年來，中國越來越多的供水企業開始更加關注對無收益水量的控制。究其原因，實際上是我國供水行業將管理方向由供水保障問題轉變為供水運營效率問題。我國在改革開放以后，伴隨經濟高速發展，外來人口大量涌入城市，城市基礎建設得到發展迅猛。對城市供水企業來講，收獲了人口紅利帶來的水量增長，但當城市發展到一定規模以后，水量再無上漲空間。隨著管網老化、表計失準和缺乏有效的運營管理手段等問題的日益突出，導致無收益水量逐年增加，當新增水量速度大幅慢于無收益水量增長的速度時，供水產銷差問題暴露。供水企業迫于經營壓力，為保障成本收益，一方面通過提升水價來解決問題，另一方面只能通過解決無收益水量來達到目的。

本文中的案例研究，正是結合上述原因開展一系列無收益水量控制，主要內容包括蓮塘產銷差原因分析及解決方法、蓮塘水量平衡表的計算、計量分區分設計及管理方法和對未來供水運營管理的一些想法。

 

二、蓮塘產銷差情況

深圳市蓮塘供水服務有限公司成立于1989年，2010年公司正是并入深圳市水務（集團）有限公司。蓮塘公司供水服務面積約為15平方公里，為近30萬人提供工商業、市政、綠化、消防及居民生活等用水保障。

公司建有一座水廠，設計供水能力為170萬m³/月，實際供水約90萬m³/月。水廠采用重力流的供水方式，通過環狀管網進行輸配，將水供至蓮塘公司服務轄區。蓮塘總供水管網長度約為161公里，其中市政及供水管網長度22公里，其他輸配水管網長度139公里。水表資產總數為18588塊，銷售水量約為82萬m³/月。在銷售水量中，工商業用戶用水量約占30%，居民用水量約占70%。

2013年至2014年，蓮塘公司的平均供水量約為91萬m³/月，產銷差平均水量約為14萬m³/月，總體產銷差率為14.9%。其中2013年產銷差率為13.1 %，2014年產銷差率16.9%。

具體數據詳見下圖：（注：蓮塘公司抄表周期大表：每月，居民戶：單雙月，如按每月進行產銷差率統計，會出現高低起伏的情況。因此，下圖統計周期為雙月，而本文中的相應數據從其換算而來。）

 

圖1 蓮塘水司2013-2014年供售水量及產銷差率統計表

由上圖可知，蓮塘公司2013年-2014年的產銷差幾乎呈持續上升趨勢，其中2013年7-8月產銷差率最低，為8.8%，2014年11-12月產銷差率最高，為19.6%。說明蓮塘公司的產銷差在一年半時間內發生惡化，爆漲了約120%。即使在2014年3-4月間進行強化管控，取得了一定效果，但仍無法阻止產銷差持續上升的狀況。可以確定，蓮塘公司在產銷差管理上出現了失控的局面，如不采取有效的管控措施，產銷差情況將進一步惡化。

 

三、產銷差突變原因分析

3.1管理中存在的問題

蓮塘公司具有供水區域小、供水量小和管線長度適中等特點，在產銷差管理上，一直沿用傳統管理模式。即將蓮塘整體視為一個對照片區，采用水廠供水量與銷售水量數據進行總分表對照管理。其2013與2014年供售水量及產銷差水量對比見下圖。

 

圖2蓮塘公司2013與2014年供售水量及產銷差水量對比

由上圖可知，在2013與2014年銷售水量幾乎不變的情況下，其2014年的供水總量比2013年多出約49萬m³，即2014年產銷差水量上升水量。初步判斷，蓮塘公司的產銷差變化是由新增的漏損水量造成的。

從賬面數據上看，雖然蓮塘公司已經知道產銷差水量上升的來源，但是，其采用的產銷差管理方法僅能獲取產銷差上升的表面現象，不能通過數據的內在聯系對產銷差水量的發生時間、地點、水量和屬性進行有效判斷，間接提升了產銷差管理的難度。因此，在這種情況下，固執地采用強化探漏和管網改造這類傳統管理手段，只是在產銷差被動管理局面下的軟弱回擊，取得的成效也僅是治標不治本，無法從根本上徹底扭轉蓮塘公司在產銷差管理上的困境。

從客觀地角度分析，蓮塘公司自成立以來，伴隨深圳經濟特區強有力的“野蠻生長”，在漏損水量較小的情況下，銷售水量一直處于上升期，從而間接地減少了漏損水量在產銷差中的真實比例，掩蓋了產銷差上升的真相。近年來蓮塘發展放緩，銷售水量逐年平穩，隨著管網管材趨于老化、表計超期服役等原因，導致漏損水量持續增長，突顯了漏損水量在產銷差中的真實比例，同時也逐漸暴露出蓮塘公司沿用傳統管理方法的弊端。

3.2解決之道

鑒于蓮塘公司的管理狀況，只有系統性疏理問題才能找到管理方向。上世紀90年代，國際水協提出了“無收益水量管理”的概念，推薦了水平衡表這一評價工具，水平衡表可以系統性地將合法用水量和漏損水量進行分解，使漏控管理工作更加明確，更有利于量化、分析、比較漏損控制的水平。

此外，引入計量分區管理方法，先通過“計量”對供水系統內水量實施量化， 掌握供水系統中物理漏損與表觀漏損的分配，明確漏損屬性。再通過“分區”的方式將供水系統劃分為若干個水力獨立的子系統，單獨計算各分區的漏損量，就能有效定位漏損嚴重的問題區域。

通過上述兩種漏損管理工具，結合互聯網信息化平臺建設，進行日常監測，就能夠將傳統被動的漏損管理轉化為積極主動的漏損管理模式，實現長效防御性管理。 因此，蓮塘公司以長效可持續產銷差管理為目標，制訂了以計量分區管理模式為主的工作策略。

 

四、產銷差管理實施過程

通常產銷差管理圍繞三個階段進行：即評估、控制和鞏固。首先，根據水量平衡表的評估結果，制訂合理的產銷差管理策略。其次，經過漏損分離明確漏損屬性，實現對產銷差水量的量化控制。最后，通過建立計量分區，逐步鎖定、解決漏損問題，并達到鞏固管控成果的目的。

4.1建立蓮塘水量平衡表

建立水量平衡表是為了能夠直觀的得出物理漏損與表觀漏損在產銷差中的比重，從而制訂蓮塘公司產銷差管理策略。在實際操作中，很難對物理漏損進行測量。因此，需先進行表觀漏損的評測，以便推算出物理漏損量。為了完成水量平衡表，該階段共進行兩項工作，即出廠水流量計的校準與水表計量效率評估。

4.1.1出廠水流量計校準

出廠水流量計校準的目的是為了確保供水量數據的準確性，供水量的準確與否直接影響蓮塘公司漏損水量規模的大小，間接產銷差管理策略的制訂方向。所以，出廠水流量計的校準工作是產銷差管理體系中必不可少的環節。蓮塘公司現有一塊DN700電磁流量計，若拆卸流量計校準將導致大面積長時間停水并且操作復雜，遂決定采用清水池容積法對出廠水流量計進行校準。測試時間為2014年7月，校準結果見下表：

表1 出廠水流量計計量誤差表

由上表可知，出廠水流量計的計量誤差為6.9%。隨后測試其重復性，當k=2時，標準差6.0%，置信區間（-5%，19%）。說明出廠水流量計已失準、且無調整可能（重復性差），得出結論將該出廠水流量計進行更換，新出廠水流量計校準結果見下表：

表2 新出廠水流量計計量誤差表

（注：校準期間發現水廠自用水約10m3，已在清水池下降體積中進行修正）

由上表可知，更換新出廠水流量計的計量誤差為2.7%。隨后測試其重復性，當k=2時，標準差1.5%，置信區間（0.3%，5.7%）。說明新出廠水流量計計量準確度高，可進行數據修正。

小結：舊流量計計量誤差+6.9%，新流量計的計量誤差為+2.7%。其中，舊流量計使用已超過20年，本次校準的結果表明其已失準。意外的是，新流量計的結果也與廠家出廠誤差不符。原因分析是水廠實際工況（流態、壓力等）可能偏離出廠誤差標定工況。

4.1.2水表計量效率評估

2014年8月~11月期間，抽取85只(DN15~DN150口徑)更換MSP型號水表并結合誤差校準結果和用水消費模式評測水表計量效率，見下表：

表3 分表計量效率評測

口徑	DN15	DN20	DN25	DN40	DN50	DN80	DN100	DN150
計量效率	100.7%	99.7%	99.8%	99.7%	97.9%	92.6%	98.8%	100%
小口徑計量效率：100.1%				中大口徑計量效率：98.3%
綜合計量效率	99.1%
占總水量比重	15.7%	15.9%	5.1%	3.5%	7.1%	7.7%	19.7%	19.2%
改進重要性級別	C	B	C	C	A-	A+	A	B+

由上表可知， 水表綜合計量效率為：99.1%，反映出蓮塘水司水表管理良好。除DN80水表外，其他口徑水表未出現計量不足的情況，較好地保障了供水收入。按水表口徑劃分可知，DN15-25小口徑水表計量效率接近100%，說明小口徑水表總體計量狀況正常，基本能夠保證水量回收。DN40-150中大口徑水表總體計量效率為98.3%，說明中大口徑水表出現計量偏負的情況，其中DN80和DN50水表有潛在提升空間。

4.1.3表觀漏損、物理漏損分離和量化

通過對蓮塘公司出廠水流量計和在用分表的計量效率評測結果，根據2014年的水量數據，對蓮塘公司的表觀漏損和物理漏損進行分離、量化，見下表：

表4 蓮塘公司2014年漏損量化情況（m3/年）

表觀漏損和物理漏損分離、量化結果表明：

表觀漏損≈84481m³/年、表觀漏損率≈0.8%；

物理漏損≈1514380 m³/年、物理漏損(m³/h)≈172.9m³/h、物理漏損率≈13.9%；

小結：通過對表觀漏損和物理漏損的分離、量化，發現導致蓮塘公司漏損率不斷上升的原因主要是因為物理漏損，明確了產銷差管理工作方向。因此，蓮塘公司下一階段的行動策略應以解決物理漏損而展開工作。

4.2物理漏損實施策略

解決物理漏損采取的措施包括四個方面：壓力管理、積極的漏損控制、管網改造和提升管網修復速度和質量。對蓮塘公司而言，能夠最快速實現降低物理漏損的措施就是采用壓力管理。為檢驗壓力管理的可行性，特為蓮塘設計了一套壓力測試方案。

4.2.1壓力測試

    2014年8-9月，參照蓮塘公司的地勢，選取8個具有代表性的壓力測量點進行時間間隔為2min的密集測試。各壓力點測試記錄見下圖：

圖3 蓮塘壓力點測試記錄

由上圖可知，在測試周期內，包括長嶺村在內的三個壓力點低于0.15Mpa，出現了供水壓力不足的現象。通過壓力測試數據與壓力點現場實測標高數據，繪制出蓮塘片區等高線示意如圖下：

圖4 蓮塘等高線示意圖

由上圖可知，蓮塘地勢由東北方向西南方逐漸降低，根據壓力點測量結果得出雍翠豪園與長嶺村附近供水壓力較小，無降壓空間。西嶺村附近區域供水壓力過高，有降壓空間。后通過繪制等壓線得出，當蓮塘公司在供水高峰時（22：00），出現3個供水不利區域，不具備降壓條件。當蓮塘公司在供水低峰時（5：00），供水壓力下調0.1-0.15Mpa時，僅影響3個小片區正常用水。但為達到降低壓力25%的目標，須建設3處加壓泵房以保障用戶正常用水。

通過測算可知，在用水低峰時（0：00-6：00），采用夜間降壓的方法下調25%的供水壓力，對應減少的漏損水量約為12萬m³/年，相當于減少約14 m³/h的漏損，顯然新建加壓泵房的資金投入與漏損降低的收益不匹配。所以，蓮塘公司采用壓力管理降低產銷差一定不是最優方案，對于物理漏損的管理策略還是要從主動漏損控制方面尋求突破。

4.2.2主動漏損控制方案設計

壓力管理方案遭否決后，蓮塘公司決定從主動漏損控制方面展開產銷差管理工作，即按計量分區的管理模式整體規劃設計，徹底改變傳統被動的產銷差管理治標不治本的情況。

采用計量分區管理是從根本上解決產銷差問題，其優勢明顯，能夠快速有效地發現、定量和定位漏損，且可持續鞏固產銷差管理成果，形成積極主動的漏損管理模式。但是這種方法實施周期過長，包括管網與水表資產的核查、分區規劃設計、計量點表計合理選型和計量點表組施工等一系列步驟，最后才通過總分表對照了解分區漏損情況。總的來說，采用這種方案前期準備工作復雜、實施周期長、資金投入大，但后期管控效果好，可持續受益。

在計量分區未建立前，能夠解決蓮塘公司產銷差上升的唯一方法就是采用強化探漏。這種方法見效快，可在短期內改變產銷差持續上升的勢態，但僅是治標的作用，無法解決產銷差管理上的本質問題。為此，在計量分區建設過渡期，蓮塘公司采用監測水廠夜間最小流量法，設定探漏控制線，當水廠夜間最小流量抬升時，迅速引入探漏隊伍查找漏損，以保證產銷差情況不出現進一步惡化。

由于蓮塘公司產銷差的持續攀升，如強硬地采用計量分區管理，短期內將無法獲得管理成效，會導致管理層失去耐心，難以推進后續工作。為解決這個問題，最終決定先采取強化探漏手段進行過渡，后期運用計量分區進行鞏固的行動方案。

4.2.3計量分區建立與管理

為測底解決管網漏損問題，采用積極的漏損控制策略。2014年底，蓮塘公司按照計量分區的要求，對其管網系統全面進行疏理，采取對主干管網上的分支輸配水管進行標識編號的方法，完成蓮塘整體的計量分區設計。通過上述方法，蓮塘公司最終將整體劃分為61個計量分區，從而實現對蓮塘全水量覆蓋計量管理。并根據各計量分區的情況歸納成兩類開展產銷差管理:

（1）抄分表到戶的小區，共有34小區加裝總表后按DMA模式管理。通過DMA小區總表監測，先利用分離方程評估小區潛在漏量，再安排人員每周進行總分表對照，當分區產銷差變大以后，判定為發生漏損，立即通知探漏人員介入漏損定點、修復管網。

（2）抄總表計費的小區（大用戶水表或高層小區總表），有27個分區的總表按照大表巡查的模式管理每周核查。當水表用水量發生異常時，立即派維修人員現場檢查水表。

按照上述管理方法，蓮塘公司產銷差管理由被動的方式向積極主動的模式切換。具體優勢體現在以下方面：首先，建成計量分區以后，漏損的搜尋范圍大幅度減小，由原先全片區“盲探”查漏轉變為定區域定點清查。其次，DMA小區抄表間隔縮短，由原先單雙月抄讀模式，轉變為通過DMA總表每周抄讀管理，相當于提前一個抄表周期就可發現漏損。最后，通過各分區總表水量核查，可評估主干管網的漏損水量。實現了蓮塘全方位計量管理，變相簡化了蓮塘公司產銷差管理問題。

小結：計量分區的管理思路，改變了蓮塘傳統管理方法。整體布局積極主動，一方面簡化產銷差管理上的處理難度，一方面大幅提升工作效率，降低了產銷差的管理難度。

 

五、產銷差管理成效

    2014年12月-2015年4月，隨著各計量分區總表改造工程結束，蓮塘公司正式采用計量分區的管理模式，并在產銷差管理上取得顯著成效，下圖為2013-2015年產銷差對比表：

圖5 蓮塘2013-2015年產銷差及產銷差率統計

由上圖可知，蓮塘公司產銷差從2015年5月起開始持續下降，且三個抄表周期產銷差率保持在11%以下。截至2015年10月，蓮塘產銷差率從最高19.6%下降至8.7%，回歸至2013年最低水平，產銷差水量也由之前最高的20萬m³/月減少到8萬m³/月。除此以外，新建的34個DMA分區的綜合產銷差率也從18.5%下降至6.1%，減少漏損水量5萬m³/月。

從供售水量及產銷差對比來看，2013-2015年數據見下圖:

 

圖6 蓮塘2013-2015年供售水量及產銷差水量對比

從上圖可看出， 2015年銷售水量較2014年卻上升40萬m³/年，由此可推測，在產銷差水量不變的情況下，供水量也應比2014年上升40萬m³/年。但實際情況是供水量與2014年持平。經過測算，2015年供水量沒有上升的部分與產銷差下降的水量相同，說明產銷差降低的水量是真實漏損水量，并不是供售水量波動造成的賬面漏損。

綜上所述，采用主動漏損控制，蓮塘公司產銷差下降效果明顯。從賬面數據看，2015已減少產銷差水量約49萬m³,按制水成本1.2元/ m³計算，可減少供水邊際成本約58.8萬元，其中DMA的貢獻值約50萬元。

 

六、漏損信息化管理

時間和流量是決定物理漏損最終形成大小的變量因素。在整個產銷差管理過程中，漏損的發現時間一直是困擾管理者的難題。即便是很小的流量爆管，如不能及時發現處理，其最終造成的影響往往無法估計。流量則是監控物理漏損的重要指標，流量的變化可以幫助管理者復原漏損發生的情形和對表計故障做出判斷。因此，能否第一時間將流量信息傳遞給管理者，是物理漏損管理的關鍵。

蓮塘公司在建立計量分區后，采取人工抄讀總表累計值方式，進行總分表對照管理。分區內對于DMA來說，其計量表計的作用是監控夜間最小流量，通過夜間最小流量的波動幅度，測算管網物理漏量。如長期采用人工抄讀則無法對夜間流量進行記錄，失去了DMA管理的核心意義。所以，終極解決方案就是對DMA總表安裝遠傳實時監控設備，不僅能夠獲取表計瞬時流量記錄，還能夠極大地縮短監管周期，從每周一次變成每天一次，工作效率提升7倍。

對于抄大表的計量點來說，人工每周巡查的目的是為了保證供水計量。考慮到蓮塘僅有一名抄表，全部計量點抄讀時間需兩個工作日。因大表位置分布特性，抄讀效率無可提升空間，除非增加抄表員數量。此外，由于每塊表每次抄讀時間有偏差，將影響到最終水量統計結果，產生抄讀誤差。因此，蓮塘公司對大用戶表計升級改造，采用車載尋抄的模式提升管理效率。經實際檢驗，采用車載方案蓮塘公司58塊大表計量點進行管理，一次抄表周期用時90分鐘，且有抄表時間記錄，后期經數據處理可修正抄讀偏差。與人工抄讀相比效率提升至少10倍，且抄表周期可增加至每周2次。

長久考慮，采用遠傳監控設備和車載尋抄的方式將數據與后臺對接，通過數據上線直接傳遞，避免了人工誤抄誤讀現象的發生，同時也增加了數據保存的安全性。為產銷差信息化管理以依靠數據驅動業務，線下采集線上處理的模式提供了便利條件。

 

七、展望

蓮塘公司產銷差管理發生了質的飛越，通過采取一系列的管控措施，真正找到了產銷差管理本質問題。通過強化時間與流量的管理，產銷差水量持續下降。但是，蓮塘公司目前的運作模式依然是建立在傳統的管理體系之上，如想在現有產銷差基礎上繼續實現突破，需要對蓮塘公司的管理體系重新構建。通盤考慮，以智慧水務為終極目標，采用頂層設計思維建設一個產銷差智能管理平臺，以數據驅動業務的管理模式替代傳統管理方法是蓮塘公司最優升級方案。具體業務流程可參照下圖。

圖7 水智能管理業務流程

展望未來，隨著互聯網技術的蓬勃發展，互聯網+能源戰略呼之欲出，水務公司作為傳統能源管理企業勢必會遭遇互聯網+帶來的強烈沖擊。目前，包括騰訊、華為等知名互聯網企業都在向互聯網+能源方向積極布局，在不久的將來，水務領域的競爭格局將異常激烈，如何才能在這場信息浪潮的變革中優先卡位，在保障傳統能源管理企業的競爭優勢基礎上，提升自身競爭力，十分值得我們認真思考，這也是水務企業迫切需要改革的主要原因。