太原市供水管網(wǎng)自動測漏項目的建立和運行

呂 偉

(太原供水集團有限公司，山西 太原 030009)

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太原市供水管網(wǎng)自動測漏項目的建立和運行

呂 偉

(太原供水集團有限公司，山西 太原 030009)

結(jié)合目前太原市供水管網(wǎng)現(xiàn)狀，針對選定區(qū)域內(nèi)的供水管線，應用漏損噪聲在線監(jiān)測技術，建立了管網(wǎng)漏損控制系統(tǒng)，闡述了該系統(tǒng)的組成部分及實施過程，有助于供水企業(yè)迅速、準確的鎖定漏損范圍，大大提高測漏工作的效率。

供水管網(wǎng)，漏損控制，在線監(jiān)測

1 項目背景

輸配水管網(wǎng)是城市重要的基礎設施，而供水管網(wǎng)漏失是全球城市面臨的共同難題。我國城市供水管網(wǎng)漏失嚴重，近年來平均漏損率超過了15%。眾所周知，供水管網(wǎng)暗漏不僅僅使寶貴的水資源浪費，而且容易造成次生災害，危及居民人身及財產(chǎn)安全。近年來，全國城市公共安全突發(fā)事件頻繁，太原市供水管線爆管事件也時有發(fā)生。為此，如何能夠快速、準確地找到供水管網(wǎng)中的暗漏點，成為急需解決的課題。

供水管網(wǎng)漏損控制是一個系統(tǒng)的體系，融合多種漏損控制技術，其中漏損噪聲在線監(jiān)測作為目前比較先進的技術手段已經(jīng)在國內(nèi)許多城市的管網(wǎng)漏損控制中發(fā)揮重要的作用。

2 項目運行系統(tǒng)的建立

2.1 供水管網(wǎng)漏損控制原理

通過漏損噪聲在線監(jiān)測的方式對項目區(qū)進行長期監(jiān)測，一旦發(fā)生漏水事件，噪聲數(shù)據(jù)會出現(xiàn)異常并發(fā)出報警，幫助管理人員快速識別新增漏損并鎖定重點區(qū)域。

用戶區(qū)域漏損時間與流量的相對關系見圖1。

其中，總的漏水時間分為三個部分：第一部分A(Awareness)，即漏損的發(fā)現(xiàn)時間；第二部分L(Location)，即漏損的定位時間；第三部分R(Repair)，即漏損的修復時間。從圖1可以看出，在這三部分時間中，漏損的發(fā)現(xiàn)時間(A)占整個漏損時間的近一半，因此縮短漏損的發(fā)現(xiàn)時間可以很大程度上降低泄漏量。現(xiàn)階段，我國廣泛使用的是傳統(tǒng)漏損控制方式，通過對已發(fā)生漏損的管道進行聲波的探測，達到漏損定位的目的，這是一種被動的手段，不能及時的發(fā)現(xiàn)漏損點，導致泄漏的時間延長，加大了漏損。另外，傳統(tǒng)的漏損控制方式，無論使用的是什么先進和精準的儀器，最終縮短的時間只能停留在縮短漏損定位的時間(L)，無法解決縮短占總的漏損時間將近一半的漏損發(fā)現(xiàn)時間(A)的問題。

而漏損噪聲在線監(jiān)測的方法，將傳統(tǒng)的被動控制漏損的模式升級為主動控制漏損的模式，將更多的目光和工作的重點從傳統(tǒng)的縮短漏損定位時間(L)轉(zhuǎn)移到對漏損控制有更大影響的縮短漏損發(fā)現(xiàn)時間(A)上。漏損噪聲在線監(jiān)測能夠快速鎖定漏損出現(xiàn)的區(qū)域，大大縮短漏損的發(fā)現(xiàn)的時間，使管理者能夠作出迅速的反應，并指導檢漏人員進行漏損的定位工作，做到有目的、有重點的漏損檢測。

2.2 項目運行系統(tǒng)架構(gòu)

本項目運行系統(tǒng)分為Permalog+和PermaNet SMS 設備(硬件部分)和LeakView?管網(wǎng)漏損監(jiān)測系統(tǒng)(軟件部分)兩部分內(nèi)容，系統(tǒng)組成見圖2。方案的整體實施搭載到云計算平臺上，通過這個平臺，可以實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術在供水管網(wǎng)中的應用。

3 項目的實施

3.1 示范區(qū)域的選定

漏損噪聲在線監(jiān)測發(fā)生于管道上的漏水噪聲，但由于聲學特性，聲音信號在傳導過程中會逐漸衰減。所以噪聲監(jiān)測探頭應該部署在有效監(jiān)控區(qū)域內(nèi)，防止探頭部署間距過大，無法監(jiān)聽交界區(qū)域的漏水噪聲。該項目選用的是目前世界上技術及敏感度最先進英國帕瑪勞第4代產(chǎn)品——Permalog+，該設備能夠有效覆蓋周圍100 m～200 m范圍。項目示范區(qū)域的選定，應基于如下的條件：1)應盡可能選擇在老城區(qū)，舊管道，可能發(fā)生漏損的幾率高的地區(qū)。2)區(qū)域內(nèi)管線應多為直管段，實驗安裝較方便。3)區(qū)域內(nèi)所監(jiān)測的管道應為金屬管道，具有代表性。

根據(jù)上述依據(jù)，并結(jié)合太原地區(qū)現(xiàn)有管線的實際情況，特選定了如下區(qū)域作為項目實施的示范區(qū)。該區(qū)域西起典膳所、精營西二道街，南起西華門街，北至新民中街。供水服務區(qū)域涵蓋了國土居苑、國師街小區(qū)、國師街社區(qū)、科委新民中街宿舍區(qū)、國師街二校、西華門社區(qū)、精營家園等小區(qū)。區(qū)域內(nèi)管線的基本情況如下：供水面積：0.25 km2;管徑：DN300，DN200，DN100;管長：總長3 139 m;球墨鑄鐵管：DN300，416 m;鋼管：DN100，411 m;鑄鐵管：DN300，505 m;DN200，996 m,DN150，811 m。

3.2 項目的實施過程

1)設備的安裝調(diào)試。漏損噪聲監(jiān)測設備由噪聲監(jiān)測探頭和短信發(fā)送裝置組成。安裝前，需要將兩種設備一一配對，然后在短信發(fā)射器中安裝SIM卡。做好設備統(tǒng)計表、數(shù)據(jù)發(fā)送時間表以及短信資費統(tǒng)計表，方便日后對設備的維護、監(jiān)測點更換和套餐資費的管理。調(diào)試過程分為噪聲傳感器的調(diào)試和短信發(fā)射器的調(diào)

試兩部分。首先需要對噪聲傳感器的工作時間和數(shù)據(jù)開放窗口期間進行定義，以確定最優(yōu)的工作狀態(tài)。噪聲傳感器的工作時間通常采用凌晨1點～4點之間段選擇采集1 h～3 h的噪聲數(shù)據(jù)。其次設定短信發(fā)射器的窗口時間以及數(shù)據(jù)發(fā)送時間。短信發(fā)射器的窗口時間需要包含在噪聲傳感器的窗口時間內(nèi)，這樣就能保證噪聲傳感器的數(shù)據(jù)被短信發(fā)射器接收并存儲。數(shù)據(jù)發(fā)送時間用來設定短信發(fā)射器發(fā)送數(shù)據(jù)的時間點。通常設定在8：30的上班時間。

2)收集數(shù)據(jù)的展示和分析。漏損噪聲在線監(jiān)測數(shù)據(jù)通過主界面分區(qū)展示區(qū)或者是右邊欄的設備列表區(qū)域兩種方式，選中相應的設備點擊，系統(tǒng)就會彈出該設備點的基本信息，包括儀器編號、站點名稱、備注信息、內(nèi)置SIM卡號以及當前監(jiān)測狀態(tài)等信息。點擊統(tǒng)計圖，就可以展開顯示最近一個月的數(shù)據(jù)圖。通過對統(tǒng)計數(shù)據(jù)的歷史趨勢進行分析，借助圖形判斷監(jiān)測點歷史數(shù)據(jù)的基礎噪聲強度及頻率，以及噪聲報警參考線，可推斷出該點周邊是否新增漏點的發(fā)生。同時，可以利用數(shù)據(jù)對比分析功能，點選相鄰的設備點關聯(lián)查看數(shù)據(jù)。當有新增漏水點產(chǎn)生時，由于漏點和不同噪聲監(jiān)測探頭的距離不同，會產(chǎn)生不同大小的噪聲強度和噪聲頻寬。通過分析這些數(shù)據(jù)，就能夠得出漏點的相對準確的位置，從而有效的指導漏點定位和排查工作。圖3展示了數(shù)據(jù)關聯(lián)對比功能圖形。

4 項目成果的應用前景

供水管道漏損控制是供水行業(yè)的一個永恒的課題，通過以上實施效果的分析，該技術可以及時感知到漏損的發(fā)生，并迅速、準確的鎖定漏損范圍，大大提高測漏工作的效率，節(jié)約大量的水資源，降低供水成本，提高供水安全可靠性，推廣該技術可創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。本項目的實施內(nèi)容可以作為示范進行推廣，擴大應用規(guī)模，帶來更大的應用效果。同時，為進一步提升漏損控制水平，可以在此項目基礎上嘗試與DMA分區(qū)管理以及區(qū)域壓力控制技術相結(jié)合，從技術手段、管理手段、理念認知上改善現(xiàn)有的漏損管理水平。

[1] CJJ 92—2002，城市供水管網(wǎng)漏損控制及評定標準[S].

The establishment and operation of Taiyuan heating network automatic side leakage project

Lv Wei

(Taiyuan Water Supply Group Limited Company, Taiyuan 030009, China)

Combining with the present situation of Taiyuan water supply network, according to the water supply pipeline in selected area, applied the water leakage noise on-line monitoring technology, established the pipeline leakage control system, described the components and implementation process of the system, helpful to water supply enterprises rapidly, accurately locking leakage range, greatly improved the working efficiency of side leakage.

water supply network, leakage control, on-line monitoring

1009-6825(2016)12-0116-02

2016-02-16

呂 偉(1983- )，男，工程師

TU991

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