太原市供水管網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)

結合目前太原市供水管網現狀，針對選定區域內的供水管線，應用漏損噪聲在線監測技術，建立了管網漏損控制系統，闡述了該系統的組成部分及實施過程，有助于供水企業迅速、準確的鎖定漏損范圍，大大提高測漏工作的效率。

供水管網，漏損控制，在線監測

1 項目背景

輸配水管網是城市重要的基礎設施，而供水管網漏失是全球城市面臨的共同難題。我國城市供水管網漏失嚴重，近年來平均漏損率超過了15%。眾所周知，供水管網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安全。近年來，全國城市公共安全突發事件頻繁，太原市供水管線爆管事件也時有發生。為此，如何能夠快速、準確地找到供水管網中的暗漏點，成為急需解決的課題。

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

2 項目運行系統的建立

2.1 供水管網漏損控制原理

通過漏損噪聲在線監測的方式對項目區進行長期監測，一旦發生漏水事件，噪聲數據會出現異常并發出報警，幫助管理人員快速識別新增漏損并鎖定重點區域。

用戶區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)，即漏損的發現時間；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，漏損的發現時間(A)占整個漏損時間的近一半，因此縮短漏損的發現時間可以很大程度上降低泄漏量。現階段，我國廣泛使用的是傳統漏損控制方式，通過對已發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，不能及時的發現漏損點，導致泄漏的時間延長，加大了漏損。另外，傳統的漏損控制方式，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現時間(A)的問題。

而漏損噪聲在線監測的方法，將傳統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的縮短漏損定位時間(L)轉移到對漏損控制有更大影響的縮短漏損發現時間(A)上。漏損噪聲在線監測能夠快速鎖定漏損出現的區域，大大縮短漏損的發現的時間，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 項目運行系統架構

本項目運行系統分為Permalog+和PermaNet SMS 設備(硬件部分)和LeakView?管網漏損監測系統(軟件部分)兩部分內容，系統組成見圖2。方案的整體實施搭載到云計算平臺上，通過這個平臺，可以實現物聯網技術在供水管網中的應用。

3 項目的實施

3.1 示范區域的選定

漏損噪聲在線監測發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。所以噪聲監測探頭應該部署在有效監控區域內，防止探頭部署間距過大，無法監聽交界區域的漏水噪聲。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代產品——Permalog+，該設備能夠有效覆蓋周圍100 m～200 m范圍。項目示范區域的選定，應基于如下的條件：1)應盡可能選擇在老城區，舊管道，可能發生漏損的幾率高的地區。2)區域內管線應多為直管段，實驗安裝較方便。3)區域內所監測的管道應為金屬管道，具有代表性。

根據上述依據，并結合太原地區現有管線的實際情況，特選定了如下區域作為項目實施的示范區。該區域西起典膳所、精營西二道街，南起西華門街，北至新民中街。供水服務區域涵蓋了國土居苑、國師街小區、國師街社區、科委新民中街宿舍區、國師街二校、西華門社區、精營家園等小區。區域內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)設備的安裝調試。漏損噪聲監測設備由噪聲監測探頭和短信發送裝置組成。安裝前，需要將兩種設備一一配對，然后在短信發射器中安裝SIM卡。做好設備統計表、數據發送時間表以及短信資費統計表，方便日后對設備的維護、監測點更換和套餐資費的管理。調試過程分為噪聲傳感器的調試和短信發射器的調

試兩部分。首先需要對噪聲傳感器的工作時間和數據開放窗口期間進行定義，以確定最優的工作狀態。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的噪聲數據。其次設定短信發射器的窗口時間以及數據發送時間。短信發射器的窗口時間需要包含在噪聲傳感器的窗口時間內，這樣就能保證噪聲傳感器的數據被短信發射器接收并存儲。數據發送時間用來設定短信發射器發送數據的時間點。通常設定在8：30的上班時間。

2)收集數據的展示和分析。漏損噪聲在線監測數據通過主界面分區展示區或者是右邊欄的設備列表區域兩種方式，選中相應的設備點擊，系統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、內置SIM卡號以及當前監測狀態等信息。點擊統計圖，就可以展開顯示最近一個月的數據圖。通過對統計數據的歷史趨勢進行分析，借助圖形判斷監測點歷史數據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生。同時，可以利用數據對比分析功能，點選相鄰的設備點關聯查看數據。當有新增漏水點產生時，由于漏點和不同噪聲監測探頭的距離不同，會產生不同大小的噪聲強度和噪聲頻寬。通過分析這些數據，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展示了數據關聯對比功能圖形。

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，推廣該技術可創造可觀的經濟效益和社會效益。本項目的實施內容可以作為示范進行推廣，擴大應用規模，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分區管理以及區域壓力控制技術相結合，從技術手段、管理手段、理念認知上改善現有的漏損管理水平。

[1] CJJ 92—2002，城市供水管網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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