供水管網壓力監測點的選擇與使用

仇麗

摘要：城市給水管網的調度工作需要大量的給水管網中的水壓信息數據，筆者結合實際工作經驗，談談管網壓力監測點的布控選擇以及使用中的看法。

關鍵詞：供水管網;壓力監測點;選擇與使用

在城市供水管網上選擇合適的點位安裝壓力傳感器，作為壓力監控點，其不間斷收集的詳細數據，可以用于給水管網的水力模型構建和供水情況監控。同時對壓力數據進行“去偽存真”，辨別其代表的真實狀態，從而實現對管網服務質量的整體掌握。

1 供水管網壓力監測點的重要作用

城市供水管網壓力數據能夠反映出城市給水系統的供水效率和供水服務水平，為城市供水總調度能科學合理的控制供水水量、水質和水壓提供決策，并為通過信息化手段提高整體的服務水平提供數據支撐。同時，通過對管網供水狀況的分析，主要是對足夠數量的壓力監測點的數據分析，可以加強管網漏損的監控，以進一步減少供水損失。

2 供水管網壓力監測點的選擇

1）數量上符合規定。《城鎮供水管網運營、維護及安全技術規程》CJJ207-2013的5.1.3規定：管網壓力監測點應根據管網供水服務面積設置，每10km2不應少于一個測壓點，管網系統測壓點總數不應少于3個，在管網末梢位置上應適當增加設置點數。

2）全域性。測壓點應該分布到整個供水區域，從而對整體情況有全面了解。城區環狀管網，用水人口較密集，需相對多分布;鄉鎮多為樹狀管網，供水流向較單一，可選擇在末端或最高點（瓶頸點），可少布設。

3）關鍵點布設。在供水不利處、控制點處、供水分界線處（多個水廠供水結合部）、用水比較集中區域，國家重要部門或單位布設測壓點。

4）供水主管取點。測壓點盡量選擇管徑大于等于300的供水干管，避免小管徑流速過大，短時間內泄壓嚴重的管段，出現影響片區水壓的判斷。結合實際施工、道路不宜開挖等情況，選擇在總表井下安裝壓力檢測點情況也較多。

5）安裝水力模型的水司，也可以應用給水管網靈敏度系數計算管網的全部節點，選擇對壓力變化比較敏感的節點增設測壓點，但測壓監測數量也不宜過多，對調度判斷作用不大。

6）按需增加，適時調整。筆者在實際工作中，測壓點數量從13年前的10個，逐年增設至目前的150余個，有供水范圍擴大的需求原因，也有逐步在供水調度過程中結合用戶反映增設的點位的原因。過程中，需密切關注管網建設情況，去除廢除管道上的已經沒有意義的點。

3 供水調度壓力控制點的選用

在實際運行中，應對管網壓力監測點分類使用，選擇其中重要點位作為調度控制點，根據這些點的壓力值的變化，調度員可以準確的下達開停機指令。其余管網壓力監測點用于監控管網運行、收集管網規劃基礎數據。

3.1調度控制點的選擇

調度控制點不宜過多，一個廠（站）對應選擇1、2個點。

3.1.1服務壓力控制點

服務壓力控制點是服務該片區基本需求的壓力，一般對商業集中區選用。可選擇該片區內平均標高的點位控制點。由于商業區人口集中，用水起伏較大，重要性較高，可選用2個作為調度壓力控制點，也避免設備本身出故障時備用。

3.1.2瓶頸控制點

一般為管網的地勢最高點，這種控制點一定要摸清影響后端用水的壓力分界點，以便突發情況時做最低供水保證。

3.1.3能效控制點

現在城市供水多為多源、多點供水，每個廠（站）的運行能耗不一樣，另外現在增壓站的蓄水能力較大，但同時對前端用戶影響也較大。可在兩個水廠交匯處（結合管網流向監測）安裝測壓點，指示在哪種情況下可以開能耗更小的水廠機泵;在大型增壓站的前端集中用戶安裝測壓點，用以指示是否可以泄壓蓄水。

4壓力監控點的采集數據的特殊表現形式

壓力監測點分布范圍廣、數量多、距離遠，個別還地處偏僻，目前較多采用GPRS的通信方式實時向調度中心傳送管網壓力在線儀表的監測數據。調度中心通過軟件接收、管理實時壓力數據。正確解讀壓力曲線的表現形式可以了解對應采壓點的真實管網情況。以下例舉幾種特殊情況下的壓力曲線。

1）壓力曲線波動頻繁。當取壓點緊鄰無負壓供水設備前端、小管徑管道中流速過大時，壓力曲線波動異常頻繁。有時爆管后，管道中殘留氣體較多，壓力曲線也會波動較大，特別是對于不斷爬坡的管道。

2）后端有大用戶，如區域性的供水增壓站，擁有較大蓄水池的企業用戶等，當蓄水池進水時，前端壓力明顯下降。這種曲線明顯成階段性、斷崖式谷底，對于這種用水形式，調度中心應結合外界整體用水需求，與蓄水者溝通好，必要時在管道上安裝控制閥門，將谷底調整在用水低峰時段。

3）監測終端傳感器故障

作為供水調度人員應該經常了解所有壓力點傳輸數據的準確性，當曲線規律明顯變化時，應及時從源頭尋找原因。

如圖2所示，雖然該點的壓力都在傳輸，也都比較接近平均值，但曲線過于平坦，與以往曲線（圖1）規律明顯不一樣。經現場核實，因附近施工，傳輸信號的線已損壞過，正負極線只是簡單的擰結，雖然可以感應到壓力，但輸出信號已經不準確了。

圖3中所示的壓力監測點正常情況下，值為0.57MPa左右，圖中所示時間處于天氣最冷的時間段。因低溫，取壓管內水體結冰膨脹，導致壓力感應明顯超高，但軟件平臺仍會實時收到現場傳輸的超高數據。在低溫天氣的每天中午時段，由于取水管中冰體少許融化，會出現一天中短時間壓力明顯下降的情況（紅色框所選）。

壓力監測點如果在安裝時不可避免需要安裝空曠處，低溫（0℃以下）天氣來臨前，則需做好取壓終端的保溫措施。

5結語

隨著城市的發展，智慧水務的建設需求，都需要對管網更充分的、真實的認識，這需要調度人員不斷提升對壓力曲線判斷的能力，從而更深刻的理解壓力數據傳遞的信息，確保供水系統安全、穩定、經濟的運行。

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（作者單位：南京江寧水務集團有限公司）