供水管网系统漏损智能化控制技术探讨

供水管网系统漏损智能化控制技术探讨
摘要：伴随着我国建筑业的快速发展，城市规模的不断扩大，给排水系统的容量显得尤为重要。

供水管路漏损检测能力直接影响到人们的日常生活和供水公司的运行。

但是就目前而言，有很多供水管网漏损难以检测，工作耗时耗力，出现了一些给人们生活带来不便的问题。

本研究就供水管网系统智能检漏技术进行了简要的探讨。

关键字：市政工程；给排水管道；质量
前言：城市供水管故障率过高已经给人们的生活带来了很大的不便，因此在工程建设过程中应重视供水管网的检漏工作，提高给水工程的有效性，加强城市供水管网的质量，从而改善人民的居住环境，使城市更加宜居宜业。

1.供水管网系统漏损智能化控制技术发展过程
1.1供水管网系统漏损现状
水是生命之源，所有生物，包括人类，都与水资源息息相关。

对一座城市而言，供水管网系统既是城市的“动脉”，又是城市生活的基础设施，被称为城市的“命脉”。

一座城市的生存与发展，离不开管网的有效运行。

伴随着城市化进程的加快，供水面积逐渐扩大，管网长度不断增加。

当前城市供水管网普遍存在老化、腐蚀和损坏现象。

管道损坏不仅造成水资源浪费、成本增加、事故多发、基础设施维护费用增加，而且会造成供水和交通中断，影响人们的正常生活和工作，造成社会和经济损失。

当前世界各国都十分重视对供水管网的损耗控制。

失失率和失水量是评价供水管网安全状况的重要指标。

供水对保护城市居民和工业用水具有重要意义。

其漏损结果直接影响到供水企业的经济效益。

为此，必须抑制供水管网络的损耗率，减轻企业的供水负担。

当前我国水利部门主要采取人工检漏与治理，其缺点是费时费力。

伴随着检测器和仪器研发的发展，国际学者的研究重点转向了智能化技术，并运用智能技术对管道泄漏进行安全定位、预报、
控制和评估。

给水管网漏损控制的自动化、智能化、数字化将是目前国内外研究
的热点问题。

1.2管道漏损的不同类别及原因
供水管道的漏损基本形式有明漏与隐漏两种。

暗漏应由专业检查员检查。

若
明漏泄漏位置远离泵站，也需进行专业检测。

明漏的渗漏量一般较大，多由管道
突然损坏引起，肉眼容易察觉，对使用者和周围环境都有很大的负面影响。

一般
情况下，水处理公司的技术人员处理速度快，泄漏时间短，因此一般瞬时泄漏量大，但总漏水量不大。

隐漏只能通过主动的方式进行检测。

暗漏的持续时间往往
取决于检测手段的强度和积极性。

目前，全球50%以上的供水管道已铺设超过50年。

因管线磨损、腐蚀、意外损坏及埋地时间长等原因造成的检测困难，导致管
段损失日益严重。

漏水损失的原因十分复杂。

排水沟网络设计中，有许多未知的
因素影响地下信息。

无论管道承受阻力能力大小，过多的管道都会导致管网局部
压力增加。

针对实际使用环境，伸缩装置设计不完善，热膨胀、冷变形都会导致
界面断裂，泄漏。

长期地下运行的排水管网，由于水中细菌、碳酸铁沉积、内壁
磨损、泥沙以及管路阻力系数变化，导致管网的实际设计参数与运行状态不一致，水利部门只能进行静态管理，无法进行动态管理，因此管道网络容易发生泄漏事故。

与此同时，管路阀门锈蚀、磨损或结垢无法及时清除，导致阀门无法完全关闭，也会造成管道的渗漏。

1.3供水管网系统漏损的智能化控制的优势
长期以来，检漏仪器的研制一直是泄漏控制方面的主要研究方向。

主要通过
人工或设备定位等方法检测漏点。

多数情况下，供水管网多采取被动检漏的方式，简单来说仅当泄漏点存在时，才能进行检测并采取措施。

检漏效率低、检测范围小，无法满足使用需求，检漏周期长、成本高、信息滞后。

所以无法迅速而及时
的发现泄漏。

伴随着计算机技术的发展和工业自动化水平的提高，对管道损耗的
智能控制问题越来越受到重视。

相对于传统的线损检测技术，智能控制技术具有
自动化程度高，信息采集速度快等优点。

大多数水厂已实现自动控制，并配有信
息监督管理系统和速度调节系统，可实时进入水厂及管网运行，快速捕捉并响应
各种异常水量和水压。

漏泄控制模组及资料收集系统合在一起。

对泄漏点采取监
控和维护措施，或采用开启自控方式，均可远程控制。

与目前的检测方法相比，
设备操作规范，程序简单，操作简便，不依赖于经验，能够节省大量的时间和人力。

长远经济效益好。

从长期来看，人力资源可以实现最大的节约。

并且避免了
长时间渗漏水，通过及时控制失水，控制并节约不必要的水资源浪费。

该系统可
为多年的漏水情况和相应的漏水预测提供技术支持，主动提交参考检漏周期，对
管网进行检漏、维护、改造。

国内外学者已经建立了管路更新预测模型，为供水
行业的管路更新决策提供技术支持。

2.供水管网系统漏损智能控制应用研究方向
2.1供水管网漏损检测预警技术及辅助定位技术
当前正开展研究供水管网渗漏监测网络的优化布局。

通过测定网络无损监测
各设备的性能及其组合，优化监测点的数目和位置。

研发供水管网渗漏爆裂监测
预警平台，并开发出管网监测数据采集分析系统。

数据采掘技术用于异常事件检测、管道泄漏和泄漏特征提取。

基于输送过程的泄漏定位技术和设备开发，能够
针对复杂网络中的瞬态流泄漏现象，利用管路瞬态压力波的时频特性，在注意规
则的低强度瞬态流激励下，智能预警供水管网的泄漏点。

研发以光纤传感器为基
础的泄漏定位技术和设备，发展光纤传感器泄漏定位技术及装置。

此外还有基于
振动与噪声信号的泄漏定位技术及装置的开发。

在综合多种信号的基础上，研制
一种便携式多探测器定位偏差测量装置，提高基于振动和噪声的单信号定位误差
的精度和效率。

2.2城镇供水管网压力管理及优化模型研究
为了对供水系统出水进行控制，应当对供水压力优化控制进行研究。

采用联
合供水泵站、二次供水泵站、阀控技术及管网局部改造方案，动态优化管网整体
压力分布。

对基于压力分区的区域供水管网压力控制技术进行研究。

对大型复杂
管网压力控制装置的应力分类、配置优化和控制方法进行研究。

结合本阀和压力
流量传感器，研制水文自适应控制机构，实现调压阀和爆管自动切断阀的智能化。

给水管网运行状况诊断评价方法的研究对供水管网健康评价指标体系、风险综合
评价方法及评价指标的获取方法进行研究，包括无损检测设备的研制。

研究供水
管网优化维修决策支持系统。

以管网健康评估和风险评估为基础，以保障供水安全、提高经济效益为目标，建立管网优化维修模型，开发管网优化维修决策支持
系统。

进行供水管网智能化及维修技术的研究和开发。

2.3供水管网智能漏损检测平台开发
研发城市供水网络系统综合应用平台，优化供水管网模型，以地理信息系统(GIS)以及数据采集与监控系统(SCADA)为基础进行集成研究，构建一个以运行调
度与管理为中心的综合建模、优化调度系统平台，并对其进行开发。

选择不同类
型的城市进行综合示范应用，可显著缩小示范区供水管网产销差距。

建立城市管
网破损检测与监测基地，为管道破损检测与设备评估提供平台。

该方案的目的是
整合管道泄漏控制网络技术解决方案，结合“泄漏监控—自主识别—局部定位—
应力管理—最优维修”的流程，建立有效的泄漏监控系统体系，研制测量设备，
制定泄漏监控技术指导方针和标准。

当前国内管道泄漏检测精度不高，泄漏控制
技术粗放低效，利用此方案能够提升供水管网漏损检测的效率和精度，促进城市
管道检漏的水平和能力。

3.结语
供水管道工程检漏是一项关乎民生的工程，同时也影响着整个城市的供水排
水问题，从大的角度来说，也关乎整个城市的经济和生态文明的发展。

由此看来，这项工程有着举足轻重的地位，必须以严谨的态度去从事这项工程。

参考文献：
[20]连鹏.城市供水管网漏损控制方法的研究[D].天津：天津大学，2006.
[21]赵洪宾，陈兵，伍悦滨．给水管网漏失预测模型的研究[J]．给水排水，2001，27(10)：94～96．。