供水管网水质监测与控制系统研究

供水管网水质监测与控制系统研究
一、前言
城市供水管网是城市公共基础设施的重要组成部分，其稳定运
行对保障人们的安全生活和经济发展起着至关重要的作用。

然而，随着城市规模和供水管网复杂性的不断增加，管网水质安全问题
愈加突出。

因此，有效的供水管网水质监测与控制系统建设对于
保障城市居民的健康安全和供水设施的可持续运行具有重要意义。

本文将围绕供水管网水质监测与控制系统研究展开，介绍其背
景与应用价值，分析当前系统存在的缺陷并提出改进思路，具体
阐述监测技术、现场监测系统、数据分析与处理等方面的研究成果，并展望未来的发展趋势。

二、供水管网水质监测与控制系统背景
随着城市人口的增加与工业化进程的推进，供水管网规模和复
杂程度不断增加，供水网络运营的安全、可靠和高效之间的平衡
问题愈加突出。

近年来，在供水管网中出现的水质污染、管网泄漏、管网腐蚀等问题严重影响了社会和经济生活的正常运行。

同时，管网设备的老化和供水工艺的改变也对管网水质安全提出了
新的挑战。

针对上述问题，社会各界对于供水管网水质监测与控制系统的
建设提出了更高的要求。

通过运用先进的监测技术和管理手段，
对供水管网的运行进行实时监测和管理，恰当处理管网中出现的
问题，以确保城市居民的生活水源安全和供水网络的可持续运行。

三、供水管网水质监测与控制系统价值
在供水管网水质监测与控制系统中，实现对供水水质和管网运
行状态的实时监测和分析，通过对数据分析，发现并处理掉供水
管网中出现的问题，对于保障城市居民的健康安全和供水网络的
可持续运行具有重要价值。

1、保障居民用水安全：监测管网水质安全建立一个控制“门槛”，对于未达标的水源和水质，可以及时有效地进行管制和处置，确保供水的安全和稳定性。

2、提高供水管网的运行效率：通过监测和分析供水管网的运
行数据，对于出现的问题可以根据实际情况进行分析和处理，从
而实现对供水管网设施状态和数据分析的精细化管理，提高管网
设施正常运营的有效周期，同时在整个供水管网网络中配置资源，提高运行效率。

3、提高城市供水的服务质量：在应对可能出现的紧急情况的
同时，进行数据分析，强化供水管网设备维保管理，通过建立良
好的数据交互平台，使监测系统掌握供水管网的真实状况，提高
了供水质量和服务质量。

4、降低供水运营成本：通过有效监测和控制供水管网中的水
质污染、管网泄漏、管网腐蚀等问题，能够避免浪费并减少财政
资金的投入，进一步为城市供水运营实现提高效益的目标。

四、供水管网水质监测与控制系统的缺陷和改进策略
在现有的供水管网水质监测与控制系统中还存在一些缺陷。

其中，最为突出的问题在于缺乏对较小管径管网的监测能力。

同时，现有的监测技术对于水中气体（例如氯气）、酸碱度等凌乱成分
的检测灵敏度尚不够。

因此，针对当前存在的问题，需要提出改
进策略。

1、完善监测技术：应当发展新型的监测技术，通过先进的传
感器技术，实现快速、准确的管网水质监测。

同时，应当完善原
有监测技术的缺陷（例如加强对气体检测技术的研究），进一步
提升监测体系的灵敏度和准确性。

2、优化现场监测系统：通过优化监测设备的布局，扩展监测
网络的覆盖面积，完善建立可远程操控和控制的现场监测系统。

同时，应该充分利用互联网和物联网技术，实现监测数据的实时
汇聚和处理，提升监测数据处理和分析的效率。

3、加强数据分析和处理能力：完善数据分析和处理系统，对
数据进行深度挖掘和分析，探索建立可管理和可展现的“智能管理”
模式。

通过制定有效的数据处理策略和手段，提升管网设施运行
的维护能力和应急响应能力。

五、供水管网水质监测与控制系统的关键技术研究
在供水管网水质监测与控制系统的建设过程中，存在一系列的
技术难点。

本章节将介绍目前供水管网水质监测与控制系统中的
关键技术及其研究进展。

1、监测技术
基于实时传感器技术的供水管网水质监测系统是目前主流的技
术手段。

监测指标通常包括：水压、流量、水质参数（如浑浊度、溶解氧，总磷、总氮、PH值等）、管网温度、管道振动等多种关
键参数。

其核心是通过现场感应器传感器，实现对数据的实时采
集和处理，通过数据采样、数据传输和分析等环节，形成一个可
远程监测、可实时应急响应的管网监测系统。

2、远程监控技术
将监测站数据或电气传感器信息通过龙门方式传至中央控制站
进行中央化监控。

利用远程监控系统，能有效解决供水公司遥远
察觉数据并做出应对的问题，从而提升管网运行状态和水质安全
的管理水平。

3、地理信息系统技术
基于数字地形图、卫星遥感图像和管网数据库等分析益智工具，实现对供水管网的综合管理。

通过在地图上标识管道的位置，功
能设备和限制条件，实现对管道网络的控制和维护等工作。

4、模型建立和优化技术
基于数学模型的供水管网建模和优化是管网优化管理的基础。

数学模型是综合考虑了供水管网中的液体输送、化学反应、物质
转化等多个动态因素的仿真模型。

通过对管网模拟和优化，可以
理论推算供水管网设施正常运行的有效周期，预测管网设施损耗
和运营成本等特征集。

六、供水管网水质监测与控制系统的发展趋势
1、敏感性管道监测技术的深入推广
当前，成本较高的压力泄漏感应器和振动感应器主要适用于大
口径关键管段，对于较小的地下管道监测体系后现代化难点比较大。

在未来监测技术研究中，应当深入推广敏感性管道监测技术，实现对较小管径管网的监测。

2、供水管网监测与智能决策的技术结合
为了实现智能控制，需开发供水管网实时监测感应器、数据分
析处理和决策制定。

除了用数据化管理性决策，建立能够自动实
现“智能化控制”的供水管网系统是供水管网行业前景的重要走向。

3、微型机器人技术的应用
微型机器人技术是目前正在兴起的一种监测技术。

通过将微型机器人送入供水管道内部，能够快速监测管道内的水流和管道状态，同时避免人员进入供水管道的危险。

微型机器人技术的成熟应用，将大幅度提高供水管网的监测效率和安全性。

七、总结
供水管网水质监测与控制系统的建设和研究将极大增强城市供水系统的智能化管理和运行水平，通过对运行数据的实时监测和管理，提高了供水网络的可靠性和服务质量，确保管网设施的长期运营稳定性。

未来，需要加强多学科的联合、交叉研究，进一步完善和挖掘现有技术，推动管网监测与控制技术的不断进步，为城市公共设施的升级和更新提供切实、有效的技术支持。