吕 伟
(太原供水集团有限公司，山西 太原 030009)
太原市供水管网自动测漏项目的建立和运行
吕 伟
(太原供水集团有限公司，山西 太原 030009)
结合目前太原市供水管网现状，针对选定区域内的供水管线，应用漏损噪声在线监测技术，建立了管网漏损控制系统，阐述了该系统的组成部分及实施过程，有助于供水企业迅速、准确的锁定漏损范围，大大提高测漏工作的效率。
供水管网，漏损控制，在线监测
1 项目背景
输配水管网是城市重要的基础设施，而供水管网漏失是全球城市面临的共同难题。我国城市供水管网漏失严重，近年来平均漏损率超过了15%。众所周知，供水管网暗漏不仅仅使宝贵的水资源浪费，而且容易造成次生灾害，危及居民人身及财产安全。近年来，全国城市公共安全突发事件频繁，太原市供水管线爆管事件也时有发生。为此，如何能够快速、准确地找到供水管网中的暗漏点，成为急需解决的课题。
供水管网漏损控制是一个系统的体系，融合多种漏损控制技术，其中漏损噪声在线监测作为目前比较先进的技术手段已经在国内许多城市的管网漏损控制中发挥重要的作用。
2 项目运行系统的建立
2.1 供水管网漏损控制原理
通过漏损噪声在线监测的方式对项目区进行长期监测，一旦发生漏水事件，噪声数据会出现异常并发出报警，帮助管理人员快速识别新增漏损并锁定重点区域。
用户区域漏损时间与流量的相对关系见图1。
其中，总的漏水时间分为三个部分：第一部分A(Awareness)，即漏损的发现时间；第二部分L(Location)，即漏损的定位时间；第三部分R(Repair)，即漏损的修复时间。从图1可以看出，在这三部分时间中，漏损的发现时间(A)占整个漏损时间的近一半，因此缩短漏损的发现时间可以很大程度上降低泄漏量。现阶段，我国广泛使用的是传统漏损控制方式，通过对已发生漏损的管道进行声波的探测，达到漏损定位的目的，这是一种被动的手段，不能及时的发现漏损点，导致泄漏的时间延长，加大了漏损。另外，传统的漏损控制方式，无论使用的是什么先进和精准的仪器，最终缩短的时间只能停留在缩短漏损定位的时间(L)，无法解决缩短占总的漏损时间将近一半的漏损发现时间(A)的问题。
而漏损噪声在线监测的方法，将传统的被动控制漏损的模式升级为主动控制漏损的模式，将更多的目光和工作的重点从传统的缩短漏损定位时间(L)转移到对漏损控制有更大影响的缩短漏损发现时间(A)上。漏损噪声在线监测能够快速锁定漏损出现的区域，大大缩短漏损的发现的时间，使管理者能够作出迅速的反应，并指导检漏人员进行漏损的定位工作，做到有目的、有重点的漏损检测。
2.2 项目运行系统架构
本项目运行系统分为Permalog+和PermaNet SMS 设备(硬件部分)和LeakView®管网漏损监测系统(软件部分)两部分内容，系统组成见图2。方案的整体实施搭载到云计算平台上，通过这个平台，可以实现物联网技术在供水管网中的应用。
3 项目的实施
3.1 示范区域的选定
漏损噪声在线监测发生于管道上的漏水噪声，但由于声学特性，声音信号在传导过程中会逐渐衰减。所以噪声监测探头应该部署在有效监控区域内，防止探头部署间距过大，无法监听交界区域的漏水噪声。该项目选用的是目前世界上技术及敏感度最先进英国帕玛劳第4代产品——Permalog+，该设备能够有效覆盖周围100 m～200 m范围。项目示范区域的选定，应基于如下的条件：1)应尽可能选择在老城区，旧管道，可能发生漏损的几率高的地区。2)区域内管线应多为直管段，实验安装较方便。3)区域内所监测的管道应为金属管道，具有代表性。
根据上述依据，并结合太原地区现有管线的实际情况，特选定了如下区域作为项目实施的示范区。该区域西起典膳所、精营西二道街，南起西华门街，北至新民中街。供水服务区域涵盖了国土居苑、国师街小区、国师街社区、科委新民中街宿舍区、国师街二校、西华门社区、精营家园等小区。区域内管线的基本情况如下：供水面积：0.25 km2;管径：DN300，DN200，DN100;管长：总长3 139 m;球墨铸铁管：DN300，416 m;钢管：DN100，411 m;铸铁管：DN300，505 m;DN200，996 m,DN150，811 m。
3.2 项目的实施过程
1)设备的安装调试。漏损噪声监测设备由噪声监测探头和短信发送装置组成。安装前，需要将两种设备一一配对，然后在短信发射器中安装SIM卡。做好设备统计表、数据发送时间表以及短信资费统计表，方便日后对设备的维护、监测点更换和套餐资费的管理。调试过程分为噪声传感器的调试和短信发射器的调
试两部分。首先需要对噪声传感器的工作时间和数据开放窗口期间进行定义，以确定最优的工作状态。噪声传感器的工作时间通常采用凌晨1点～4点之间段选择采集1 h～3 h的噪声数据。其次设定短信发射器的窗口时间以及数据发送时间。短信发射器的窗口时间需要包含在噪声传感器的窗口时间内，这样就能保证噪声传感器的数据被短信发射器接收并存储。数据发送时间用来设定短信发射器发送数据的时间点。通常设定在8：30的上班时间。
2)收集数据的展示和分析。漏损噪声在线监测数据通过主界面分区展示区或者是右边栏的设备列表区域两种方式，选中相应的设备点击，系统就会弹出该设备点的基本信息，包括仪器编号、站点名称、备注信息、内置SIM卡号以及当前监测状态等信息。点击统计图，就可以展开显示最近一个月的数据图。通过对统计数据的历史趋势进行分析，借助图形判断监测点历史数据的基础噪声强度及频率，以及噪声报警参考线，可推断出该点周边是否新增漏点的发生。同时，可以利用数据对比分析功能，点选相邻的设备点关联查看数据。当有新增漏水点产生时，由于漏点和不同噪声监测探头的距离不同，会产生不同大小的噪声强度和噪声频宽。通过分析这些数据，就能够得出漏点的相对准确的位置，从而有效的指导漏点定位和排查工作。图3展示了数据关联对比功能图形。
4 项目成果的应用前景
供水管道漏损控制是供水行业的一个永恒的课题，通过以上实施效果的分析，该技术可以及时感知到漏损的发生，并迅速、准确的锁定漏损范围，大大提高测漏工作的效率，节约大量的水资源，降低供水成本，提高供水安全可靠性，推广该技术可创造可观的经济效益和社会效益。本项目的实施内容可以作为示范进行推广，扩大应用规模，带来更大的应用效果。同时，为进一步提升漏损控制水平，可以在此项目基础上尝试与DMA分区管理以及区域压力控制技术相结合，从技术手段、管理手段、理念认知上改善现有的漏损管理水平。
[1] CJJ 92—2002，城市供水管网漏损控制及评定标准[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
吕 伟(1983- )，男，工程师
TU991
A
