新一代供水管网远程监测系统及其应用展望.pdf

新一代供水管网远程监测系统及其应用展望水 杰亚信息技术(福州)有限公司沈 强 1监测系统的t要性及目前应用上存在的问曩 1．1管网监测的重要性 如果把城市供水管网各组成部分看成是一个满足一定功能要求的有机整体，那么管网系 统的供水压力就是这个动态系统的“脉搏”。通过把握这个系统的脉搏来做到优质安全供水 的努力可以一直追溯到上世纪四、五十年代。随着目前我国各大中城市的供水目标逐渐从解 决长期困扰城市发展的供水不足转到优质安全及优化供水上来，管网系统的供水动态监测已 日显重要和刻不容缓。 通过布设在供水管网系统上的传感器监测设备对各种供水要素进行测量，如水厂水池、 水库水位，水泵供水量及出水压力，供水区间压力、水流及水质分布等，并将这些数据适时 传回供水生产调度中心供生产管理人员分析、应用是供水管网监测系统的典型应用。同时， 这些实测数据又是企业挖潜改造，提高供水效率和城市管网改建／扩建的宝贵依据。 根据实测的管网区间压力分布数据，在满足管网规定的服务压力前提下调整供水泵站机 组的不同工况组合可以提高泵站机组供水效率，达到降低电耗的目的。如根据一个地区的用 水特点：用水周期，高峰及低谷用水量和用水压力要求可以制定供水泵站的较优工况组合。 由于电耗在供水成本中会占有高达40％左右的比例，降低供水电耗无疑是供水企业提高供水 效率，降低成本的一条重要途经。 更重要的是，实测的管网区间压力分布数据还是制定在不影响供水质量情况下调整供水 压力方案的重要依据。降低供水压力，或在不同供水区间，不同供水时断降低供水压力是目 前国际上控制管网漏水损失的最有效方法(称作压力管理／PressureMana．gement)。漏水量 与用户用水量不同，它的大小直接与管内压力和漏水处孔洞或裂缝的面积有关，而裂缝大小 又与压力有关。研究和实测资料表明：漏水量与管内压力的平方根成正比。举例来说，’如果 某一地区的供水压力能够在保障正常供水的情况下降低10％，则该地区的漏水率能有效地降 低5一lO％。对于目前多数供水管网系统的20～30％的漏水率，将漏水率降低五个百分点对供 水企业来说具有巨大的经济效益。 不仅如此，对供水系统的“压力管理”还能有效地减少管网爆管事故发生的频率。研究 资料表明：管网系统发生爆管的频率与系统内压力的三次方成正比。这意味着若将管内压力 增加一倍则管网系统内发生爆管的频率将增至八倍。换句话说，在不影响系统正常供水的情 况下减低供水压力能显著降低系统内发生爆管的频率。 1．2目前监涓系统应用上存在的问息 【注】：我公司基千GlS、移动或宽带通信的“供水／气／油管网远程智能监测系统”已获得2005年度国家 高新技术开发福建省^类项目资助。项目编号：2005H048。杰亚公司已就该系统的部分技术核心申 请中国专利。 349 在我国目前除一、二类水司和少数三类水司设有供水调度室，能够把管网中若干点的压 力和水厂主要运行参数即时传送到调度室(有的还能对机泵或阀门进行遥控)进行不同程度 的监控外，多数水司还不知道即时的管网服务压力情况，只凭经验规定不同时期泵站出水压 力幅度。对管网供水系统实现“压力管理”从而达到减少漏损，降低事故发生频率的工作还 处于起步阶段，有着巨大的发展空间。 即使对一些设有管网监N／控系统的水司雨言，由于缺乏有效的监测数据管理和数据分 析应用方案，这些系统目前在供水生产、管理中发挥的作用和因此而产生的效益还是十分有 限的。 为什么供水管网监测系统目前在我国多数水司还没有得到有效的应用，发挥其应有的作 用，真正起到供水系统的脉搏作用呢?我们分析，原因有如下几点： (1)对建立管网监涓系统的重要性认识不足、不全面。直观上认识到监测系统在供水系 统中的“脉搏”器作用，能对供水系统的运行调度提供即时数据，起指导作用。但对这些数 据在系统压力管理，减低漏损，降低事故发生率方面的作用认识不足。 (2)对建立管鄹监浏和控制系统的目的性不明确。长期以来一直抱着系统应既能对管网 动态要素进行“监测”又能即时地因应监测数据对机泵或阀门进行优化控制的良好愿望。其 实，“测”和“控”是自动控制过程的两个方面，在实现上却有着质的差异。可以说对不同 地区的不同供水管网系统进行监测的技术手段、方法是有着共性的。不仅如此，对供水管网 系统的监测方法同样也可能适用于供气、供油等系统。不同之处可能仅仅在于对信号的采集 方法，采用不同