供水管網(wǎng)壓力監(jiān)測點(diǎn)的選擇與使用

仇麗

摘要：城市給水管網(wǎng)的調(diào)度工作需要大量的給水管網(wǎng)中的水壓信息數(shù)據(jù)，筆者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，談?wù)劰芫W(wǎng)壓力監(jiān)測點(diǎn)的布控選擇以及使用中的看法。

關(guān)鍵詞：供水管網(wǎng);壓力監(jiān)測點(diǎn);選擇與使用

在城市供水管網(wǎng)上選擇合適的點(diǎn)位安裝壓力傳感器，作為壓力監(jiān)控點(diǎn)，其不間斷收集的詳細(xì)數(shù)據(jù)，可以用于給水管網(wǎng)的水力模型構(gòu)建和供水情況監(jiān)控。同時對壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行“去偽存真”，辨別其代表的真實(shí)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對管網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量的整體掌握。

1 供水管網(wǎng)壓力監(jiān)測點(diǎn)的重要作用

城市供水管網(wǎng)壓力數(shù)據(jù)能夠反映出城市給水系統(tǒng)的供水效率和供水服務(wù)水平，為城市供水總調(diào)度能科學(xué)合理的控制供水水量、水質(zhì)和水壓提供決策，并為通過信息化手段提高整體的服務(wù)水平提供數(shù)據(jù)支撐。同時，通過對管網(wǎng)供水狀況的分析，主要是對足夠數(shù)量的壓力監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)分析，可以加強(qiáng)管網(wǎng)漏損的監(jiān)控，以進(jìn)一步減少供水損失。

2 供水管網(wǎng)壓力監(jiān)測點(diǎn)的選擇

1）數(shù)量上符合規(guī)定?！冻擎?zhèn)供水管網(wǎng)運(yùn)營、維護(hù)及安全技術(shù)規(guī)程》CJJ207-2013的5.1.3規(guī)定：管網(wǎng)壓力監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)根據(jù)管網(wǎng)供水服務(wù)面積設(shè)置，每10km2不應(yīng)少于一個測壓點(diǎn)，管網(wǎng)系統(tǒng)測壓點(diǎn)總數(shù)不應(yīng)少于3個，在管網(wǎng)末梢位置上應(yīng)適當(dāng)增加設(shè)置點(diǎn)數(shù)。

2）全域性。測壓點(diǎn)應(yīng)該分布到整個供水區(qū)域，從而對整體情況有全面了解。城區(qū)環(huán)狀管網(wǎng)，用水人口較密集，需相對多分布;鄉(xiāng)鎮(zhèn)多為樹狀管網(wǎng)，供水流向較單一，可選擇在末端或最高點(diǎn)（瓶頸點(diǎn)），可少布設(shè)。

3）關(guān)鍵點(diǎn)布設(shè)。在供水不利處、控制點(diǎn)處、供水分界線處（多個水廠供水結(jié)合部）、用水比較集中區(qū)域，國家重要部門或單位布設(shè)測壓點(diǎn)。

4）供水主管取點(diǎn)。測壓點(diǎn)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(nèi)泄壓嚴(yán)重的管段，出現(xiàn)影響片區(qū)水壓的判斷。結(jié)合實(shí)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(diǎn)情況也較多。

5）安裝水力模型的水司，也可以應(yīng)用給水管網(wǎng)靈敏度系數(shù)計算管網(wǎng)的全部節(jié)點(diǎn)，選擇對壓力變化比較敏感的節(jié)點(diǎn)增設(shè)測壓點(diǎn)，但測壓監(jiān)測數(shù)量也不宜過多，對調(diào)度判斷作用不大。

6）按需增加，適時調(diào)整。筆者在實(shí)際工作中，測壓點(diǎn)數(shù)量從13年前的10個，逐年增設(shè)至目前的150余個，有供水范圍擴(kuò)大的需求原因，也有逐步在供水調(diào)度過程中結(jié)合用戶反映增設(shè)的點(diǎn)位的原因。過程中，需密切關(guān)注管網(wǎng)建設(shè)情況，去除廢除管道上的已經(jīng)沒有意義的點(diǎn)。

3 供水調(diào)度壓力控制點(diǎn)的選用

在實(shí)際運(yùn)行中，應(yīng)對管網(wǎng)壓力監(jiān)測點(diǎn)分類使用，選擇其中重要點(diǎn)位作為調(diào)度控制點(diǎn)，根據(jù)這些點(diǎn)的壓力值的變化，調(diào)度員可以準(zhǔn)確的下達(dá)開停機(jī)指令。其余管網(wǎng)壓力監(jiān)測點(diǎn)用于監(jiān)控管網(wǎng)運(yùn)行、收集管網(wǎng)規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.1調(diào)度控制點(diǎn)的選擇

調(diào)度控制點(diǎn)不宜過多，一個廠（站）對應(yīng)選擇1、2個點(diǎn)。

3.1.1服務(wù)壓力控制點(diǎn)

服務(wù)壓力控制點(diǎn)是服務(wù)該片區(qū)基本需求的壓力，一般對商業(yè)集中區(qū)選用。可選擇該片區(qū)內(nèi)平均標(biāo)高的點(diǎn)位控制點(diǎn)。由于商業(yè)區(qū)人口集中，用水起伏較大，重要性較高，可選用2個作為調(diào)度壓力控制點(diǎn)，也避免設(shè)備本身出故障時備用。

3.1.2瓶頸控制點(diǎn)

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

3.1.3能效控制點(diǎn)

現(xiàn)在城市供水多為多源、多點(diǎn)供水，每個廠（站）的運(yùn)行能耗不一樣，另外現(xiàn)在增壓站的蓄水能力較大，但同時對前端用戶影響也較大?？稍趦蓚€水廠交匯處（結(jié)合管網(wǎng)流向監(jiān)測）安裝測壓點(diǎn)，指示在哪種情況下可以開能耗更小的水廠機(jī)泵;在大型增壓站的前端集中用戶安裝測壓點(diǎn)，用以指示是否可以泄壓蓄水。

4壓力監(jiān)控點(diǎn)的采集數(shù)據(jù)的特殊表現(xiàn)形式

壓力監(jiān)測點(diǎn)分布范圍廣、數(shù)量多、距離遠(yuǎn)，個別還地處偏僻，目前較多采用GPRS的通信方式實(shí)時向調(diào)度中心傳送管網(wǎng)壓力在線儀表的監(jiān)測數(shù)據(jù)。調(diào)度中心通過軟件接收、管理實(shí)時壓力數(shù)據(jù)。正確解讀壓力曲線的表現(xiàn)形式可以了解對應(yīng)采壓點(diǎn)的真實(shí)管網(wǎng)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(dāng)取壓點(diǎn)緊鄰無負(fù)壓供水設(shè)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(qū)域性的供水增壓站，擁有較大蓄水池的企業(yè)用戶等，當(dāng)蓄水池進(jìn)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(diào)度中心應(yīng)結(jié)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(diào)整在用水低峰時段。

3）監(jiān)測終端傳感器故障

作為供水調(diào)度人員應(yīng)該經(jīng)常了解所有壓力點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，當(dāng)曲線規(guī)律明顯變化時，應(yīng)及時從源頭尋找原因。

如圖2所示，雖然該點(diǎn)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(guī)律明顯不一樣。經(jīng)現(xiàn)場核實(shí)，因附近施工，傳輸信號的線已損壞過，正負(fù)極線只是簡單的擰結(jié)，雖然可以感應(yīng)到壓力，但輸出信號已經(jīng)不準(zhǔn)確了。

圖3中所示的壓力監(jiān)測點(diǎn)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(nèi)水體結(jié)冰膨脹，導(dǎo)致壓力感應(yīng)明顯超高，但軟件平臺仍會實(shí)時收到現(xiàn)場傳輸?shù)某邤?shù)據(jù)。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(xiàn)一天中短時間壓力明顯下降的情況（紅色框所選）。

壓力監(jiān)測點(diǎn)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(jié)語

隨著城市的發(fā)展，智慧水務(wù)的建設(shè)需求，都需要對管網(wǎng)更充分的、真實(shí)的認(rèn)識，這需要調(diào)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(shù)據(jù)傳遞的信息，確保供水系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]李田，鄭瑞東，朱軍.排水管道檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].中國給水排水，2006，22（12）：11-13.

[2]黃璐，李樹平，周巍巍，等.基于原有測壓點(diǎn)的供水管網(wǎng)壓力監(jiān)測點(diǎn)優(yōu)化布置研究.給水排水，2013，39（2）：119～122

[3]李元培，何萍，喬爽.對供水調(diào)度問題的幾點(diǎn)探討[J].水與水技術(shù)，第三輯 312-314

（作者單位：南京江寧水務(wù)集團(tuán)有限公司）