供水管網(wǎng)壓力監(jiān)測點(diǎn)布置

供水管網(wǎng)壓力監(jiān)測點(diǎn)布置一、布置壓力監(jiān)測點(diǎn)的目的實(shí)時掌握管網(wǎng)水壓分布情況對于實(shí)施優(yōu)化調(diào)度、控制管網(wǎng)漏損、降低爆管事故發(fā)生率從及供水能耗控制具有重要意義。因此，為實(shí)時掌握供水管網(wǎng)水壓的分布情況，需在管網(wǎng)中布置一定數(shù)目的壓力監(jiān)測點(diǎn)。二、常用的分析方法目前國內(nèi)對給水管網(wǎng)水壓監(jiān)測點(diǎn)布局的研究方法主要有敏感度分析法、聚類分析法、經(jīng)驗(yàn)法等。1、經(jīng)驗(yàn)法顧名思義這種方法是根據(jù)供水公司多年積累的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行測壓點(diǎn)的布置。優(yōu)點(diǎn)：能準(zhǔn)確找到管網(wǎng)低壓區(qū)的位置、最不利點(diǎn)及壓力變化敏感區(qū)，通過在線測壓設(shè)備的安裝可以及時了解這些地區(qū)水壓的變化情況，從而及時的指導(dǎo)供水生產(chǎn)調(diào)度。缺點(diǎn)：主要是對于舊管網(wǎng)需要具有多年工作經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員參與測壓點(diǎn)的布設(shè)，并且單純地依靠經(jīng)驗(yàn)也不能保證布置方案的科學(xué)合理性。對于管網(wǎng)中的諸如水力分界線及最不利點(diǎn)位置的判斷往往會出現(xiàn)偏差，影響監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行效果。適應(yīng)性：這種方法主要適合于運(yùn)行時間較長，管網(wǎng)供水規(guī)律比較穩(wěn)定，沒有微觀水力模型的供水管網(wǎng)。對于新建及改擴(kuò)建的管網(wǎng)，由于其運(yùn)行時間較短，并沒有實(shí)際累計經(jīng)驗(yàn)，對管網(wǎng)的運(yùn)行工況還沒有全面掌握，所以不適合運(yùn)用這種方法。2、聚類分析法該方法是以模糊聚類理論為基礎(chǔ)發(fā)展出的測壓點(diǎn)優(yōu)化布置方法。將管網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)按照一定的聚類原則及模糊評判標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分組，根據(jù)模糊聚類所得出的結(jié)果進(jìn)行測壓點(diǎn)所示區(qū)域的確定，然后進(jìn)行聚類中心位置的確定，即測壓點(diǎn)具體位置的選擇，通過該兩步工作已完成測壓點(diǎn)布設(shè)的理論工作部分，在理論分析的基礎(chǔ)上再通過現(xiàn)場條件的勘查與比較最終確定測壓點(diǎn)的建設(shè)位置及方法。優(yōu)點(diǎn)：有一定的理論基礎(chǔ)為依托，布置結(jié)果可靠、準(zhǔn)確，并且該方法選擇的測壓點(diǎn)具有較好的代表性。缺點(diǎn)：該方法理論性強(qiáng)，對測壓點(diǎn)布設(shè)工作人員的水平較高，而且該方法需要有詳細(xì)的管網(wǎng)資料（如詳細(xì)的管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)果、節(jié)點(diǎn)水量信息等），另外由于涉及到大量的分析、計算，工作量巨大。3、敏感度分析法利用水力學(xué)、拓?fù)鋵W(xué)的基本原理，建立管網(wǎng)壓力監(jiān)測點(diǎn)的靈敏度矩陣和方程，通過靈敏度分析，不僅可以找出管網(wǎng)中的壓力變化最靈敏點(diǎn)，而且還可根據(jù)靈敏度排序進(jìn)行管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)分區(qū)，從而根據(jù)工程實(shí)際要求進(jìn)行壓力監(jiān)測點(diǎn)布置。優(yōu)缺點(diǎn)與聚類分析法相似，都需要工作人員具有較高的理論水平，并且需要大量的水力及靈敏度分析計算。下面以敏感度分析法為例，詳解計算原理：（1）計算原理

?靈敏度分析模型及原理由管網(wǎng)構(gòu)造瑁講中的演*字恒原理建立了管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)選理性方程：式中郭港接節(jié)點(diǎn)和，的管段流置;規(guī)定:流出為正確人為員j4點(diǎn)，的?靈敏度分析模型及原理由管網(wǎng)構(gòu)造瑁講中的演*字恒原理建立了管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)選理性方程：式中郭港接節(jié)點(diǎn)和，的管段流置;規(guī)定:流出為正確人為員j4點(diǎn)，的節(jié)點(diǎn)水量式中也一號段水去損失>0一管良庠阻T根據(jù)所求水去糊失計算公式的不同年值為L852或2一在此央2靖、此一節(jié)點(diǎn)7相對某一基準(zhǔn)點(diǎn)的水底將一，3）代入代⑴毋M—管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)總數(shù)由水力學(xué)理論可知.任一笛段的流量與管&網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間節(jié)點(diǎn)壓力及水頭損失的關(guān)奈省?出?Hl"H,二肛4tt=（*（/，心11=1冉；,為計算H便將式⑵改為：u_h、-此1 乂〃」出j12~~ ~I +0,=0將式國以節(jié)點(diǎn)方程粗用式掩H的雅的蚊救監(jiān)甘，并考慮在飲水系斷的正常運(yùn)行狀態(tài)下節(jié)點(diǎn)壓力在瞬間交化混小-故忽略泰勒城故二次以上圍得：』月|#th■4?持A種，回*fh…E…+3HH\再生!-1ff.'w一第r個節(jié)點(diǎn)胡始平衡時節(jié)點(diǎn)壓力向量bH,一節(jié)點(diǎn)i由于受干擾時產(chǎn)生的水壓變住值式（為記為:

布"nN

式中4——英跳

2影響度分析

出式⑸可知：力局=。3與『不鄰南當(dāng)J=J，是主對斑元素時將式［外、（［。）式11）代入式｛7｝將：（2）相關(guān)案例研究得出的結(jié)論①靠近水源點(diǎn)的靈敏度最大，根據(jù)巴甫洛夫斯基公式，D越大，磨阻S越小，則靈敏度a..越大。②管網(wǎng)末梢節(jié)點(diǎn)的靈敏度相對較大這也與傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)布置法，在管網(wǎng)起端和末端布置壓力監(jiān)測點(diǎn)相吻合。三、測壓點(diǎn)選址原則在結(jié)合城市整個供水管網(wǎng)現(xiàn)狀及規(guī)劃建設(shè)情況，具體分析目前管網(wǎng)中已經(jīng)存在的在線或離線測壓點(diǎn)的位置、類型、可用性的基礎(chǔ)之上，盡可能充分利用現(xiàn)有資源、避免重復(fù)建設(shè)，在測壓點(diǎn)布置時一般遵循以下原則：1、管網(wǎng)水力分界線城市供水系統(tǒng)如果屬于多水源環(huán)形管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并且情況復(fù)雜，涉及面廣。那么在數(shù)分鐘內(nèi)需水量的變化便可引起管網(wǎng)壓力的大幅度變化，其水力分界線往往是配水最不利的地區(qū)，最能反映管網(wǎng)的配水偏差情況。管網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)首先應(yīng)選在水力分界線處的干管上。2、管網(wǎng)最不利點(diǎn)、控制點(diǎn)管網(wǎng)末梢也屬于配水的不利處，能較好的反映管網(wǎng)的配水偏差情況。另外，地面高程與配水壓力有密切的關(guān)系，在地面高程偏高或偏低處（相對水廠高程而言）的配水服務(wù)壓力對調(diào)度工作影響較大。為了保證管網(wǎng)末梢及高差特異點(diǎn)有合理的服務(wù)壓力，在這些地區(qū)設(shè)置管網(wǎng)測壓點(diǎn)是很有必要的。3、大用戶水壓監(jiān)測點(diǎn)為了確保重點(diǎn)部門和特殊用戶的正常用水，在為其供水的干管上設(shè)置測壓點(diǎn)。有許多用水大戶，由于用水量大其用水量的變化影響著區(qū)域壓力的變化，并且為了保證其用水的安全性，也需要在其附近布設(shè)在線測壓點(diǎn)。4、主要用水區(qū)域在用戶集中地區(qū)或用水大戶附近，管網(wǎng)壓力容易波動起伏，故這些地區(qū)可以作為輔助監(jiān)測區(qū)，設(shè)置測壓點(diǎn)。5、大口徑管段交叉處在大管段相交處設(shè)置測壓點(diǎn)，可結(jié)合測壓點(diǎn)記錄數(shù)據(jù)分析發(fā)生爆管等管網(wǎng)事故的影響因素及其與管道壓力的關(guān)系，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為減少事故、合理調(diào)度提供有力輔助。6、反應(yīng)管網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度工況點(diǎn)包括增壓泵站前，水廠出廠管段等對管網(wǎng)調(diào)度工況變化反應(yīng)較敏感的區(qū)域，在這些區(qū)域設(shè)置在線測壓點(diǎn)，有助于了解調(diào)度計劃的實(shí)施情況及管網(wǎng)狀態(tài)對調(diào)度命令的反應(yīng)。7、管網(wǎng)中低壓區(qū)壓力監(jiān)測點(diǎn)通過低壓區(qū)壓力監(jiān)測點(diǎn)的設(shè)置，可以及時監(jiān)測這些區(qū)域的供水壓力，通過壓力信息的反饋及時調(diào)度，保證供水服務(wù)質(zhì)量。8、供水管網(wǎng)發(fā)展區(qū)域預(yù)留監(jiān)測點(diǎn)為了適應(yīng)城市供水中長期的發(fā)展需要，考慮在供