北京市供水管网漏失监测预警控制系统构建及应用

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1、雹l≯搿水掣CITYANDTOWNWATERSUPPLY·供水管网改造与漏损控制·北京市供水管网漏失监测一预警一控制系统构建及应用供水管网漏失监测项目组1’2(1．北京市自来水集团，北京，100089；2．中国科学院生态环境研究中心，北京，100085)摘要：为保障供水管网安全运行、降低管网漏损，北京市自来水集团与中国科学院生态环境研究中心合作成立了供水管网漏失监测项目组，基于供水管网地理信息系统(GIS)，以帕玛劳(Permalog)漏失监测记录仪、巡视仪为支撑设备，开发了供水管网漏失监测一预警一控制系统，并在二环核心区、

2、奥运场馆周边、重要路口与桥区等重点区域进行了工程示范，初步形成了供水管网漏失监测一预警一控制集成应用的综合工作模式。关键词：供水管网；漏失控制；监测一预警一控制系统开发1引言供水管网漏损是大多数供水企业面临的重要问题，若以管道漏失率计，我国许多大中城市的供水管网相对较高，而单位管道长度漏水量也较发达国家明显偏高。近年来北京市供水管网进入高速发展期，并以每年200多公里的速度增长。目前市区供水管网总长为7852．84km，服务面积665．95km2。管网规模快速拓展为管网安全运行与漏失控制带来了新的困难与挑战。在此形势下，如何

3、保障供水管网安全运行、降低管网漏失率，成为北京市自来水集团面临的重大挑战。我国大多数供水企业仍主要沿用被动检漏法、人工音听检漏法等传统检漏方法，且存在如下主要缺点：(1)缺少计划性；(2)受人员技术水平、工作经验及现场条件等方面限制，检漏效果受到了一定影响；(3)人员劳动强度大等。国外近年来开发了基于管道破损声音信号的漏失监测记录仪，以监测夜间用户用水量最低、环境背景噪音最小时段的连续声音信号，并根据所信号强度、带宽、频率等做出判断与识别，将存储信息以无线方式发送至巡视仪，进行信号收集与处理。此设备可实现对管网漏损的有效监测

4、，并提高漏损点判断与定位效率。但是，如何高效、科学、合理地利用记录仪，并以此为基础建立适合特大型环状供水管网及运行管理140城镇供水增刊2010特点的供水管网漏失监测、预警与控制技术系统，国内外仍未开展过相关研究开发工作，尚缺乏大规模的工程应用案例。为此，北京市自来水集团与中国科学院生态环境研究中心合作，基于供水管网地理信息系统，以帕玛劳漏失监测巡视仪和记录仪为支撑设备，开发了供水管网漏失监测、预警与控制系统，并结合北京奥运会、“两会”、“十七大”等重要政治活动，以北京市二环核心区、奥运场馆周边、重要路口与桥区等为示范区进行

5、了工程示范，并逐渐延伸拓展到北京市区管网范围，初步构建了供水管网漏失监测一预警一控制系统的综合工作模式，为今后该技术系统在北京市供水管网的大规模应用奠定了重要基础。2供水管网漏失监测一预警一控制系统构建2．1系统概述在供水管网运行与漏失管理中，需要解决如下关键问题：1)如何有效监测并及时发现漏失；2)如何预测评价不同区域或管段的漏失概率，并对漏失高发区采取相应的技术与工程手段；3)如何实现管网分级分区管理；4)如何实现大量漏失监测仪器及监测数据的管理与信息挖掘。针对上述需求，开发了包括漏失监测、漏失预测预警、独立计量分区(D

6、MA)漏失控制、漏失监测系统资产管理等子系·供水管网改造与漏损控制·统的城市供水管网漏失监测一预警一控制系统。2．2漏失监测子系统在复杂的管网系统上科学设计布设方案，合理安装漏失监测记录仪，是开展漏失监测的晕要基础，直接影响区域漏失监测的整体效率。考虑到城市管网系统的庞大、复杂、未来监测区域扩大等因素，有必要设计一个可推广性强，能够适用于各种管网系统的快速、有效的监测布设方法。基于上述因素，利用地理信息系统(GIS)技术，以网络分析理论为基础，发展设计了基于GIS的漏失监测优化布设方案(图1)，实现J，快速、科学、有效的漏失

7、监测优化布设。图2给出了北京市二环中心区漏失监测记录仪的优化布设方案。对于北京市特大型城市供水管网，如何系统管理大量的漏失监测信息并科学合理地指导供水企业开展高效的信号监测、漏失排查、管道维修、管网维护是该系统的重要任务之一。其中，在漏失监测记录仪优化布设的基础上，建立漏失监测布设点位的信息信号数据库是构建漏失系统的基础。正基于此，为实现对大量的漏失监测点位和漏失监测信息进行方便、快捷、系统性管理，以及基于漏失信号数据的管网系统状况评估，开展城市供水管网分区是前提与基础。另一方面，在日常漏失监测点信号收集过程中，也需要在供水

8、管网分区的基础上进行分区监测与管理，以方便供水管理部门、应用部门对这种地理区域性明显的漏失监测工作的有效指导和相关信息的管理。为此，针对计算机信息管理特点与要求，以基于网格划分的层次模型为基础进行研究区域范围内的较大尺度层次的管网漏失监测区分区与编码；在此基础上，将七述分区结果进行进一步细