供水管网压力管理1

当前，城市供水管网漏损控制的方法有许多种，概括起来主要有以下四种策略：1)管网的维修管理，管道材质及阀门的更换。2)紧急抢修。3)永不间断的检漏修漏。4)采用压力管理方法降低管网的压力。夜间最小流量测定法是在夜间着眼于不使用水的时段内漏失的调查方法。把区域周围的阀门关掉，调整到封闭状态。把区域周围的某一个阀门打开，测定其流量，此时的最小流量值即为漏失量。测定时可以使用各种的探测仪器，包括使用高精度可搬式最小流量测定仪。如果漏失水量未超过允许值，则认为符合要求，不需要在该区进行漏失探测；如果漏失水量超过允许值，则需在该区进行漏失探测仪检漏。该方法能够很好的快速进行测量区域内漏失量的测定，判断是否存在大型的漏失，结合漏失检测仪器对该区域内的管网进行漏失点定位。2．3．3．2区域测漏法关闭检漏小区与外界联系的阀门，仅留装有在线流量计的旁通管。测定一段时间，测得的最低流量可视为区内管网的漏水量。如果通过关闭区内阀门，对比流量变化，可确定漏失的管段。如果漏失水量未超过允许值，则认为符合要求，不需要在该区进行检漏；如果漏失水量超过允许值，则关闭部分阀门，缩小测漏地区，再比较缩小地区前后的最低流量。如果流量不变或在允许值内变化，则说明除排出在外的那条管段漏失情况正常。如果差距较大，则说明该条管段又漏水。用这样的办法可以一步步地把所有可能漏水地点缩小到两个闸门之间的管段上。该漏失探测方法能够将区域内的管网漏失点尽量缩小在最小范围的区域内，甚至于缩小在某一条管段上，然后利用漏失探测仪器进行漏失精确定位。这种方法的特点是简单实用，只要测量仪器有足够的精度，就能够很好的解决管网漏失点位置难以确定的难题。但是该方法需要将管网划分为足够小的区域以方便测量，同时需要投入大量的人力物力并进行培训。日本的许多地区就利用这种方法进行漏点探测。例如东京都地区就将整个地区划分为24个设定地域，每个地域包括了8个支所、17个事业所进行漏失的探测、维修。但是效果非常的明显，在?年时间里，将管网漏水量为2亿l千6百In3，漏失率为12．7％降低到漏失量为1亿5千万m3，漏失率为年配水量的8．9％。3．3瞬态流进行管段漏失点测试利用瞬态流进行管网漏失点测试的研究是近几年来兴起的管网测漏方法。利用管网中流体瞬态变化，考虑漏失点出现对流态的影响，应用网格法或者反问题法进行瞬态分析，确定管段漏点[24，32，34]现在有效的瞬态分析方法分为两种，阻尼法和反射波法。阻尼法是指当瞬态压力波沿管线传播时，管道的摩擦阻力和漏失将引起整个瞬态过程的衰减。这样通过将有漏失存在时管道的阻尼与没有漏失时管道的阻尼相比较，检测出漏失的存在并将其定位。2001年Wang成功地完成了单管的实验室验证，但由于管网中很多非管元件都会产生阻尼，从中很难区分出漏失产生的阻尼与反射，因此该方法目前还不能应用于环状管网。反射波法是指当一个行进的瞬态压力波到达～处漏失点时，压力波被部分反射，另一部分将继续传播。如果能区分出反射波信号(通常是第一个反射波)，那么就可确定漏失位置，即反射时间乘以波速的一半。应用这种方法，1999Brunone用一根直径93．8mm、长352米的聚乙烯管对～漏失点(其面积为管道截面积的5％)成功地完成了测试。2000年Leeetal用一根直径22mm的铜管，对漏失点为直径lmm的孔口进行测试，同样得到了正确的结果。但目前将这种方法应用到实际管网还很困难，因为管网中的任何非管元件都可能产牛瞬态反射，单纯的漏失反射很难确定。瞬态流分析方法是立足于单管分析的方法，还难以应用于复杂的实际管网，并且实际应用中的干扰因素非常多，因此不足以指导实际的管网的漏点检测。综合以上所述，可以看出这些漏失点的探测方法大部分需要建立在精密仪器的基础上，并且投入大量的人力物力。我国现在所用的这些漏失探测仪器基本上从国外进口，造价非常的昂贵，比如一台德国产雷迪相关仪进口价格是35万。但是在我国北方一些地区(管网埋深较深)，所受条件的限制非常的多，仪器使用的效果并不明显。同时我国现有的水司也难以集中大规模的人力进行长期的漏失点探测和检查。先进的漏失探测仪器能够探测出管段上大规模的漏失。但是我国现在的管网漏失大部分来源于管段的小型漏口的漏失，还包括管段部件的渗漏。这些小型的管段漏失用仪器探测一般是难以探测出来的，因此使用这些探测仪器来降低我国的管网漏失量是不经济的。策略3固然是主动控漏，但是对于不可避免的漏失(背景渗漏)是很难通过检漏方法检测到的，这类漏失中虽然对于每一个漏水点而言，漏水量非常微小，但是漏点大量存在，积少成多，漏水总量还是相当可观的，占物理漏失量的很大一部分。．4压力管理压力管理即在保证用户正常用水的前提下，通过加装调压设备，根据用水量调节管网压力为最优的运行条件。压力管理方法的优点显而易见。若管网压力过高，即使积极采取主动检漏、修补漏点的措施，也无可避免地会不断出现新的漏点，造成“补老漏出新漏’’的恶性循环。采取压力管理方法，确保供水管网满足用户压力需求的前提下降低管网的富余压力，可大大降低管网由于压力过高造成漏失的频率，尤其是对降低背景渗漏等不可避免的漏失有很好的效果。另外，压力管理还可以有效降低爆管事故发生的可能性，延长管道的使用寿命。综上所述策略4则能有效减少背景渗漏量。因此，压力管理方法被认为是一种减少供水管网漏损最为快速、有效的主动控漏方法。4压力管理的方法压力管理可采用的技术手段有多种。所有这些手段都是为了能搞制定出一个成熟的方案以更好地控制给水管网的压力，并且达到预期的目标。具体手段有以下几种：4．4．1划分供水区域为了增加对水压的控制，采用积极的分区方法控制漏失就涉及到把一个大的管网划分为一定数量的DMA，而在DMA进水边界设置长期的流里表以计量流量，必要时，这些水表处还需安装减压阀。对每个DMA或一组DMA进行压力管理，保证管网在最优压力下运行。分区的前提条件是用水区域内用水点的地面标高差异大，供水区域大，用水区内的水压分布悬殊，水压的分布差异增大，可能分为高压区和低压区。特别是在水压高的地区，地区内的水压维持在较高的水平，若再加上管道老化，非常容易导致漏失率增大。为此，按照地形的需要采用分区供水方式，能够降低供水区域内水压的过高或者过低。从而降低管网的漏失水量。我们都知道供水分区能够减少能量的浪费。在给水管网分区的同时，通过合理的管道配置、压力控制设备的配置，可以从对整个供水区域的压力控制转变为对单位区域内的水压管理。因此，高压区及低压区问题就可以解决，而且与分区前相比，还能够改善每个最高值和最低值。另外，可使分区后的每个区域的水压缩小，因此可降低平均水压／kP。均衡用水区水压，这样减少了因为压力过高而导致的管网漏失，减少因水压高而产生的管道事故，增强管网的安全可靠性。分区边界设定方法：区域的边界通常受到地面标高，地形(江河、铁路等)、道路等的限制。另外，尽可能考虑不发生死水(积滞水)，使管道末梢部分形成环状。除此之外，还要考虑把在末端部分能设置排水设备的地方当成管末端。同时，计划给水管网分区规划时，应该考虑规划要求年限及规划需水量等制定条件。随时间的推移，这些规划要求值也要发生相应的变化。因此，重要的是，使管网分区规划也要适应规划要求值的变化，使供水干管配水条件良好。分区供水的效果，一般来说表现在区域内水压均衡，断水区域缩小等。但是，在进行给水管网分区时，目前是将联络的管道采用阀门隔开。当管道发生事故时，供水可靠性减小，管道末端部分易出现死水现象等，这是不利因素。供水分区需要考虑的问题：(1)分区的层次数(2)区域的规模(3)区域界限的设定方法(确定给水管网的独立性)(4)加强供水管道等的设施功能分区供水模型可以用于通过制定把整个网路分成小的区域同时调节阀门调整系统的流量和压力来减少管网漏失量。根据管网的特性，DMA可以有几种划分形式：·一条或多条进水管供水的区域·一个完全分开的区域(也就是没有过境流量进．wtl：连的分区内)：●一个有过境流量进入一个或多个毗连的DMA之V,J．2安装减压阀就整个供水系统而言，是没有必要进行阀门的开启调节的，毕竟调节阀门的开启度降低压力是能量的一种浪费。因为管网的供水压力来源于水厂泵站和调节构筑物。但是在局部区域(比如靠近水厂出水口的小区)压力过高，远远高于用户的正常用水要求，因此应用调节阀门控制压力，保证正常供水的基础上，降低因压力过高而导致的供水管段漏失问题。这里所述的调节控制阀门主要是减压阀。随着科技的不断发展，近年来各种类型进口和国内自行研制的给水减压阀广泛用于高层建筑、城市给水管网水压过高的区域、矿井及其他场合。实践表明，应用减压阀的给水减压保障系统与传统的调蓄减压池相比，具有占地少、技术特性稳定的优点。作为一种自动降低管路工作压力的专门装置，它可将阀前管路较高的水压减少至阀后管路所需的水平。减压阀减少的水的漏失率几乎同给水系统的水压大小成正比，因此减压阀具有改善系统运行工况和潜在节水作用，据统计其节水效果约为30％。国外对于阀门的控制进行了多方面的应用。依托管网的管理软件，对给水管网进行时时管理，不断的监测管网实际运行情况。根据管网监测点传输的数据，读取流量和压力信息，然后调用漏失控制模块，进行降低漏失量计算。计算结果直接反映在阀门开启度上，通过安装在阀门上的遥控装置或者操作工人，指导阀门实际的运行。阀门的调控运行，操作较简单，降低漏失量的效果好，计算速度较快，能够快速指点管网实际的操作。利用目前管网存在的阀门资源，能够带来相对更好的经济效益和社会效益，并且节约相对较多的人力、物力。综合比较各种方法的优益，可以看出，调节阀门能够利用现有的管网资源，在保证用户连续、安全用水的前提下，简单、有效的解决城市给水管网漏失量过高的问题，更加适合我国目前的国情130．3修建调蓄减压池重力流输水系统采用减压池减压后可降低管道的承压能力，提高系统的能量利用率，降低工程总造价，尤其对首尾落差较大的重力流输水系统来说其效果更加明显。[31]．4安装加压泵站在管网地面标高相差很大区域，给供水管网的规划设计及运行调度带来一系列的问题。由于管网各部分地面标高相差太大，容易造成低区管内压力过高，发生爆管及管件损坏；而高区则会出现管网压力不足，甚至不能将水供至最不利点。由于地形高差大，必须实施分区供水，并设加压站及调节构筑物，进行中途加压，这样使二级泵房的扬程只须满足加压泵房附近管网的服务水压。当二级泵房附近的管网用水量占很大比例时，所节约的抽水能量极为明显。同时也可保证管网各部分供水压力更均匀，便于用户使用，也降低了管网的事故率。．5调节泵站输出压力水泵开停次数多，闸门开关频繁，就会使管内水流速度不断发生变化，水锤作用连续发生，致使管道损坏。调节泵站输出压力，并且避免频繁开停水泵，这样就使得管网中压力变化波动趋于平缓。