20180722智慧水务资料包06漏损控制徐强管网漏损智慧化控制的关键问题探讨

徐强|中国科学院生态环境研究中心2018.06.01第六届饮用水安全保障技术交流会l庞大的管网与落后的技术之间的矛盾l复杂的问题与匮乏的认知之间的矛盾l高昂的成本与有限的投资之间的矛盾数字化：通过将信息转化为数据成为计算资源，由计算机进行计算处理，使其成为有用的信息。网络化：信息可以在网络中互联互通，通过通信传输，将分散的信息转化为集成的信息，从而得以更好地应用。智慧化：根据需求将感知信息进行加工建立智慧系统，实现智慧化应用。智慧化：根据需求将感知信息进行加工建立智慧系统，实现智慧化应用。本真：事物的本源、真相。高效：更快速、更经济、更便捷。适用：没有放之四海皆准的智慧。评价检测控制工作方向评价结果指标选取漏损率？单位管长漏损？管网漏失指数？问题1：漏损用什么指标评价？问题1：漏损用什么指标评价？漏损率用于横向比较城市A27%城市B16%城市A1.85万m3/km/aB优于Av.s.漏损率城市B3.43万m3/km/a单位管长漏损量v.s.A优于B漏损率用于纵向比较新华社.《在通州建设行政副中心、中心城区疏解15％人口——聚焦北京解决“大城市病”破局之变》：到2020年，北京市城区人口力争减少15%按目前北京市管网漏损率为16%计算，北京市中心城区人口减少15%会导致其漏损率增加2.3%退步？？问题1：漏损用什么指标评价？最小夜间流量/日均流量l初始状况夜间压力低，日间压力高。l采取措施夜间压力不变，降低日间压力。l效果节水7.3%问题1：漏损用什么指标评价？如果采用最小夜间流量/日均流量来表示，不降反升！管网漏失指数（ILI）CARLILIUARLmpc18250.8UARLLLNP应用难点:（1）CARL的计算；（2）Lm,Lp的确定优点：考虑了不同管网属性（管长、用户连接数）和运行工况（压力）的影响，更加科学。问题1：漏损用什么指标评价？管网漏损指数（WLI）cwlswlQWLIQswl750.673.21QLNwl750.994.72QLN漏损量基准值考虑了管长和水表数的影响，在我国应用具有较好的数据基础。问题1：漏损用什么指标评价？问题2：如何用好最小夜间流量？总分表差？反映的是漏损，不是漏失。最小夜间流量？包含正常夜间用水。用于确定一个区域内的漏失水量常见错误：1MNF0maxp(X)exp()1exp()!!tnmnmnnm问题2：如何用好最小夜间流量？影响因素：•DMA内（有效的）户数•最小夜间流量的监测时间间隔净夜间流量？可以，但是正常夜间用水量如何扣减很重要。每个DMA都是不同的，都有唯一的可以达到的最小夜间流量极限！DMA漏损控制目标模型0.721.412(0.000410.000140.0015)LMNFLLNAPR2=0.80用于确定一个区域内最大节水潜力问题2：如何用好最小夜间流量？问题3：DMA规模的确定？2000户？5000户？8000户？1.81.30.820.58问题4：新增漏损如何预警？问题4：新增漏损如何预警？问题1：在用水和漏损都不稳定的情况下，如何通过流量变化确定发生了新的漏损？问题2：报警阈值设定为多大？l时间序列数据中噪声信号（随机夜间用水）的剔除l多源数据的融合（流量数据+听音检漏数据）问题4：新增漏损如何预警？SCADA系统监测的原始数据：无法支撑流量趋势的判断流量分解：在原始数据上将流量分解为日均流量和最小夜间流量，并将二者相互参照，判断流量异常，提高判断准确率。流量变化异常判断方法问题4：新增漏损如何预警？漏失预警阈值设定2013-2015年监测到的漏点流量分布1.6211.23lPe累积概率漏点流量00.340.10.510.20.700.330.980.41.160.51.460.672.130.72.290.82.940.997.800.99911.53单个漏点流量（L/s）0.34预警阈值0.982.13问题4：新增漏损如何预警？Warning2014/08/01：“疑似新增漏失发生，漏失量约为1.56L/s，每年约损失49259m3水，建议前去排查。”流量异常判断预警阈值模型问题5：漏损控制策略如何优化？nLkP减小k：漏点修复、管网更新减小P：压力控制漏点修复：投资较少，最基本管网更新：投资最高，最根本压力控制：投资较高，最高效问题：最适合采用哪种措施？压力控制对降低漏损的效果：总体有效；效果各异2013-11-202013-12-202014-1-202014-2-202014-3-202014-4-202014-5-20051015202530354045Period1Period4Period3pressure(m)andflow(L/s)时间Period2问题5：漏损控制策略如何优化？考虑了管材、管龄、管长、户数、压力对漏损的影响，更加科学。0.721.412(0.000410.000140.0015)LMNFLLNAP问题5：漏损控制策略如何优化？mpc18250.8UARLLLNP目标漏损值是否应为UARL？存在问题：•计算出来的值普遍远低于国内实际情况•计算值为真实漏失，需要准确的水平衡分析•未考虑管材、管龄，无法支持管道更新效果的预测目标值设为LMNF更合适0.721.4CINCIP=(0.00041+0.00014+0.0015)LMNFLLNAPDMA漏损控制策略•检漏(参数无变化)•控压(P改变)•管网更新(L和A改变)预测LMNF当前MNF成本计算效益预测漏损控制策略优化问题5：漏损控制策略如何优化？DMA属性DMA1DMA2DMA3LCI(km)3.893.500LNCI(km)01.0712.8NP(103properties)4.071.385.60A(yr)23.010.26.00P(m)30.028.040.7PO(m)26.026.026.0CMNF(Ls-1)12.55.906.65不控压时理论LMNF(LMNFP)(Ls-1)8.622.076.63控压时理论LMNF(LMNFPO)(Ls-1)7.041.863.55检漏节水量(CMNF-LMNFP)(Ls-1)3.883.830.02控压节水量(LMNFP-LMNFPO)(Ls-1)1.580.213.08检漏并控压节水量(CMNF-LMNFPO)(Ls-1)5.464.043.10优化的漏失控制策略LD+PRLDPRDMA当前信息LMNF预测结果预期效益成本:LD=10,000元;PR=100,000元；LD:检漏;PR:控压问题5：漏损控制策略如何优化？问题6：非DMA管线的漏损控制2ln34.95.67140.018275.70583.98()0.2552.53310ttteet破损记录模型化管道破损模型建立Legendgx_2ndringlamda_NHPP.255003-.263585.263586-.456376.456377-.941884.941885-1.9051001.905101-55.2108992ln34.95.67140.018275.70583.98()0.2552.53310ttteet重点监测区重点监测区问题6：非DMA管线的漏损控制问题7：决策支持系统的开发DMA流量监测分析管线破损概率评估决策支持系统是加速管网漏损智慧化的重要工具p重视基础资料和监测数据的收集。p切忌生搬硬套现有的理论和方法。谢谢！敬请批评指正