1.1供水系统
1.1.1监测范围选择依据
(1)管网老化区域管网
管网建设年代久远,通常管网发生破损问题较大,根据管网本身属性和历史发生事件的统计分析,结合数理统计,优先选择管网老化区域的管段所在区域进行监测。
(2)人口密集区域的供水管网
发生在人口密集区域的供水管道,一旦发生供水事故,可能会对居民正常生活造成较大影响,或者位于重要路段,因管网事故而带来的次生衍生灾害多。需要对该区域内因管道异常而带来可能的爆管、路面塌陷事件进行提前预警监测。
(3)敏感区域周围的供水管网
敏感区域需要稳定的后勤保障,正常的供水是保证以上部门正常工作的基础。因此需要对以上部门周围的管网进行监测,确保该区域周围管网的安全和稳定运行。
(4)管网周边环境威胁较大区域的供水管网
如位于快车道路面下的管道,因受地面交通压力影响而易受到损坏;酸碱腐蚀性强的土壤环境下,对于碳钢材质的管道影响较大。此类管道需要针对相应的风险,进行针对性的监测。土质类型较为脆弱的位置,管网上期渗漏可能会引发管网沉降,需设置相应安全监测。
1.1.2监测内容
1.1.2.1供水水厂水质
水质安全是供水安全的重要内容。结合《城市供水水质标准》中对出厂水检测参数的要求和淮北市供水水质实际状况,可通过监测出厂水的浊度、余氯、PH值、硬度和CODMn等参数进行水质健康状况评估。通过水质在线监测可实时获取出厂水水质信息,保障出厂水水质安全和提高水质突发事件预警能力。
1.1.2.2供水管网流量
流量是供水管网运行的一项重要参数,也是供水企业最为关心的指标之一,管网中用户用水或管道泄漏都会造成管道流量的增加,流量的大小与供水管网的运行状态稳定性、用户使用情况以及供水企业经营状况密切相关。因此通过监测管道的流量,将为供水管网的监测报警和预测预警提供依据,并为供水企业的日常精细化管理提供基础数据。
1.1.2.3供水管网压力
压力也是供水管网运行的又一个重要参数,压力的大小关系到管网的运行安全和用户用水的稳定性。压力过大会增加供水管道的泄漏和爆管概率,同时增加供水企业的能耗,压力过低会影响居民用水的稳定性。供水管网压力的大小是反应管网运行稳定性和健康状态的重要指标。因此通过监测管道的压力,将为供水管网的监测报警和预测预警提供依据,为供水企业的降耗管理和精细化管理提供基础数据。
管网上泵和阀门突然的启闭容易造成水锤的产生,瞬间的压力增大对管道的安全产生重大威胁,多数的突发性爆管与水锤有密切的关系。因此通过监测管道内的瞬间压力变化,捕捉水锤产生的信号,对管道的安全状况进行提前预警,为管道的日常管理和巡检养护提供依据。同时高频压力还可以及时监测到管网漏水的瞬时压力变化,为管道漏水预测和定位提供数据。
1.1.2.4供水管网漏失声波
供水管道是压力管道,当管道发生泄漏时,泄漏口会发出特定频率的声波。通过监测漏失声波,可以直接判断出管道是否漏水,结合数据相关性分析,还可以实现漏点的精准定位。对福州市供水管网的漏失信号进行监测,可以指导管道维护和应急处置工作,防止持续泄漏导致爆管或地下空洞等事故的发生。
1.1.3主要设备
1.1.3.1水质监测仪
水质监测仪用来实时监测供水的水质情况,在供水管道上取水后自动输送到检验室进行检验,对不同地区的水质情况,可选择PH、余氯、硬度、浊度、氨氮含量等水质参数进行监测。
针对供水水质特性,可选用但不限于以下检测模块:
(1)高精度浊度仪
(2)微量余氯/总氯分析仪
(3)高精度pH计
(4)硬度分析仪
(5)氨氮分析仪
1.1.3.2流量计
流量计用来监测管网某一节点处的瞬时流量和累计流量,按监测原理分为电磁流量计、超声波流量计。按设备安装方式又可分为外夹式、插入式、管段式等形式。
1.1.3.3高频压力计
压力计用来监测管道节点的实时压力,按数据采集频率分为普通压力计和高频压力计两种,高频压力计具有采集传输频率更高,响应速度更快的特点,并可根据监测需求,预设传感器的采集频率和数据上传频率。
1.1.3.4漏失监测仪
漏失监测仪是基于声音信号检测的漏失监测常用设备,其主要工作原理是把记录仪放置在被监测的管道上,通过定时采集管道上漏失噪声强度的带宽信号,分析噪声强度在所采集强度信号上的正态分布,判断管道是否漏水。
1.1.3.5物联网网关
物联网网关可以实现感知网络与通信网络,以及不同类型感知网络之间的协议转换,既可以实现广域互联,也可以实现局域互联。运营商网络可通过物联网网关设备与底层传感器连接,实现传感器数据的远程传输。