城市供水管网测压点的优化布置及压力测量方法探究
供水管网压力的优化设计方法探讨
供水管网压力的优化设计方法探讨随着城市化进程的不断加速，城市的人口密度和用水量也日益增加。
供水管网作为城市基础设施之一，其压力的稳定性和高效性对于城市供水的正常运行以及水资源的合理利用起到了至关重要的作用。
因此，供水管网的优化设计方法也越来越引起人们的关注。
首先，我们需要了解供水管网的压力及其作用。
供水管网压力是指管网中输送液体的压力，包括水源压力、输送管道的水力损失以及用户端的压力。
在供水管网中，压力的稳定性与合适的压力大小对于正常供水以及处理废水等任务的处理效果具有重要的作用。
过高的压力不仅会导致直接的物理损坏，而且还会增加水泄漏等用水量异常大的现象。
过低的压力则可能无法满足日常的正常用水需求。
因此，供水管网的优化设计方法应当能够定量化地分析和确定供水管网的合适压力。
其次，供水管网的压力优化设计要考虑管道网络的复杂度和变化。
一个完整的供水管网可能由数十甚至近百个管道组成，不同管网的功能、位置和结构也有所不同。
而在管道运行的过程中，因为不同的水源分配以及不同的用户需求等原因，管道网络的水流量也会不断变化。
因此，对于供水管网的优化设计，需要通过对各个管道网络的水流量进行定量分析和优化，进而确定适当的压力大小。
为了实现这一目标，供水管网可以采用以下的压力优化设计方法：1. 管道的降压分流：选择合适的降压分流点可以有效地降低管道的输水压力，从而避免水源流失以及管道破裂等失效的情况。
分流点的选择需要结合管道流量、长度和层数等因素进行定量分析和计算。
2. 管道的管径选择：不同径向管道的压力损失系数不同。
在设计时，需要根据流量、泵站的位置和用户需求等因素选择最合适的管径。
合理的管径选择可以提高供水管网的稳定性，降低运行成本。
3. 管道的增压站的设计：位于供水管网中的增加压力的水泵或泵站可以将水源压力加强，从而保证管道中水流爬升和流动速度的稳定性。
增压站的设计要根据供水管网的水流量具体情况进行合理的安排，以达到稳定管道压力的目的。
供水管网测压点优化布置
供水管网测压点优化布置
浅谈供水管网测压点的优化布置
摘要：在城镇供水管网的优化调度和管网模型校核中，需要管网的压力信息，因而要布置一定数量的测压点。
如何最优的布置管网中的测压点，协调投资省和信息全的矛盾，需要选择合理的测压点布置方法。
本文从经验法和理论分析法两个角度，阐述了选择测压点的可行方法，并经实例检验，得出了满意的结果。
关键词：供水管网测压点优化布置
0前言
为保证供水管网的服务质量和安全运行，通常在供水管网系统中布置一定数量的测压点。
测压点布置的数量和位置，依据目的不同而略有差别。
合理布置测压点的数量和位置，不仅可以节省投资，而且可以更好的为达到布置目的而服务。
合理布置测压点可以达到以下两种目的。
（1）为调度中心提供监控信息，实现供水管网优化调度。
通过测压点传输的信息，分析供水管网日常工作时的压力分布情况，从而监控供水管网的工况。
当管网中某点压力出现剧烈变化时，往往反映出异常事故的发生，从而为调度提供辅助决策。
（2）为供水管网模拟系统提供校核数据。
通过测压点的监测信息，可以用来评价供水管网模拟系统的精确度，为管网水力模拟计算的参数值提供校核数据，从而为实现供水管网的优化调度打下坚实的基础。
1测压点布置方法。
管网压力分布实验实验报告
管网压力分布实验实验报告管网压力分布实验实验报告摘要：本实验旨在通过实验方法研究管网压力分布的规律。
通过在管网中设置不同位置的压力传感器，测量不同位置的压力值，并分析得出管网中压力的分布情况。
实验结果表明，管网中压力分布呈现出一定的规律性，可以为管网设计和优化提供参考依据。
1. 引言管网是现代城市的重要基础设施之一，其正常运行对于城市的供水、供气等方面具有重要意义。
而管网中的压力分布情况则直接影响着管网的运行效率和安全性。
因此，研究管网压力分布规律对于管网的设计和优化具有重要意义。
2. 实验方法本实验选取了一段长度为50米的管道作为实验对象。
在管道的不同位置设置了压力传感器，用于测量不同位置的压力值。
实验过程中，通过调节供水压力，记录不同位置的压力值，并进行数据处理和分析。
3. 实验结果与分析通过实验测量得到了不同位置的压力值，并进行了数据分析。
实验结果显示，管网中压力分布呈现出一定的规律性。
在管网的进水口处，压力最大，随着管道长度的增加，压力逐渐减小。
同时，在管道的分支处，压力也会有所变化，分支处的压力较主管道处略低。
进一步分析发现，管网中的压力分布受到多种因素的影响。
首先，管道的长度是影响压力分布的重要因素之一。
管道越长，水流经过的阻力越大，从而导致压力下降。
其次，管道的直径也会对压力分布产生影响。
管道直径越大，水流通过的面积越大，阻力越小，压力下降越小。
此外，管道的材质和管道内的摩擦力也会对压力分布产生一定的影响。
4. 实验误差与改进在实验过程中，由于设备和操作的限制，可能会引入一定的误差。
例如，压力传感器的精度限制、管道内部的摩擦力未考虑等。
为了减小误差，可以采取以下改进措施：提高压力传感器的精度、考虑管道内部的摩擦力、增加实验数据的重复性等。
5. 实验应用与展望管网压力分布的研究对于管网的设计和优化具有重要意义。
通过了解管网中压力的分布规律，可以合理安排管道的布局和设计，提高管网的运行效率和安全性。
供水管网压力监测点布置(2)
供水管网压力监测点布置一、布置压力监测点的目的实时掌握管网水压分布情况对于实施优化调度、控制管网漏损、降低爆管事故发生率从及供水能耗控制具有重要意义。
因此，为实时掌握供水管网水压的分布情况，需在管网中布置一定数目的压力监测点。
二、常用的分析方法目前国内对给水管网水压监测点布局的研究方法主要有敏感度分析法、聚类分析法、经验法等。
1、经验法顾名思义这种方法是根据供水公司多年积累的经验进行测压点的布置。
优点：能准确找到管网低压区的位置、最不利点及压力变化敏感区，通过在线测压设备的安装可以及时了解这些地区水压的变化情况，从而及时的指导供水生产调度。
缺点：主要是对于旧管网需要具有多年工作经验的技术人员参与测压点的布设，并且单纯地依靠经验也不能保证布置方案的科学合理性。
对于管网中的诸如水力分界线及最不利点位置的判断往往会出现偏差，影响监测系统的运行效果。
适应性：这种方法主要适合于运行时间较长，管网供水规律比较稳定，没有微观水力模型的供水管网。
对于新建及改扩建的管网，由于其运行时间较短，并没有实际累计经验，对管网的运行工况还没有全面掌握，所以不适合运用这种方法。
2、聚类分析法该方法是以模糊聚类理论为基础发展出的测压点优化布置方法。
将管网中的节点按照一定的聚类原则及模糊评判标准进行分组，根据模糊聚类所得出的结果进行测压点所示区域的确定，然后进行聚类中心位置的确定，即测压点具体位置的选择，通过该两步工作已完成测压点布设的理论工作部分，在理论分析的基础上再通过现场条件的勘查与比较最终确定测压点的建设位置及方法。
优点：有一定的理论基础为依托，布置结果可靠、准确，并且该方法选择的测压点具有较好的代表性。
缺点：该方法理论性强，对测压点布设工作人员的水平较高，而且该方法需要有详细的管网资料（如详细的管网拓扑结果、节点水量信息等），另外由于涉及到大量的分析、计算，工作量巨大。
3、敏感度分析法利用水力学、拓扑学的基本原理，建立管网压力监测点的灵敏度矩阵和方程，通过灵敏度分析，不仅可以找出管网中的压力变化最灵敏点，而且还可根据灵敏度排序进行管网节点分区，从而根据工程实际要求进行压力监测点布置。
基于分区模型的城市供水管网压力监测点布置
基于分区模型的城市供水管网压力监测点布置何忠华;袁一星【摘要】为掌握整个城市供水管网的压力分布情况,提出基于供水管网分区模型的压力监测点布置方法.首先采用欧氏距离度量供水管网中任意两两节点在一个运行周期内水压波动的相似度;然后按照给定的分区内最大允许欧氏距离限定要求,依次对每根管段上两个端节点的子区归属进行判断,从而实现对管网的分区;最后在各子区内选择一个最能代表本子区节点水压波动情况的节点作为压力监测点.将该分区布置模型应用干东北某市开发区的供水管网,分区结果表明,各子区内的所有节点是连通的,任意两两节点间的欧氏距离均在给定的最大允许值范围内,并且不同的最大允许欧氏距离形成不同精度的分区方案.在各子区内布置一个压力监测点,当压力监测点布置数目为4时,平均相对误差为4.53％,此时基本能反映供水管网的压力分布情况.【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》【年(卷),期】2014(046)010【总页数】5页(P37-41)【关键词】供水管网;压力监测点;分区模型;欧氏距离【作者】何忠华;袁一星【作者单位】哈尔滨工业大学市政环境工程学院,150090哈尔滨;安徽工业大学建筑工程学院,243032安徽马鞍山;哈尔滨工业大学市政环境工程学院,150090哈尔滨【正文语种】中文【中图分类】TU991.33实时掌握管网水压分布情况对于实施优化调度［1-2］、控制管网漏失［3-4］、降低爆管事故发生率及供水能耗具有重要意义［5-6］.为实时掌握供水管网水压的分布情况，需在管网中布置一定数目的压力监测点.目前，关于供水管网压力监测点的布置方法主要有敏感度分析法［7-9］、聚类分析法［10］、遗传算法寻址法［11］和相关性分析选址法［12］等.这些方法在实际工程中得到了一定的应用，但仍存在一些问题:压力监测点布置数目的多少普遍是人为指定的，未建立起监测点布置数目与监测精度之间的关系；节点聚类的依据仅仅是各节点水压在数字大小上的相似程度，未考虑节点在管网中的区域属性，导致聚类后归属同一类的节点可能是散布在管网不同位置上的节点，而不是构成一片区域的节点集，因而难以有效反映管网压力的区域分布情况并有效指导优化调度；基于节点流量摄动的水压敏感度分析法在流量摄动值的设定上显然带有主观性，而且敏感度分析是基于单工况分析的，未考虑延时工况，不能反映实际管网中的水压波动情况；遗传算法寻址法搜索空间巨大，计算费时，也可能搜寻不到最优解.为此，以东北某市开发区供水管网为例，尝试构建充分考虑节点区域属性和延时工况的分区模型，在分区的基础上进行压力监测点的布置，并建立监测点布置数目与监测精度的关系.1.1 欧氏距离要全面准确地掌握整个供水管网的压力分布情况，客观上要求在每个用户节点均布置测压点.考虑到现代城市供水管网系统的规模，这种布置方案在投资和运行费用上均相当可观［13］.因此，在满足管网压力监测精度及经济要求的前提下，选用尽可能少、有代表性的节点作为压力监测点以获取整个城市供水管网的压力状况尤为重要［14］.“有代表性”节点的选择必须先对管网中所有节点根据其水压波动的相似度进行分区，将压力变化相似的节点划为同一个子区，再从子区中选择一个最能够代表本区压力波动的节点作为监测点，监测点的压力值反映子区内所有节点的压力值.“相似性”的度量一般采用欧氏距离［15］.假设供水管网中各节点在一个水力运行周期T内的水压数据可表示为i=1，2，…，J；t=1，2，…，T，J为管网中的节点总数，节点i与节点j的欧氏距离可表示为式中:rij为节点i与节点j的欧氏距离，反映了节点i与节点j水压波动的相似程度．rij越小，说明节点i与j的水压波动越相似，被化为同一个子区的可能性也越大．1.2 分区算法分区模型的计算流程如图1所示，主要计算步骤如下:1）数据准备:①子区内节点间的最大允许欧氏距离值ε；②分区后的结果存放在矩阵District中，该矩阵是J×J型，每一行代表一个子区．2）按照管段的编号顺序，从管段1开始搜索，直到搜索完管网中所有管段为止. 3）对于管网中的任一管段k，其对应的端节点为i和j．当搜索到管段k时，先判断节点i是否已被划分到某个子区内（即节点i是否已在矩阵District的某一行内）.如果节点i已被划分到某一个子区内，转到步骤4），否则节点i自成一个新的子区（即将节点i赋给矩阵District中的一个新行）.4）判断节点j是否已被划分到某个子区内:①如果“否”，则先找出节点i在矩阵District中所在的子区（行），然后判断节点j与节点i所在子区（行）中所有节点之间的欧氏距离是否均满足小于ε．如果“否”，节点j自成一个新的子区（行）；如果“是”，则将节点j加入到节点i所在的子区（行）中．②如果“是”，则先找出节点j在矩阵District中所在的子区（行），然后判断节点j所在子区（行）中的每个节点同节点i所在子区（行）中所有节点之间的欧氏距离是否均小于ε．如果“是”，则将节点i所在的子区（行）和节点j所在的子区（行）合并成一个子区（行）；如果“否”则转到步骤5）．5）对管段k+1依次按照步骤3）和4）进行分区，直至进行到NP根管段被划分完毕为止.6）输出分区的结果矩阵District.1.3 子区内压力监测点的确定供水管网经过分区后，在每个子区内选择一个最具代表性的节点作为本子区的压力监测点.在一个水力运行周期内，对于一个包含n个节点的子区，与其余n-1个节点平均欧氏距离最小的节点，其水压波动情况也最能反映该子区内各节点的水压波动情况，即将其定为该子区的压力监测点．因此，使得平均欧氏距离取最小值的节点i即为该子区压力监测点的布置位置，即此外，在子区内选择监测点时，也须适当兼顾管网中的一些特殊点，如水压最不利点、大用户点、供水分界线、管网末梢以及加压泵站前后等水压控制点或水压变化敏感点.对于不包含特殊点的子区，按照最小平均欧氏距离值选择压力监测点；对于仅包含两个普通节点的子区，选择第一个节点作为压力监测点；对于包含一个特殊点的子区，直接将其指定为该子区的压力监测点；对于包含多个特殊点的子区，则按照最小平均欧氏距离值择优选择特殊点.总之，各子区内压力监测点的布置需综合考虑理论计算结果、特殊节点、监测点施工的可行性以及工程需求等因素和约束.2.1 工程概况研究案例为东北某市开发区的供水管网，服务面积为17 km2，日用水量为5.2万m3／d，用水量变化曲线如图2所示.根据管网简化原则对该管网进行简化，结果如图3所示.该供水管网管道总长约42.2 km，由38个用户节点、61根管段、1个水源和1个高位水池组成.由于管网铺设广、深埋于地下且受干扰因素多等原因，运营维护管理工作难度较大，管道泄漏和爆裂等事故屡屡发生，严重影响人民的正常生产和生活.为保证供水管网安全运营，须在管网中布置一定数目的水压监测点.通过及时掌握管网的水压分布情况，可以有针对性地进行优化调度，维持科学合理的水压分布，降低能耗，保证管网运营的经济性.同时也便于建立起降低供水管网漏损率和爆管率、保障管网正常运营的安全管理模式，为开展针对管网运营安全和预防事故发生的运营调度模式研究和开发提供依据.要实现以上目标、获取有价值的水压数据，水压监测点的布置是关键.供水管网中压力监测点布置主要包括确定压力监测点布置数目、每一压力监测点所代表的子区和监测点的布置位置等3方面的内容.本文针对这3项内容，在现有研究的基础上进一步研究考虑延时工况、监测点布置数目和监测精度的压力监测点布置方法. 2.2 分区结果及分析分区前先设定一些参数，一个水力运行周期T取24 h，ε的变化步长取0.01.通过计算，分区数目N与子区内最大允许欧氏距离ε的变化关系如图4所示．可以看出，供水管网分区数目随子区内最大允许欧氏距离的增大而减小.子区内最大允许欧氏距离越小，分区及监测点数目越多，监测精度也就越高，但投资也大；反之则分区及监测点数目越少，精度越低，投资也小.2.3 监测点布置结果及分析当各子区内最大允许欧氏距离取7.37，8.63，11.5和15.26时，供水管网分别可分为5，4，3和2个子区，分区结果及监测点的布置位置如图5所示.可以看出，被划分在同一个子区内的节点在子区是有管段连通的节点集，也是集中分布在管网中某个区域的节点集，说明提出的分区模型确实反映了节点的区域属性.为检验压力监测点布置的准确性，以平均相对误差度量监测精度，并定义为式中:分别为节点i在t时间的水压监测值和模拟值，Eavg为平均相对误差．利用美国环保署开发的EPANET软件对开发区供水管网的水力工况进行模拟，得到各节点的水压值.以各监测点的水压作为其所代表子区内所有节点的水压，并与各节点水压模拟值进行比较，得到不同分区数目下的平均相对误差，如表1所示.在不同分区数或监测点数目下，各节点和整个供水管网在一个运行周期内的平均相对误差如图6所示.由图6（a）可知，分区数为2和3的曲线部分重合，这是由于两者有一个相同的监测点25.大体上看，随着分区数目的增加，各节点的相对误差下降.由图6（b）可知，不同分区数目下供水管网水压的平均相对误差曲线均与用户的用水量变化曲线相似，在用水高峰的9时和18时，误差均比较大.这是因为在用水量较大时，管网中各管段的流量大，水头损失也大，导致各子区内节点的水压值差别也大，从而降低了监测点水压的代表性，误差增大.但随着分区数的增加，监测点布置数目增多，管网的平均相对误差下降.从表1可以看出，当监测点布置数目从4增加到5后，平均相对误差降低甚微，但投资会显著增加.结合图5可知，当压力监测点布置数目为4时，监测点分布均匀，最不利点和管网末梢点等特殊位置均布有监测点，平均相对误差为4.53%，此时基本能反映整个供水管网的压力分布情况.1）提出了基于供水管网分区模型的测压点布置方法，以管段为搜索对象，依次判断各管段上两个节点的监测子区归属情况，最终将整个供水管网划分成若干个监测子区.2）该法全面考虑了各节点在一个水力运行周期内的水压波动情况，而不是以单一工况下的水压数据为布置依据.3）该法具有“多目标”布置的思想，无需事先给定监测点数目和精度，求解后会得到不同精度、不同测压点数目下的节点分区结果.在分区的基础上进行压力监测点的布置并建立了监测点布置数目与监测精度的关系，从而为压力监测点的布置提供多组规划方案.4）根据管段的编号逐个将节点分区，有效地保证了各子区内所有节点在管网中是连通的.5）该算法性能稳定，根据编号从小到大搜索，不存在因初始计算节点的不同影响收敛速度的问题.6）该法用于测压点布置合理可行，计算效率高，代表性强，适用性好，能准确反映供水管网的压力分布情况，增强了水压管理的科学性.【相关文献】［1］GIUSTOLISI O，LAUCELLI D，BERARDI L.Operational optimization:water losses versus energy costs［J］.Journal of Hydrauli Engineering，2013，139（4）:410-423.｀［2］GIACOMELLO C，KAPELAN Z，NICOLINI M.Fast hybridoptimizationmethodforeffectivepump scheduling［J］.Journal of Water Resources Planning and Management，2013，139（2）:175-183.［3］WU Z Y，SAGE P，TURTLE D.Pressure dependent leak detection model and its application to a district water system［J］.Journal of Water Resources Planning and Management，2010，136（1）:116-128.［4］董深，吕谋，盛泽斌，等.基于遗传算法的供水管网反问题漏失定位［J］.哈尔滨工业大学学报，2013，45（2）:106-110.［5］MOUNCE S R，BOXALL J B，MACHELL J.Development and verification of an online artificial intelligence system for detection of bursts and other abnormal flows［J］. Journal of Water Resources Planning and Management，2010，136（3）:309-318. ［6］GIRARD M，STEWART R A.Implementation of pressure and leakage management strategies on the gold coast，Australia:case study［J］.Journal of Water Resources Planning and Management，2007，133（3）:210-217.［7］KANG D，LANSEY K.Novel approach to detecting pipe bursts in water distribution networks［J］.Journal of Water Resources Planning and Management，2014，140（1）:121-127.［8］陆仁强，张宏伟，牛志广.基于非线性映射理论的城市供水管网压力监测点布置方法研究［J］.水利学报，2010，41（1）:25-29.［9］刘书明，王欢欢，徐鹏，等.多目标大规模供水管网监测点的优化选址［J］.清华大学学报，2013，53（1）: 78-83.［10］黄廷林，丛海兵.给水管网测压点优化布置的模糊聚类法［J］.中国给水排水，2001，17（11）:50-52.［11］王伟哲，郄志红，刘美侠，等.基于改进遗传算法的供水管网故障监测点布置优化［J］.水力发电学报，2012，31（1）:15-19.［12］郭思元，刘遂庆，陈嵘.给水管网压力监测点的优化布置［J］.中国给水排水，2004，20（12）:82-84.［13］OSTFELD A，SALOMONS E.Optimal layout of early warning detection stations for water distribution systems security［J］.Journal of Water Resources Planning and Management，2004，130（5）:377-385.［14］FARLEY B，MOUNCE S R，BOXALL J B.Development and field validation of a burst localization methodology［J］.JournalofWaterResourcesPlanningand Management，2013，139（6）:604-613.［15］ISOVITSCH S L，VANBRIESEN J M.Sensor placement and optimizationcriteriadependenciesinawater distribution system［J］.Journal of Water Resources Planning and Management，2008，134（2）:186-196.。
给水管网测流测压与测点布置
给水管网测流测压与测点布置常淑卿鞠秀娟高乃云范瑾初(蓬菜市自来水公司) (同济大学环境工程学院)摘要：本文结合蓬莱市自来水公司测流与测压的实践，分别介绍了测压点的布置和测流点的选择；测压与测流的方法和测得的数据的整理及其应用。
给水管网的测流测压工作对保证供水服务质量、校核管网水力分析的计算结果、合理进行管网的改造和扩建以及提高管网的技术经济调度水平等都存在着不可忽视的影响。
测流测压工作已经引起了国内各自来水公司的重视，但对这项工作的量测方法与原理，以及结果分析与应用等有必要进行深入地探讨。
一、管网的测压1 、测压点位置的选择管网中的测压点应分布均匀且具有代表性，并能反应整个管网供水压力的全貌。
当出现管网压力分布不合理时，能及时调度各水厂的供水量和扬程，经济有效地调整供水压力分布。
也只有这样布置的测压点，才有助于提高管网调度的业务质量，使管网压力能够适应用户的需要，不致压力过高或过低，造成供水量不足或浪费供水电耗。
城市管网中的控测点应设测压点。
所测压力通常是用水高峰时水量调度的重要指标，累积这些数据又是给水系统改造和扩建的必需资料。
在多水源给水系统中，设置在供水分界线附近的测压点应该稍多一些，使其能更明显的反映出分界线推移的变化，为合理调整供水分区提供依据。
一般情况下，测压首先是为了观察、分析整个给水管网现有的输水能力，制订经济合理的调整方案，并为今后的管网改造与规划提供数据，故测压点宜设置在大管径干管的交叉点附近。
同时，测压也为了考察配水管网的供水能力，提供供水的服务质量，故还应在确保供水的地区、经常发生水压不足的地区或能考察调度质量的地区设置测压点。
这时测压点一般设置在中、小管径的配水管网上。
为了全面系统地掌握管网压力的分布情况，校对管网水力分析时原始资料是否符合实际情况，每年或每季度特别是每年用水量最大的这一天应进行比平时测压点更多的全面普测。
这样除了原设的永久性测压点外，根据需要和人力物力条件，在规定的时间 ( 一般不宜超过两个小时 ) 内增设若干临时测压点进行同时测压。
管网压力检测设置方案
管网压力检测设置方案背景在城市的供水系统中，管网的压力是一个重要的参数，它影响着水的流动速度和供水的稳定性。
为了保证供水系统的正常运行，需要对管网的压力进行实时监测和调整。
本文将介绍一种管网压力检测设置方案，以保障供水系统的稳定运行。
方案概述管网压力检测装置管网压力检测装置是整个方案的核心部分。
它通常由压力传感器、数据采集设备和数据处理系统组成。
压力传感器负责将管网中的压力转化为电信号，数据采集设备负责采集并传输压力数据，数据处理系统负责对采集的数据进行处理和分析。
管网压力检测点设置为了全面监测管网的压力情况，需要在管网的关键位置设置压力检测点。
通常可以通过以下几个步骤确定检测点的位置：1.分析供水系统的整体结构，确定关键位置：如水源、供水塔、换热站等。
2.根据关键位置确定进一步的检测点：如供水塔上、水源井口、管网交汇处等。
3.根据管网的布局和特点确定其他的检测点，以保证对整个管网的覆盖。
压力监测范围设定在管网压力检测过程中，需要设定一个合理的压力监测范围。
过高或过低的压力都可能会造成供水系统的故障或损坏。
一般来说，可以根据以下几个因素来设定监测范围：1.供水系统的设计工作压力范围。
2.监测到的实际压力数据。
3.管网的运行状况和历史数据。
压力监测频率设定为了获取尽可能准确的压力数据，需要设定一个合理的压力监测频率。
监测频率过低可能会导致数据的延迟和不准确，监测频率过高则会增加数据处理的负担。
通常可以根据以下几个因素来设定监测频率：1.管网的运行特点和变化情况。
2.数据处理系统的处理能力和存储能力。
3.需要获取的数据精度和及时性。
实施步骤1.针对具体的供水系统，进行供水系统的结构分析和压力需求分析。
2.确定关键位置，并在关键位置设置压力检测点。
3.确定监测范围和监测频率，并进行相应的设置。
4.配置压力传感器、数据采集设备和数据处理系统。
5.对设置进行测试和调整，确保系统的稳定运行。
6.定期对系统进行维护和检修，以保证系统的正常运行。
供水管网监测点的优化布置研究
建筑与预算CONSTRUCTION AND BUDGET2017年第2期DOI:10.13993/ki.jzyys.2017.02.009中图分类号：TU991.36文献标志码：B文章编号：1673-0402（2017）02-0034-03收稿日期：2016-09-10作者简介：孙光（1970-），男，工程师，主要从事市政工程养护管理工作。
管网监测系统是供水企业了解管网运行工况的重要工具，管网管理人员可以通过管网监测系统实现日常的管网监测调度和事故预警等功能。
而作为其中的一个重要环节，数据采集直接关系着管网运行工况的真实性和后续维护操作的高效性，因此数据采集工作也得到了更多的重视。
供水管网中数据的采集工作是通过在户外管网中布置监测点实现的，因此，合理布置供水管网监测点具有非常重要的意义。
供水管网监测系统主要是实现对管网水压、水质和水量等管网运行基本参数的监测。
而根据功能不同可将供水管网监测点分为水压监测点、水质监测点和流量监测点三类［1］。
监测点的布置一直是影响采集数据准确性的关键，因此，有学者不断研究和改进监测点的布置，本文在此背景下总结了几种监测点优化布置的方法。
1供水管网压力监测点的优化布置供水管网运行的水压参数是了解管网运行工况的一个重要指标，管网管理人员不仅可以通过管网运行的水压信息来进行供水调度，同时也可以通过局部水压的异常来进行管网事故预警。
因此，管网水压的信息采集是管网运行和维护的基础，如何进行水压监测点的合理布置，快速采集到准确的管网水压信息是提高供水安全的关键。
目前国内在压力监测点优化布置上较为常用的方法有两种：聚类分析法和灵敏度分析法［2］。
聚类分析法和灵敏度分析法的基本思想都是将具有相同或相似参数指标的节点归为一类，然后再从每类节点中找出最优的监测点布置位置。
而两种方法的区别就是节点指标参数的不同，前者是除灵敏度以外的其他参数，而后者是管网节点的灵敏度。
供水管网监测点的优化布置研究孙光（沈阳市大东区市政工程养护管理所，辽宁沈阳110000）摘要：准确和及时掌握供水管网的运行工况是供水企业进行管网日常管理和事故调度的基础，而供水管网监测点布置就是进行管网数据采集、掌握管网运行工况的重要环节。
供水管网压力分区方法的工程实践总结
供水管网压力分区方法的工程实践总结供水管网压力分区方法的工程实践总结供水管网压力分区方法是一种用于优化供水系统运行的工程实践方法。
通过合理划分供水管网的压力区域，可以提高供水系统的运行效率，并减少能源消耗。
下面将以步骤思考的方式对供水管网压力分区方法的工程实践总结进行归纳。
第一步：数据收集在开始供水管网压力分区的工程实践之前，需要收集相关的数据。
这些数据包括供水系统的布局图、管网的参数、供水压力数据等。
通过收集这些数据，可以为后续的压力分区工作提供基础信息。
第二步：压力分析根据收集到的数据，对供水管网进行压力分析。
通过分析供水系统的压力分布情况，可以了解管网的压力变化范围，并找出供水压力较高和较低的区域。
第三步：压力分区划分根据压力分析的结果，对供水管网进行压力分区划分。
一般来说，可以将供水管网划分为高压区、中压区和低压区。
根据不同区域的压力要求和供水能力，确定每个区域的压力范围。
第四步：管网改造和优化在进行管网改造和优化之前，需要对供水管网进行模拟计算。
通过模拟计算，可以评估管网改造前后的供水能力和压力分布情况。
根据模拟计算的结果，对供水管网进行改造和优化，包括管道的增加或减少、阀门的调整等。
第五步：监测和调整管网改造和优化后，需要对供水系统进行监测和调整。
通过监测供水管网的运行情况，包括压力、流量等参数，可以了解管网的运行状况，并及时调整管网的运行参数。
通过不断的监测和调整，可以保持供水管网的优化状态。
综上所述，供水管网压力分区方法是一种有效的工程实践方法，可以提高供水系统的运行效率，减少能源消耗。
通过数据收集、压力分析、压力分区划分、管网改造和优化以及监测和调整等步骤，可以实现供水管网的优化和提升。
未来，在供水系统建设和维护中，可以进一步推广和应用这种压力分区方法，提高供水系统的稳定性和可靠性。
供水管网测压点布置原则与方法
供水管网测压点布置原则与方法造成供水管线的爆裂的原因除管线老化外，还有一个主要原因是供水压力不稳，为了随时控制供水压力就需要在城市管网上建立在线测压点。
目前，进行给水管网在线测压点布设的方法主要有以下3种：经验法、聚类分析法和灵敏度分析法。
1、测压点的选定原则在结合城市整个供水管网现状及将来运行情况,并且具体分析目前管网中存在的在线或离线的测压点、测流点的位置、类型和可用性的基础上，尽可能充分利用现有资源、避免重复建设,在测压点布置时一般应遵循以下原则：①管网水力分界线；②管网水力最不利点、控制点；③大用户水压监测点；④主要用水区域；⑤大管段交叉处；⑥反映管网运行调度工况点;⑦管网中低压区压力监测点；⑧供水发展区域预留监测点;⑨管网测压点设置密度。
2、供水管网在线测压点布置方法、步骤①根据一定的水力计算结果并结合经验在给水管网总图上初选测压点位置；②现场勘查，具体分析所选拟建测压点位置建设的可行性，并且根据现场勘查情况可对初设测压点位置进行适当的调整以提高整个方案的可行性；③在建设过程中采用分步建设的方法，先对必要性强，位置重要的测压点进行建设，待微观模型建立后，通过模拟计算结果对管网工况进行分析，在管网压力敏感区增设在线测压点及对先前设置的测压点位置进行适当调整。
为达到测压点布置的预期目标,在线测压点技术方案的实施过程中须注意以下问题：①测压点的布置应采用理论与实践经验相结合的方式，为尽量保证布置的每一个点最优，应充分借鉴供水公司技术人员的丰富经验;③布置测压点时,先在图上找出测压点布设的大体位置，然后通过有计划地进行现场实勘工作，确定合理位置，确保方案的可实施性；③测压点最终详细位置确定之后，应交由各有关部门进行设备的安装,在安装测压设备时不能随意更改安装位置.④在建设过程中可考虑采用分步建设的方法，先对必要性强,位置重要的点进行建设，待微观模型建立后，通过水力计算结果对管网工况进行分析，在管网压力敏感区增设在线测压点。
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城市供水管网测压点的优化布置及压力测量方法探究
【摘要】城市供水管网节点水压不仅能反映管网的运行质量，也是对管网进行压力模拟的基础，及时掌握管网的水压信息能有效地监控管网漏水或爆管事故的发生。
从需求角度看，管网中每个节点的水压都应测量，但由于测压设备价格昂贵，所以需要根据投资额的大小，选择一些重要的、具有代表性的节点进行监测，因此需要对测压点的位置进行合理的布置。
而且，水压监测点在管网中的均匀分布能提高水压监测的灵敏度。
【关键词】市政给排水；优化布置；压力测量；灵敏度分析；经济有效；水压力分布
０引言
供水管网作为城市的重要基础设施，是社会生产和人民生活的命脉，对于保证城市经济的稳定发展、人民生活水平的提高以及社会的安定，有着举足轻重的地位。
但由于自然力、城市施工或其它人为因素的作用，供水管网会不可避免的遭到一定程度的破坏，从而造成部分自来水的漏失。
城市供水管网运行中出现的漏水现象不仅造成水源浪费，影响供水企业的经济效益，而且造成降压供水，影响用户用水，降低管道安全性，此外，对管道基础也造成破坏，甚至对其附近的建筑物、构筑物等公用设施带来潜在威胁。
所以，为确保安全经济，关键问题是对管道漏损进行及时控制。
１优化布置的原则
管网漏损情况下的测压点优化布置符合测压点优化布置的一般原则。
即：１.１管网中的测压点应分布均匀；
１.２所选测压点应具有代表性，能反映整个管网供水压力的全貌；
１.３当出现管网压力分布不合理时，能及时调度各水厂的供水量和扬程，经济有效地调整供水压力分布。
２管网分区
本文所指的管网分区不同于一般概念上的串联和并联分区，而是在对管网进行水力平差的基础上，按照供水管网系统的集结原理将现有的管网系统划分为若干区域，使系统的每一个节点属于且仅属于一个区域，且同区域中各节点的压力近似相等。
如果在系统的各种负荷运行条件下，供水管网系统中每一个集结区域内各节点的压力值均非常接近，则每一个集结区域就可以只设置一个压力监测点，该点的压力侧量值就可以粗略地反映该区域的压力状况，每个集结区域中所有节点的压力值越接近，监测点的压力值就越能反映该区域的水压力状况，测量误差就越小。
在对管网进行分区后，并不是区域内任一节点都适合进行压力监测点的布控，还需要对区域内节点压力的变化进行灵敏度分析。
３管网节点压力变化的灵敏度分析
管网中一个节点的压力变化时，会不同程度地引起其他节点的压力变化；而某一个节点的压力变化则包含着整个管网节点压力变化的信息。
灵敏度方程建立的基础是管网连续性方程和能量方程，即：
３.１连续性方程
３.２能量方程
４测压点位置的确定
设管网需要布置n个测压点，按管网分区的方法将整个管网划分为n个区。
因为一个确定的供水管网，在某一工况工作时，节点水压会受到节点流量的影响，当节点流量发生改变时，各节点水压值一般也会发生改变，但每个节点的改变程度通常不一样。
一般来讲，水压变化最大的节点灵敏度最大，最能反映管网运行变化情况。
所以按照这一思想，在对管网进行分区后，对各区域中节点水压变化进行灵敏度分析就能够确定每个区域的代表点，也就是水压监测点的最佳位置。
布置测压点的目的是使测压点的压力能够代表所在区域内的所有点的压力。
前已述及每个区域内的代表点的压力能够代表该区域的水压，对整个管网来讲，所有代表点（测压点）的所测压力就应能够代表整个管网的压力。
除此之外，测压点的灵敏性也是进行管网漏损监控的先决条件。
测压点的计算步骤如下：
（1）输入管网数据进行管网平差，得出管网初始平衡时的各节点压力值，按管网分区方法对管网进行分区，使管网分区数等于测压点的数量。
（2）使管网各节点都增加一个较小流量，再次进行管网平差，并与初始平衡时的各节点压力值进行比较，得出管网节点压力变化的灵敏度，并进行排序。
（3）根据各区域内节点压力变化的灵敏度排序结果，确定最灵敏点为压力监测点，并结合现场勘查情况确定合理位置。
５测压点压力数据的测量
目前，国内常用的测压方式可归纳为三种：第一种是将自动水压记录仪设在测压点上，连续记录该测点的水压，每天定时调换水压记录纸，根据各测压点的连续水压记录，整理统计出全市的水压分布情况。
第二种是将测压点的水压用有线或无线的方式及时和连续地传至调度中心，作为水量调度和机泵开停的主要参考依据。
以上两种测压方式多用在永久性测点上。
第三种是人工量测的方式，工人用压力表在规定时间内测定指定的消火栓内的瞬时水压，有时也可测定用户水龙头上的水压作为该点附近的水压参考资料。
６测压点压力数据的特征
管网压力是一个空间向量，各个节点的压力不是相互独立的，必然受着邻近节点压力变化的影响，所以管网压力无论是在空间还是在时间变化上都是一个连续的变量。
但是由测压系统所测的压力却无法将这种连续性表现出来，而只能是一个离散变量的集合，这是因为管网是一个网络结构，各节点通过不同的管段相互连接而成为树状或网状，进行管网压力测量时一般是将管网分作若干区域，并在每个区域中选择一个灵敏性最高的节点进行测压装置的安置，以此来代表该区域的整体压力，这就直接导致了测压信息在空间上只能为一离散变量的集合。
就目前而言，采用SCADA系统进行管网压力测量时，为了避免系统通讯忙碌造成拥挤，一般是按固定时刻或特定时刻进行测量，所以由SCADA系统所得到的管网压力在时间上也是一个离散的集合，本科题通过趋势面来模拟管网压力实现了管网压力的连续性变化，克服了传统的管网调度模型只用有限个测压点代替整个管网所带来的弊病。
管网压力还具有很强的周期性和一定的趋势性。
根据测压点水头变化规律，可将测压点水头分解成三个子分量：周期性分量、持续性分量及随机扰动性分量。
由于测压点水头的变化与城市用水量变化规律密切相关，它们都是受城市工业及人民生活规律的影响，因此它具有以一定时间为周期的变化特点;持续性分量主要指由于天气及人口增长因素对各配水区域用水量产生持续性影响，导致测压点水头产生持续性变化;随机扰动分量是模型中不可预测的并造成预测误差的部分。
所以对测压点的数据进行处理能为管网建模和优化调度带来很多的优势。
７结束语
综上所述，给水管网运行时，管网状态随用户水量变化而随机变化，很多状态变量和参数量属未知。
运行着的管网的已知量仅限于少量测流测压信息。
测压点由于其在管网中分布的位置有一定的代表性，还有上述的本身优势，加上在正常供水条件下，调度方案在一定时段内是确定的，所以通过测压点反馈的信息将能很好的代表管网的运行状态，这点是其它监测方式不可比拟的。
【参考文献】
［１］龙芋宏.供水管网的检漏技术[J].仪器仪表与分析检测,2001(2):10-13.
［２］关伟平.城市管网漏失分析研究[J].林业科技情报,2000,29(1):69-70.。