城市供水管网信息系统

城市供水管网信息系统（共11篇）

城市供水管网信息系统 篇1

0 引 言

城市供水管网是结构复杂、规模巨大的管线网络系统,是城市赖以生存的血脉。近年来,随着技术进步和改造资金投入,多数供水企业建立了供水数据监测与控制系统(SCADA),实现了水源和原水输送系统监测、净水构筑物和工艺设备监控以及供水管网测压等功能,但阀门启闭和调节还必须依靠操作工人到现场手动完成。

管网阀门是供水系统中的重要设施,起到输送、关断、调节供水流量、压力和改变流向等管网调控作用,是供水系统畅通输配和管网抢修、维护、改造的重要保证措施。因此阀门作为管网中的一个重要设备,如何更好地管理,对搞好管网建设及运行管理显得越来越重要。

1 供水管网监控系统

通常供水管网监控系统由四部分组成(如图1所示):管网参数测量,阀门智能控制系统,管网监测中心,阀门电动执行机构。其原理是通过传感器远程采集管网系统运行的数据,经有线或无线等方式将信号传递到企业管网控制中心和阀门智能控制系统,阀门智能控制系统根据传送来的适时反馈监测数据,控制电动执行机构进行阀门调节。其中阀门智能控制系统是控制的核心部分。

2 管网参数测量

供水管网监测点一般要求测量压力、流量、流速、流向四路数据。所以现场需要配置压力、流量、流速、流向变送器,然后通过有线或无线的方式把参数信号发送到阀门智能控制终端或管网监测中心。对主管道应分段测量,如图2所示。

阀门V1的参数监测模块位于阀门V2前方,阀门V2的参数监测模块位于阀门V3前方。如此类推,这样参数监测模块才能准确地把主管道L1,L2,…段的参数,反馈给阀门智能控制系统和管网监测中心。

3 阀门智能控制系统

阀门智能控制系统可独立地对传递来的管网参数信号进行处理,根据处理后的结果向阀门电动执行机构发出执行信号,还可以把参数上传到管网监测中心。

阀门智能控制系统可由计算机系统、单片微型机系统、PLC系统等来实现。本文以单片机为控制核心并给出了针对某一测量点的设计方案。

3.1 硬件设计

阀门智能控制系统主要包括主控制器CPU、A/D、D/A、8255A、6264SRAM、按键输入电路、LED显示电路、报警电路、时钟和复位电路,其结构如图3所示。

系统以AT89C52单片机为核心,配合相应的传感器将检测到的压力、流量、流速、流向四路数据经变送器处理后,转换成0～5 V标准信号,送ADC0809芯片进行A/D转换,单片机每隔500 ms循环采样一次,采样5次后进行中值滤波,经数据变换后,在LED上显示各参数的实际值(工程量),并将信息发送到管网监测中心。同时检测值与给定值进行比较,根据比较结果输出控制信号经D/A转换器转换后输出控制电压,驱动阀门电动执行机构实现对阀门的自动调节。

为了增加系统的灵活性,设计了一个4×4的矩阵式键盘。键码0～9为输入的数字量,按“A”键,显示压力;按“B”键,显示流量;按“C”键,显示流速;按“D”键,显示流向;按“E”键,撤销报警;按“F”键,投入报警。

3.2 软件设计

系统应用程序由主程序及中断服务程序两大部分组成。

3.2.1 主程序

主程序程序框图如图4所示。包括三个主要环节:一是实现各种初始化,包括设置堆栈指针、8255A芯片初始化、定时器/计数器0初始化、以及开中断、定时器/计数器启动等。二是实现显示(按照人机对话功能显示各种不同参数)。三是不断进行键盘扫描,判断是否有键按下,若无键按下,则返回显示;如有键按下,则根据所按键实现相应的人机对话功能[1]。

3.2.2 中断服务程序

中断服务程序主要包括采样、数据处理、报警、控制算法及控制值输出等环节,均以调用子程序实现[1],程序框图如图5所示。

4 管网监测中心

管网监测中心的信息处理系统可由计算机系统实现。通过RS 422/RS 485/Lonworks等不同的网络接口[2],使阀门终端接入网络中。管网监测中心根据传递来的管网参数,通过后台监控软件可实现对数据的记录、分析处理、在控制中心的显示屏上实时显示出管网运行状态及各种所需数据,并提供出解决方案。如果数据异常,可发出报警提示职守人员。管网监测中心对阀门电动执行机构的控制权高于阀门智能控制系统。

5 阀门电动执行机构

阀门电动执行机构中的阀门采用电磁阀。电磁阀是用电磁控制的工业设备,用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀里有密闭的腔,在的不同位置开有通孔,每个孔都通向不同的油管,腔中间是阀,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边。通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油的孔,然后通过油的压力来推动油刚的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞竿带动机械装置动。这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。另外,阀门还需配置手动调节的手柄,以备系统出现故障时以手动调节阀门。

6 结 语

城市供水管网检测及阀门智能控制系统的主要目的是解决自来水公司对供水管道中各监测点的数据采集、监控以及阀门开关的自动控制。便于及时迅速地了解及控制管道及阀门,降低了故障率和检修时间,减少停水次数,提高了供水企业的服务水平,从而实现了城市供水的信息化、现代化。

参考文献

[1]韩志军,沈晋源,王振波.单片机应用系统设计[M].北京:机械工业出版社,2005.

[2]苗强,何凤有,邓世建,等.基于RS 485总线的变电所监测系统设计[J].仪器仪表学报,2006(S1):921-922.

[3]张萌,和湘,姜斌.单片机应用系统开发综合实例[M].北京:清华大学出版社,2007.

[4]赵晓安.MCS-51单片机原理及应用[M].天津:天津大学出版社,2001.

[5]李广弟,朱秀月,冷祖祁.单片机基础[M].3版.北京:北京航空航天大学出版社,2007.

[6]孟建华,郝晋霞.AT89S系列单片机及在线编程技术[J].西安工程科技学院学报,2006(6):143-145.

[7]张智,邹志荣.基于单片机的日光温室控制系统的设计[J].微计算机信息,2006,22(35):77-78.

[8]班建民,陆志强.基于AT89C52的励磁调节器的设计与实现[J].微计算机信息,2006,22(32):276-278.

[9]许海波,廖传书.基于AT89C52单片机的远程监控系统[J].微计算机信息,2007,23(20):66-68.

[10]陈钢,熊晓松.单片机80C196在电机调速中波形输出的控制[J].湖北工业大学学报,2006(6):14-16.

城市供水管网信息系统 篇2

前 言

地下管网象一根根神经脉络贯穿整个城市，与城市经济和人民生活息息相关。因此，其管理倍受各级政府部门重视。然而，由于管网具有纵横交错;结构复杂;埋于地下具有不透明性;信息量及查询量大;保存期长;要求不间断地运行使用等特点，故仅靠图纸、图表等形式记录保存管网资料，并在此基础上进行的人工管理，已经不能适应规模日益扩大、经济社会活动日益加快的现代化城市发展的要求。用新的技术和方法管理地下管网信息代替落后的人工管理方式，已成为十分迫切的任务。

为查清已埋没的燃气管网，建立《城市燃气动态管理信息系统》，以便于今后调度、维护、施工、抢险等工作的顺利进行，需解决以下问题：

1.查清所有燃气节点坐标、埋深、管顶高程、材质、管径、壁厚、防腐形式、燃气节点于路中心水平距离、竣工日期、施工单位等信息。(注：节点指燃气管道上起点出口点、止点、水平与垂直夹角小于160度的转弯点、阀门、凝液缸、三通、四通、主支管连接点、与其它专业管线的交又点、法兰盲板、两种材质的交接点等。)

2.利用最新探测成果，结合竣工图纸资料，按照用户要求的格式，录入各种资料，建立燃气管网现状的数据库。

3.在现有数据库基础上，针对用户实际需要建立燃气管网动态信息管理系统。

一、燃气管网的基本特征

燃气管网的基本特征是：小区中央气站供应管道液化气，敷设中压市政干管，通过庭院管与用户连接。燃气管网一般都埋于地下1.5米以内，个别地区埋没较深。地下地质情况大都是表层人工填土，主要由沥青路面、水泥路面、碎石路基、黄褐色枯土组成。

埋于地下的市政管线，其类型可分为三种：

1.线性体：主要是电力电缆、通讯电线等;

2.金属管材：主要是洪水管、钢质燃气管等;

3.非金属管材：主要是污水管、雨水管、PVC燃气管等。

前二种其电性特征表现为良导圆柱体，它于周围覆盖层存在明显的电性差异，且表现为二维线性特征，常规的探测方法能较好的`识别。而后一种类型外壳表现出高阻性质，探测这类高阻管，常规的方法难以识别。另外一些干扰源对管线的探测精度也有很大影响，这些干扰主要来自：水泥路面的钢筋网、路中及路边的铁栅栏、铁质的广告牌、人行道旁的架空电力线、管线间的相互干扰、正在施工的电器、地表人工填土中的铁质杂物及来往穿梭的汽车等。由此可见，在这样的复杂环境下进行管线探测，不但需要高性能的探测仪器，更需要有多种地球物理探测方法的相互结合。

二、使用的仪器设备及性能

1.探地雷达

探地雷达是一种非破坏性的反射波地面探测系统。波源为高频电磁脉冲，对地表和地下无破坏作用。可以在城市内各种噪声环境下工作，环境干扰较小，具有较满意的探测深度及精度。对金属及非金属管线都能得到很好的探测结果。

2.地下管线探测仪

地下管线探测仪是一种非破坏电磁波探测系统，有较好的抗干扰能力和一定的探测深度。现场可实时长距离追踪、定位，直观显示、轻便、灵活，效率较高。是野外施工最常用的仪器。针对

城市供水管网信息系统 篇3

关键词：地理信息系统；供水；管网；建库；数据转换；数据质量

1 前 言

在地理信息系统（GIS）的几个主要因素中，数据是一个极其重要的因素。GIS数据来源的多样性是GIS数据的一大特点，不同的数据源在存储介质、数据结构等方面都有不同。要把多源的数据统一到同一个GIS系统中，必然会存在数据格式转换的问题。不同的数据来源有不同的数据转换方法，为了保证最终数据成果的完整性和正确性，我们应该选择合理的数据转换方法和有效的数据质量检查方法。下面以长沙市供水管网信息管理系统的初始建库为例，探讨管网信息系统建库的数据转换与质量检查的过程和方法。

2 GIS数据的来源和数据标准

2.1 数据来源

GIS数据的来源有多种多样，比较普遍的几种数据源有地形图数据、遥感影像数据、地面测量数据、业务管理数据、文字报告和其他格式的GIS数据等。

在长沙市供水管网信息管理系统的初始建库中，数据的来源主要是其他GIS系统的数据，包括基础地形图数据和管网数据，格式是ArcGis的Shape文件。

2.2 数据标准

在GIS系统中必须有统一的数据标准。长沙市供水管网信息管理系统采用中地公司的MapGis K9平台，坐标系统采用长沙市独立坐标系，比例尺采用1：500，分类编码和属性数据结构参考《基础地理信息分类与代码》（GB13923-2006）、《基础地理信息分类与代码》（GB13923-2006）、《城市地理空间框架数据标准》（CJJ103-2004）等标准。

在进行数据转换的过程中，应采用有效合理的方法把原数据转换成长沙市供水管网信息管理系统要求的格式。

3 地形图数据转换

3.1 数据转换方法

项目组针对长沙市供水管网信息管理系统的地形图数据格式转换，开发了专门的数据转换工具，直接从Shape格式转换到Mapgis格式，减少中间环节，最大程度地避免信息丢失，还能实现自动数据分层和属性转换，使数据转换更有效率，还能更好地保证数据成果的质量。

3.2 数据格式转换的实现

Shape文件格式包含地物的空间位置和属性信息。经过分析，原始Shape文件的属性字段包含地物编码、名称、高程等地物属性，以地物编码为关键字段编制地物分层对照表、符号对照表、线型对照表、图案对照表和字形对照表。地物分层对照表中按照设计书的规定进行分层，地物的要素代码参照《基础地理信息分类与代码》，其他四个对照表根据《1：500 1：1000 1：2000地形图图式》和Mapgis系统库来编制。

地形图数据格式的转换通过检索对照表的方式实现。首先由地物编码属性确定地物类型和地物所属图层并在相应图层创建图形，然后搜索各对照表得到图形的渲染参数对图形进行符号渲染，最后转移地物的其他属性到相应的字段。数据格式转换工具使用开放源代码的ShapeLib和Mapgis，SDK二次开发包采用VC7.0编程语言开发完成。数据转换流程如图 1。

3.3 数据质量检查

数据质量是指空间数据在表达空间位置、专题特征以及时间特征这三个基本要素时，所能够达到的准确性、一致性、完整性，以及它们三者之间统一性的程度。通常包括的数据质量指标有：定位精度、属性精度、逻辑一致性、数据完整性、时间性等。

由于长沙市供水管网信息管理系统初始建库使用的数据为已有的GIS数据，对地形图数据的空间精度及属性精度不作系统检查，只在图面上进行人工检查（如图形缺失、图形区域重叠、道路名称错误等）。地形图数据质量检查主要检查数据的转换精度和逻辑一致性。数据的转换精度主要检查转换前后图形实体的数量是否相等、转换过程中是否有无法解析的图形实体。通过检查，采用自主开发的数据转换工具的数据转换率达到100%。

4 管网数据建网

管网数据文件也是Shape格式，包含管点文件和管段文件，管段属性中包含了对起管点、终管点的引用，管点属性表和管段属性表就具有完整的管网连接关系；在管点属性中添加管点X坐标和Y坐标，管点和管段就具有空间位置信息。以上两点可以保证用管点属性表和管段属性表可以重构完整的管网。

长沙市供水管网信息管理系统中可以通过两种方式建网：1）通过CAD图形建网；2）通过点线表建网。第一种方式可以把Shape文件转换为Dxf文件建网，但是这种方式不便处理属性。从前面的分析可以看出本项目适合用点线表建网，把Shape格式的管点属性表和管段属性表输出为逗号分隔的CSV文件，并把字段名称改为系统规定的中文名称，即可以满足系统建网的要求。

在建网前必须保证管点管段属性表中数据的网络拓扑、点线关系的正确性，在输出管点管段属性表前对Shape文件进行必要的检查和数据补充。数据补充主要有两方面：1）在入户管段和预留管段的终点位置添加方向管点；2）在其他管段缺失管点的起终点处添加临时管点，在添加管点的同时完善管点管段的连接关系。由于数据量比较大，项目组利用ArcGis的ArcObject编制检查工具自动检查处理管点、管段Shape文件中的错误。管点、管段数据检查处理流程如图 2。

管点、管线文件经过以上检查处理流程以后，在管网信息管理系统中建网时就不会出现错误，才能保证建成的供水网络拓扑关系正确。

5 结束语

长沙市供水管网信息管理系统初始建库的数据源比较单一，没有复杂的数据获取过程，但是在数据格式转换方面来说，这是一个比较典型的应用，采取的方法也是比较先进、快捷的方法；在数据质量检查方面即包括了通用的检查方法，也具有其独创的数据检查过程，是一个值得借鉴的项目。

在系统以后的更新维护过程中会逐渐增加不同类型的数据源，如更新基础地形图的影像数据、更新管网数据的物探数据和测量数据等，这些都具有不同的数据获取和更新方法。多源数据的获取和更新是我们以后需要学习和探讨的问题，实现多源数据共享也是地理信息系统平台和数据生产软件的发展方向。

参考文献：

[1] 中华人民共和国建设部.城市基础地理信息系统技术规范（CJJ100-2004）.北京：中国建筑工业出版社，2004.

[2] 中华人民共和国建设部.城市地下管线探测技术规程（CJJ61-2003）.北京：中国建筑工业出版社，2003.

[3] 余明.地理信息系统导论.北京：清华大学出版社，2009.

[4] 中地数码.MapGis供水管网信息系统操作手册.武汉：中地数码，2010.

城市供水管网信息系统 篇4

水资源是维持国民经济增长和社会发展的重要能源。随着近年来全球经济的持续快速发展和环境污染现象的加剧,水资源短缺已经成为经济可持续发展的重要因素。一方面,城市供水管网因跑、冒、滴、漏等原因造成的水浪费问题一直未能得到有效解决,大量宝贵的水资源得不到有效利用。按照国家规范,城市供水管网漏失率一般应控制在12%左右,而许多城市供水管网漏损率高达30%以上,而国外水管网漏失水率一般仅为7%左右。另一方面,城市水资源管理是一个庞大的系统工程,它涉及管网维修、管网改造、图纸档案、管网数据统计等诸多方面,致使管网的维修和管理任务十分繁重。以水资源优化配置为核心,构建集蓄水、引水、供水、节水、污水回用于一体的水资源集约利用体系成为我国“十一五”发展规划的重要内容。《全国水利发展第十个五年计划和2010年规划》把构造水资源信息系统列为规划中的五大信息系统重点工程。

城市供水系统是城市生存和发展的命脉,实现城市供水系统的数字化是进行城市供水规划建设和优化运行的有效途径。其中,供水管网建模是供水系统分析与优化的基础,该技术已经广泛应用于管网规划设计、供水安全调度、漏水检测、水质分析以及紧急事件处理等多种供水管理领域。供水管网建模与城市地理空间信息紧密关联,随着GIS技术的出现,为城市供水管网建模提供了一种可行的解决方案,运用GIS对地理空间信息的表达和分析功能,可以实现供水管网的拓扑结构描述和属性描述,解决了供水管网的基本建模功能[1,2,3]。然而,采用传统的GIS技术进行城市供水管网建模在共享性和扩展性方面存在明显的不足。一个城市的供水管网模型是重要的分布式信息资源,可为水利企业、科研机构、政府、社会用户提供多种服务功能,传统GIS限制了供水管网模型在分布式网络环境中的应用。WebGIS是传统GIS与Internet技术结合的产物,它为地理空间信息在互联网中的共享提供了切实可行的技术。本文充分发挥WebGIS的分布式与可视化的地理空间信息分析的优势,从城市供水系统管理的实际需求,从系统体系框架、功能组成和系统实现描述了基于WebGIS的城市供水管网建模系统,实现了基于WebGIS的城市供水管网建模系统的设计与实现,可为城市供水部门的高效管理提供决策依据。

1 基于MapXtreme的WebGIS开发平台

WebGIS通过Internet扩展了传统GIS的应用空间和手段,地理空间信息通过Web技术实现网上发布,互联网中任一个网络节点都可以共享其它网络节点的地理信息,使得GIS成为全球化的地理信息系统。WebGIS以B/S模式发布信息,避免了客户端的开发,降低了系统运行和维护成本;通过Web技术发布信息,实现了地理空间信息在Internet上的真正共享;基于Java技术的WebGIS系统充分体现了跨平台的特性[4,5],基于Internet技术的标准化,加强了各种GIS系统之间以及与其它应用系统的集成能力,从而提高了GIS的可扩展性,使现有GIS系统更加容易地进行多种服务功能的扩展。WebGIS技术所表现出的技术优势使其成为当前GIS系统开发领域的主流技术,为加快各种WebGIS系统的应用,各大软件供应商各自开发了具有不同特点的WebGIS系统开发平台软件产品,如MapInfo公司的MapInfoProServer、MapXtremeIntergraph公司的GeoMediaWebMap、ESRI的InternetMapServer(IMS)for ArcView&MapObjects。这些开发平台在服务器与客户端配置、图形传输格式、地图处理方式等方面各有特色,但都支持基于Web的GIS系统的开发。其中,MapInfo公司的MapXtreme是应用比较成熟的WebGIS系统开发平台,它可以使地理信息和主题信息以多种可视化的方式展现出来。MapXtreme通过其核心模块,即地图引擎提供的地图功能,为用户提供多种基本空间信息分析。这些地图功能主要包括专题化地图、外部数据库访问、图层分析、对象图元建模、SpatialWare 连接等。MapXtreme目前已应用于交通、商业、军事、环境、人口等多个领域,基于WebGIS的城市供水管网建模是WebGIS应用于水资源管理的一种有效解决方案,为城市供水规划建设和优化运行提供了重要的决策基础。

2 基于WebGIS的城市供水管网系统

2.1 系统体系架构及功能

基于WebGIS的城市供水管网建模系统是以MapXtreme为核心中间件,包含B/S模式典型的用户层、应用服务层与数据层三层体系架构。用户层表现为客户端浏览器;应用服务层提供城市地图导入、管网建模、管网查询、管网分析等城市供水管网建模功能,MapXtreme通过地图引擎向系统提供可供实现这些功能的地图对象、属性和方法;数据层提供地图信息、管网结构模型、属性信息等供水管网的拓扑结构及相关的物理数据。城市水管网管理系统的功能设计如图1所示,从功能上分为六个模块。

1) 管网建模模块

管网建模是系统的核心功能,通过城市地图提供的地理空间信息,在城市地图上通过供水管网图元对象的新建、删除、拖拉、属性编辑等图形操作,构造城市供水管网的网络化拓扑结构和属性信息描述。MapXtreme为用户提供了进行地图图层操作的方法。供水管网图元对象组成的图层信息与城市地图一起构成供水管网模型,该模型以MapXtreme文件形式输出。

2) 查询统计模块

对空间数据的查询和分析是GIS系统的主要特色。该GIS系统既可以通过零星的管网要素属性信息(如口径、材质、地址等)来查询要素的准确地理位置,又可以通过点击地图上的要素图形来查询其所有属性信息(如型号、埋设年代、运行状况等)。同时,系统还可对一定范围内管网要素的长度和数量进行统计,为辅助决策提供依据。查询统计模块是面向广大职工、生产部门、企业管理人员的开放平台。系统界面友好、工具丰富、操作简便、查询速度快。该模块主要功能包括:(1)提供按编号、区域、海拔等管网信息进行模糊组合查询;(2)提供灵活多样的统计方法,可以对不同类图元进行区域、控制状态、海拔等属性对管线及管网要素进行统计,并输出统计结果。

3) 爆管事故分析模块

事故是指供水管网中突发的爆管或泄漏等。这类事故会造成较大损失。事故发生后及时制定事故处理方案是非常重要的。用户只需指出事故发生处,系统将自动搜索出需关阀门与停水用户等,并自动生成抢修单,为及时排除故障制定出合理的处理方案。

此模块为关闸提供了可靠的解决方案。主要功能包括:管网故障位置确定;根据故障位置计算最小停水范围和停水管段,确定需关闭的阀门,列出受影响用户,为决策提供支持;遇到阀门故障,系统可以向下进行延伸计算; 实际工作中会经常遇到需要关闭的阀门因被埋或失灵而无法关闭的情况,这就要求抢修部门作出快速的反应。在这方面,系统显示出了其速度上的优势,抢修系统可根据故障阀门的位置,向下一管段进行延伸计算,进一步寻找最小停水范围;输出计算结果和阀门图,供抢修使用。

爆管事故分析程序的设计的关键在于数据库的结构设计,良好的数据库结构可以提升系统的分析效率和准确性。

阀门数据库应主要由阀门属性、管段属性和节点属性等参数构成。阀门属性主要有阀门编号、阀门所在的管段号、阀门在管段位置坐标等字段。基于属性参数,可以建立阀门、节点和管道之间的相互关系,通过搜索事故段、上下游节点、确定关阀方案。节点的属性包括管道交汇点、阀门的另一侧。管段的属性包括上下游节点的编号等。

程序在数据库中以事故管段的上下游节点为起点,进行有无阀门的判定,然后搜索与该上游节点与下游节点相连的管段,在进行判断有无阀门,并以此向上下游搜索阀门,直到在与事故管段相关的所有可能的管路上都找到阀门为止。

在此系统中,水力计算的目的主要是为爆管分析提供节点水压数据,并为供水等压线分析区域内压力分布状况。因此,可以采用节点方程的方法,其基本原理是保证质量守恒和能量守恒,据此建立连续性方程和能量方程。连续性方程是对任一节点来说,流向该节点的流量必须等于从该节点流出的流量。能量方程表示管网每一个环中个管段的水头损失总和等于零的关系。

4) 运行状态监控模块

该模块的主要功能根据水力计算结果分析和确定供水区域、供水路径和管网中的水流方向、供水分界线以及绘制等水压线。可以通过此模块直观了解管网的运行情况,供分析者使用,如动态闪烁各管段中的水流方向,显示节点到水源的供水路径,以不同的颜色表示管网中各水源的供水范围等。

根据对系统各类数据的计算和分析比较,找出最优的水源调度方案,并以报表形式输出供调度使用。本系统可以实时接收“三遥”系统的压力等监测数据,并动态显示。

5) 漏损分析模块

该模块引入关于管网漏损量预测模型、漏损件数和安全使用时间的预测模型,并将各个模型程序化实现,最终通过友好的用户操作界面实现系统的漏损分析。

6) 系统维护模块

这部分功能只对系统管理员开放,主要用来对系统运行的日常维护、安全管理、用户管理等,如:(1)日常维护:用户建议回复、定期数据备份、系统运行日志管理、用户讨论版管理等;(2)安全管理:在线用户监控、用户重要操作记录、病毒监控等;(3)用户管理:新建用户、现有用户管理、删除用户。

2.2 供水管网图元对象建模

管理信息系统数据库由水资源水文地质基础属性信息、基础图形库、图元库、水资源行政管理数据库等组成。数据库设计是信息系统建设的关键,水资源数据库比较复杂,系统中涉及的数据可以分为两大类:空间数据和属性数据。

空间数据库包括两大类:一是基础地理数据库,包括城市边界图、行政区划图、水系(河流、湖泊、水库)、居民地分布图、地形、交通等,这类数据主要作为背景显示;另一类是水管网专题图层。

属性数据主要是相对空间数据库而言,它一般用二维表的形式存储数据,涉及的属性数据主要包括水管网元素的相关属性与特征。

供水管网图元对象建模是系统研制的关键技术。供水管网图元对象建模包含供水管网基本组成元素的拓扑结构及其属性信息的构建及编辑操作。城市供水管网的基本组成元素包括管线、阀门、水泵、水库、水箱等,这些基本组成元素在建模系统中以图元对象的形式进行构建,每一个图元对象的属性信息,如管线的管长、直径、流量、流速可以作为图元对象的描述信息进行编辑。MapXtreme提供了实现图元对象基本操作的方法,可供系统进行调用。这些操作包括在地图图层上添加图元和删除图元对象,图元对象类型有点、线段、折线、面等。图2描述了一个供水管网的图元对象建模模型。

基于主题,可以将一个完整的供水管网模型以不同的图层进行描述,如图2所示的一个完整供水管网,可以基于不同的管网组成对象分为多个图层(如管线图层、水塔图层、水泵图层),将这些图层进行合并即可构成一个完整的管网结构。这种图层化结构有助于用户可以基于特定的角度对管网进行分析。如当对某一流向的管线进行监测时,只显示同一流向的管线图层,其它流向的管线可以忽略。

MapXtreme提供了建立点、线、面三种图元对象的一般调用方法,分别为CustomPointMapTool、CustomPolylineMapTool和CustomPolygonMapTool,这些方法提供了描绘点、线、面图形的基本操作。基于该方法可以派生出具体的图元建模对象类。

管线类(Pipe class) 包括:label,length,diameter,material,hazenwilliams,check_valve,Minor_loss_coefficient,control_status,discharge,upstream,downstream,Presume_pipe_headlos。

水泵类(Pump class) 包括:label,elevation,control_status,intake_pump_grade,Discharge_pump_grade,discharge,pump_head,calculated。

节点类(Junction class) 包括:label,elevation,zone,type(demand),base_flow,pattern,demand,Pressure,calculated_hydrawlic_grade。

水库类(Reservoir class) 包括:label,elevation,zone,in_flow,calculated_hydrawlic_grade。

水塔类(Tank class) 包括:label,zone,base_elevation,min_elevation,initial_hgl,max_elevation,Maxelevation,inactive,volume,diameter,inflow,current_status,Calculated_hydrawlic_grade,calculated_percent_full。

水阀类(Valve class) 包括:label,elevation,diameter,minor_loss_ coefficient,control_status,discharge,from_hgl,to_hgl,headloss。

2.3 系统实现

本系统的运行环境包括硬件环境和支持环境两部分,运行的硬件环境:内存1GB以上,主频1.8GHz以上的客户端计算机;内存128MB以上,主频800MHz以上的浏览器端计算机;软件环境:Windows 2000以上的操作系统。数据库服务器为Windows2000server平台,内存2G以上,主频2G以上的服务器,安装SQL2000数据库,JSP+Weblogic平台,需要良好的10/100M的以太网络系统,可以和用户企业的网络系统连接,并可以从其它管理和控制系统中得到必要的GIS数据、管网设备资源数据、系统运行数据。此系统采用MapInfo公司的MapXtreme组件为基础进行集成二次开发,实现GIS的基本功能,以通用编程软件C#开发工具为开发平台,充分发挥GIS工具软件在空间数据处理上的优势及可视化开发工具在应用程序开发上的强大功能,进行二者的集成二次开发。图3为系统实现的主界面,包含城市地图的导入、供水管网图元对象的建模以及水塔图元对象的属性编辑功能。在界面工具栏中,系统提供了包含管线、阀门、水泵、水库、水箱等在内的供水网管图元对象建模元素,通过这些建模元素的拖拉操作可以在城市地图底图上建立供水管网的网络化拓扑结构。各个供水管网图元对象包含自己专有的属性描述,以对话框的人机界面进行编辑。

3 结 论

城市供水管网的管理对提高城市水资源利用率和进行漏水控制具有重要的应用价值。供水管网管理的基础是要建立数字化的供水管网模型。本文利用WebGIS的分布式和可视化的地理空间信息分析的优势,以MapXtreme为开发平台,对城市供水管网建模技术进行了深入研究,探讨了WebGIS技术在城市供水管网建模中的应用问题,介绍了基于WebGIS的城市供水管网信息系统的功能模块。该系统已经在浙江省乐清市水利公司进行了实际应用,基本实现了乐清市供水管网的数字化管理。

参考文献

[1]Larsen TA,Guje R W.The Concept of Sustainable Urban Water Man-agement[J].Water Science Technology,1997,35(9):3-10.

[2]Goonetilleke G,Jenkins A.The Role of Geographical Information Sys-tems in Urban Hydrological Modelling[J].Water Resources Planning&Management,1999,125(13):200-205.

[3]Constantinides,Dino etc.Integrated approach to water supply Manage-ment and engineering analysis[J].Civil Engineer in South Africa,1990,32(10):423-425.

[4]郭杰华.基于Internet的地理信息系统(WebGIS)的研究和开发[EB/OL].http://www.gissky.net/Article/webgis/200610/297.htm.

城市供水管网信息系统 篇5

关键词：城市市政;供水管网;现状;优化配置;难点;管理

1 城市市政供水管网现状

近年来，我国城市不断发展，但相关基础设施建设却存在一定滞后性。以往建设的市政供水管网系统已难以满足现代化城市的需求，并且随着城市不断发展，其问题也逐步凸显出来。具体表现如下：

1.1供水管网中水质测量方式较为陈旧

就现阶段而言，不少城市还是采取较为陈旧的方法来测量水质。而市政供水水质与城市居民生活质量息息相关，以往的测量方法已难以达到当前城市发展的需求，所以必须要提升城市供水质量。

1.2供水管网系统不够合理

城市供水管网信息系统 篇6

【关键词】 PE;管材;管道连接;热熔操作技术

PE管道是以高密度或中密度的聚乙烯原料生产的管道输配水系统,是城市供水管材的新产品，已成为管道领域“以塑代钢”的首选管材,它克服了镀锌管、铸铁管易锈蚀、结垢、滋生细菌、寿命短的缺点。实践证明以PE为原材料的管材,质量可靠、运行安全、维护方便、费用经济、特别是PE给水管热熔工艺更适合管道的直埋、暗埋,有效地解决了接头渗漏的难题。

1.PE给水管道的优越性

（1）耐腐蚀、不结垢:PE给水管材是一种具有非极性结构的高分子材料,具有较好的耐化学性。对水中和土地中的所有离子和建筑物内的化学物质均不起化学作用,具有抗酸碱腐蚀能力、不生锈、不结垢、耐老化、不滋生微生物、不产生异味。絮凝物使水质变色,符合卫生规定,是饮用水输送的理想管材。

（2）质量轻:质量仅为钢材的1/10,可大大减轻工人的施工强度,降低了机械的吊装费用。缩短了工期,提高了功效。

（3）管件连接牢固,由于聚乙烯具有良好的热熔性,能保证接口材质结构与管体本身的同一性,实现了接头与管材的一体化,熔接接头泄露率比金属管道显著降低。

（4）管内流体阻力小,管段内壁平滑,沿程摩阻力比金属管道小,管件连接不缩径,局部阻力系数比钢管小。

（5）使用寿命长易回收利用,镀锌管的使用寿命一般为10年～15年,实际使用时间往往更短，而PE管使用寿命可达50年。它易回收利用,不产生对环境有影响的物质,技术成熟且不断发展。

（6）对地基的变化有较强的适应性。PE 管材是一种高韧性管材,其断裂伸长率一般超过50%,对管基不均匀沉降的适应能力非常强,对地基沉降和端部荷载具有有效的抵抗能力。

2.PE给水管在供水工程中的应用

2.1 PE给水管道的施工

2.1.1沟槽断面

在断面选择中,考虑以下几个因素的影响:管道的直径、埋设深度、土壤类别、地下水情况、施工季节、沟槽是否用支撑、土方的运输、排水方法，基于以上8个方面因素的考虑,结合亳州市区内的工程地质情况,地下水位较低,在多年的施工中,对于DN300以下的管道在城区内施工几乎未遇到地下水,亳州市的冻土层约为0.5m,所以采用的是直壁与放坡相结合的断面形式,沟槽放坡按给水排水管道工程施工及验收规范执行。

2.1.2基础处理

开挖中若基础为未扰动槽底原状土,可直接铺设管道,对于一般土质,主要采用铺砂垫层,厚度为200mm,管道在铺砂垫层前,应先夯实平整,其密度不应低于90%。对于流砂、淤泥层硬土层等,采用换土、打桩等措施,确保工程质量。

2.1.3 PE管材、管件之间的连接

PE管材、管件之间的连接一般有热熔连接、电熔连接及机械连接,供水改造工程的3家公司全部采用热熔连接。热熔连接又分为热熔承插连接和热熔对接连接,DN65管道以下(包括DN65)采用热熔承插连接,DN100以上采用热熔对接连接。热熔连接要采用相应的专用连接工具,连接时严禁明火。要校直两对立的待连接件,使其在同一轴线上。

a.热熔承插连接方法:将匹配的内表面和外表面同时加热到粘流态,拆去加热工具,将外表面插入内表面形成承插搭接。其连接的界面是柱状面。热熔对接连接关键是要把熔接过程中柱状熔融界面的温度、时间和接缝压力三个参数调到最佳,把熔融界面材料的特性、柱状界面几何尺寸自身的匹配及界面和加热工具的匹配性、环境温度等因素同时考虑。这种操作大多为手工操作,因此人为因素是焊接质量的一个重要影响因素。

b.热熔对接连接方法:将两相同的连接界面用加热板加热到粘流状态后,移开热板,再给连接面施加一定的压力,并在此压力状态下冷却固化,形成牢固的连接,其连接界面是平面。热熔对接连接的关键是要在对接过程中调整好温度、时间、压力三个参数,要把连接界面材料的性能、应力状况、几何形态以及环境条件等自然因素一起考虑,才能实现可靠的熔焊。

c.不同管径之间的PE管连接采用PE 异径管件变径后,仍采用热熔连接。

2.1.4 PE管材与其他的管材、管件及阀门之间的连接

城市的配水主管道的施工管段水压试验及冲洗消毒合格后,要与用户管、已建管道等其他材质的管材、阀门进行过渡连接,尤其是对更新改造的主干管更是存在着与其他管道连接的问题。

a. dn63 以下的PE给水管与金属管道、小口径阀门的连接,可采用内(外)镶嵌金属螺纹的注塑管件进行过渡。

b. dn63以上的PE给水管与其他材质管道、阀门、伸缩器、消火栓等金属管件的连接,采用相同型号的法兰连接进行过渡,PE 管材的过渡法兰由法兰头和钢塑法兰片组成。PE 管材与其他材质的管材、管件、阀门等的连接,其过渡管件的压力等级不得低于管材的公称压力。

2.1.5热熔连接过程中易出现的操作缺陷及预防措施

熔接强度的确定要考虑材料的性质和接头的质量,一般控制熔接温度为230℃±10℃,温度的上限受制于材料结构的变化和焊缝形状的优劣。温度过高,会出现卷边尺寸增大,聚合物熔体对工具的粘附。聚合物的热氧化会析出挥发性产物(一氧化碳、不饱和烃等) ,使接头强度降低。

热熔连接过程中易出现的质量缺陷及预防措施如下：

a.接头处或接头附近的管材上出现裂缝:由于设定的温度过高，产生管材表面碳化，相互熔接的两端材料熔体流动的速率不同。

b.熔缝出现缺口：熔接压力不足，吸热时间或冷却时间过短，管口切削不平行。

c.管端错位：由于机具夹具不同轴，管段没有架设水平，操作误差大。

d.卷边不规范：过窄是熔接压力过大，过宽是吸热时间不正确。

e.熔接不充分产生假焊：连接的管端面有污染，转换时间过长，热板温度过低。

f.角度变形：由熔接机和管材安装不当产生管端受力不均。

g.连接面出现孔洞砂眼：焊接压力不足，冷却时间不足。

h.外来杂质引起的空隙:加热板处理的不干净或加热板上有水溶剂的存在。

2.2 PE管材的水压试验

由于PE管材是一种热塑料材料,管材本身具有发生蠕变和应力松弛的特性,与传统性材料(如球铁、钢等)管道不同,水压试验过程中,PE管材发生蠕变会导致一段时间内呈连续下降趋势,试压时间较长,需要注水补压,不应认为管道漏水,故PE 管材的水压试验与GB 50268 给水排水管道工程施工及验收规范对压力管道的水压试验不同,判断水压试验的方法与标准也不同,应充分理解PE管道在压力试验期间的压力下降现象。

3.结束语

PE管材作为一种新型管材,虽然在施工中有其优点,但应注意以下问题:

（1）PE管材为塑料管材,不易储存,怕日晒,必须有封闭较好的仓库保管储存。

（2）PE管材的管道基础相对于球墨铸铁管,要求更严格。

（3）PE管材的水压试验对于初次试压时难以控制。

城市地下供水管网事故应急处置 篇7

1 城市地下供水管网事故演化机理

可以将“多米诺模型”作为城市地下供水管网事故演化机理的基本模型。因为当城市地下供水管网事故发生后,可能还引起其他相关事故发生,产生“多米诺骨牌效应”,这样所造成的影响就越来越严重。城市地下供水管网事故的演化机理是实施处置方案的基础,可以根据演化机理进行具体问题分析后采取相应的处置策略。城市地下供水管网事故是一个活动过程,在演化的过程中,诱因事件、次生事件及藕合程度对事故演化具有推动作用;事故的演化程度与多种因素有关,供水管网事故影响的波及人群是最主要因素;波及人群也称为直接利益相关人,事故第三方的行为对演化也有重要的推动作用;政府和相关职能部门应急管理的效力与供水管网事故的演化有着直接关系;信息的传播与反馈是供水管网突发性事故的演化动力之一;城市地下供水管网事故的突出特征就是对直接利益相关人的生活产生重要影响;事故发生的环境在一定程度上也对事件的演化产成了影响。

供水管网突发事故演化是各种因素相互作用的结果。根据系统动力学原理,演化机理分为静态结构和动态结构。在静态结构中,事故的诱因可能是偶然因素,也可能是长期隐患的爆发。事故中存在四种主体,政府部门、供水企业、直接利益相关者和社会其他人员。直接利益相关者的遭遇引起社会其他人员共鸣,社会其他人员具有调解和煽动作用,对直接利益相关者、政府部门和供水企业的行为产生影响。在城市地下供水管网事故的演化过程中,在社会其他人员的煽动之一,容易产生聚集和失控行为;在动态结构中,系统具有反馈行为,通过反馈行为控制事态的一步发展并得到控制,逐步回归到系统的稳定状态。动态结构包括事故发生阶段、引起其他连锁事故阶段、事故控制阶段和事故恢复阶段等连续过程。信息的传播与反馈伴随着事故的全过程,对事故演化的推动作用很大。政府或相关媒体必须及时公布真相,将谣言消除在萌芽状态之中。随着真实信息发布,直接相关人消除了恐慌心理,人民大众心理也逐渐回归到理性状态。

2 城市地下供水管网事故应急处置系统

使用应急处置系统,可以提高应急处置的效率和信息化水平,系统开发主要涉及两方面内容:

2.1 系统架构设计

系统采用多层架构模型和MVC模式,多层架构的特点是各层之间相互独立,各层之间通过配置文件发生联系。MVC模式封装了内核数据和功能,实现了模型、视图和控制器的相互分离。表现层,采用统一的安全控制策略,为用户提供统一的单点登录功能,提供的功能分为四大模块,日常业务、应急处置、辅助决策和系统管理;应用层,是为用户的实际应用而设计的功能,以需求分析为基础实际了系统的核心业务逻辑,实现“分层化、组件化、一体化”的总体技术体系架构;支撑层,封装了各子系统用到的通用组件,由提供业务支撑的中间件构成,将组件作为构造软件的“零部件”。包括空间查询分析、三维可视化、通用业务构件、GIS构件、数据共享与交换构件、安全基础构件和模型工具等;数据层,由两部分构成,数据访问组件用于实现数据访问,数据库集用来存储数据并向数据访问控件提供数据。

2.2 数据库设计

数据库系统提供存储、维护和检索数据等功能,应急管理过程中可以及时获取信息。基础信息数据库,存储城市地下供水管网事故应急处置过程需要的基础信息,主要是管网结构信息,也包括应急资源信息等;空间信息数据库,主要是存储城市地下供水管网的地理信息,主要是数字地图和遥感图像等;事故信息库,存储事故接报、预测预警和风险监控,以及指挥协调等信息;知识库,将专家在城市供水管网应急处置过程是积累的知识和经验,以二维表的形式存储在数据库中供应用系统使用;案例库,记录供水管网事故处置过程中的重要信息,为应急处置提供参照,达到规范处理流程、加快响应速度和提高处置效率的目标;文档库,在供水管网事故的救援指挥和调度处置等业务领域,需要大量文档信息资料,通常的做法是将文档资源以文件的形式存储,当文件量巨大时,查询非常不方便。以文档库的形式存储,不受数量的限制,易于管理,易于查询使用。

3 城市地下供水管网事故应急处置风险评估

风险评估是指在风险事件发生前后,对事件造成影响和损失可能性进行的评估工作。主要包括三方面内容:

1)分析与评估准则是对风险进行排序的重要依据,可以根据准则衡量每一个风险。风险概率,是风险发生可能性的大小;风险影响度,是对风险影响的衡量数据,如果风险影响程度很大,即使发生概率不大,一旦发生也有非常大的影响,造成十分严重的后果,这类风险也要严格控制;风险级别,用来测量风险的威胁程度,风险级别是风险概率与风险影响度的乘积,风险概率分为五级(极高、高、中等、低、极低),风险影响度也分为五级(致命、严重、中等、较小、轻微),因此,风险级别作为二者的乘积就是二十五级。

2)定性分析与评估是初步判明风险的严重程度。是对研究对象进行“质”的方面的分析,也称“非数量分析法”。主要是对风险概率和风险影响程度进行分析,确定二者分别属于五级中的哪个级别。定性分析最常用的方法是因果分析法,即根据原因来分析结果,实际控制风险时可以通过控制原因来避免风险发生。在因果分析法中,首先要确定风险发生的原因,然后采取阻止相应的行动阻止风险发生,当有些风险不能阻止时,采用相应的措施来降低风险的影响程度。

3)定量分析与评估是对每一个风险因素发生的概率及带来的损失进行量化,同时也应用于量化供水管网事故的总体风险度。通过量化各个风险对事故总风险的相应贡献,分析出最需要关注的风险。定量分析需要数据的支持,因此比定性分析方法更可靠。如果没有数据的支持,就无法实现准确的定量分析与评估。定量分析的方法很多,常用的有敏感度分析法、故障树分析法和决策树分析法等。对于一些原始采集数据较多的城市地下供水管网事故应急处置风险,可以使用相关的统计学方法或SPSS软件辅助分析。

摘要：供水管网是现代城市的生命线,随着供水负担加重和设备老化,管网事故经常发生。本文为提高地下管网突发事件的应急处置能力展开研究。研究内容包括城市地下供水管网事故演化机理、城市地下供水管网事故应急处置系统和城市地下供水管网事故应急处置风险评估三个方面。

关键词：城市,供水管网,应急处置,演化机理,处置系统风险评估

参考文献

[1]蒋白懿.某市供水管网典型管段事故评估及优化改造方案选择[J].水电能源科学,2016,34(1):101-103.

[2]项宁银.供水管网突发污染事故的应急响应与控制策略[J].供水技术,2013,(6):22-27.

城市供水管网接头密封措施研究 篇8

1 球墨铸铁管特性分析

1.1 制造工艺

球墨铸铁管的铸造方式为离心铸造, 主要应用了专用设备“离心球墨铸铁机”的高速离心作用, 离心所用的铁水为18号以上铸造铁水与球化剂的混合体系。球墨铸铁管又被称为球馆、球铁管和球墨铸管等。

1.2 主要性能

当球墨铸铁管的球化率被控制在180%时, 管柱的机械性能得到了很好的改善, 具备优良的防腐性能, 延展性得到大大提升, 密封效果良好, 可以进行方便的安装施工。根据国标规定, 其最小的抗拉强度为420/Mpa, 最小屈服强度为300/Mpa, 最小延伸率为7%。在低压管网中可保持较长的使用寿命及安全性, 但是不适用于高压管网, 在进行高压测试时出现漏水现象。

1.3 连接建议

球墨铸铁接口形式可选用油麻或者“O”形橡胶圈作为嵌缝材料进行嵌缝, 现在部分施工操作为了追求更好的密封效果, 在嵌缝材料的选择上多数采用了“O”形橡胶圈, 因为采用“O”形橡胶圈进行嵌缝可以使缝隙更加细微均匀, 并且其具备一定的防水性, 在外层密封材料的保护下, 使得此种密封组合具备良好的密封性能。接口密封建议选用三元乙丙“O”形橡胶圈配以环氧树脂内外涂层、聚氨酯内外涂层、PE膜涂层等[3]。

2 钢管特性分析

2.1 制造工艺

钢管的种类繁多, 针对不同类型钢管的制造工艺各不相同, 当前主要采用的供水钢管为不锈钢管或内衬不锈钢复合管。不锈钢管主要分为两大类:无缝管和焊管。无缝钢管根据制造工艺可分为热 (冷) 轧管、冷拔管和挤压管, 焊管分为直缝焊管和螺旋焊管等。内衬不锈钢复合管可以理解为在钢管内壁附加了一层薄壁不锈钢管的复合型双层金属管。

2.2 主要性能

不锈钢管避免光滑, 具备耐磨损自保护功能, 延展性及韧性俱佳, 最值得称道的是它所具备的的良好的耐化学性能、耐酸性能及耐碱性能。由于其密度较低, 在同尺寸管线中重量较轻, 安装施工简便。

2.3 连接建议

相对于其他管件, 不锈钢管的连接方式较多, 除了传统连接方式, 还有压缩式、压紧式、活接式、推进式、推螺纹式、承插焊接式、活接式法兰连接、焊接式等。以上连接方式可根据不同的施工环境进行合理选择, 前提都是保证安装的简易性及可靠性。在接口的密封性施工方面, 建议选用硅橡胶、丁腈橡胶和三元乙丙橡胶材质类密封圈或密封垫。

3 管件连接方法探析

3.1 管件连接方式介绍

目前国内的管道连接方式主要有:螺纹连接、法兰连接、焊接连接、承插连接、粘合连接等。螺纹连接具有结构简单, 连接及拆卸方便可靠的优点, 但是有些管件材料本身不适合螺纹加工, 因此螺纹连接方式尤其材料局限性, 并且其密封性不够理想。法兰连接被广泛的应用到在铸铁管、衬胶管、非铁金属管和法兰阀门等的连接上, 具有承压能力强、密封性能好的优点。焊接连接一般适用于同材质材料之间的连接, 承压能力较差。承插连接分为刚性连接及柔性连接, 刚性连接具备密封性能优异的特点, 柔性连接具备抗震性能优异的特点。粘合连接仅适用于接口承力不大的情况, 并且对连接面的面积及粗糙度都有要求。

3.2 球管与钢管的连接方式探析

在当前城市管网中球墨铸铁管与钢管的结合使用十分普遍, 两者的结合能够在复杂地形的管网铺设中凸显出其优势。二者的连接方式主要有以下三种。

3.2.1 K型机械接口

接口配件的规格在DN400以下时适宜选用K型机械接口, 当球管规格在DN300以下时我们应该选用机械接口形式。K型机械接口在实际施工中安装迅速, 因为采用的是新旧管道的碰接方式, 可以快速完成, 避免因为长时间停水造成的经济损失。但是K型机械接口的缺点也是显而易见的, 当管网内水压过高时, 容易造成机械接口的移位而产生漏水现象。因此在进行K型机械接口安装时, 要对接口进行紧固处理, 保证接口不会产生水利压力导致的移位现象。

3.2.2 油麻膨胀水泥接口 (刚性接口)

此方法适用于球管规格为DN300以上情况, 连接常规方式为钢制双套。采用该接口方法较耗费劳力, 因为是采用了水泥固结连接, 因此其柔性极差, 当施工位置处开沟槽地基层不稳定及回填沟槽的质量不过关, 都会引起大载荷情况下使接口断裂的损坏的事故发生。并且因为接口材料选用了水泥, 也要考虑水泥本身的固结时长是否会影响正常的工期。

3.2.3 钢制标准管转换法 (柔性接口)

钢制标准管转换法是利用承插原理, 在钢管外连接一卷板钢管, 同时在该卷板钢管上焊接钢管 (该钢管与球管插口外径相同) 。该方法最大的优点就是安装快速方便, 具备一定抗震能力。

4 总结及建议

文章对供水管网的漏水问题进行了调研, 指出了因供水管网接头密封性差原因导致的经济损失是巨大的, 必须予以重视, 并以此为背景对国内外管件的常规连接方式进行了调研, 指出了管件连接的几种方式:螺纹连接、法兰连接、焊接连接、承插连接、粘合连接等。从制造工艺、主要性能两方面对球墨铸铁管及钢管的特性进行了分析, 并给出了两种管材的连接方式建议。对国内管件的连接方法进行了探析, 针对球管与钢管的连接问题, 给出了三种连接方式建议。

文章的主要结论如下:

4.1 球墨铸铁管接口密封建议选用三元乙丙“O”形橡胶圈配以环氧树脂内外涂层、聚氨酯内外涂层、PE膜涂层等。

4.2 钢管接口的密封建议选用硅橡胶、丁腈橡胶和三元乙丙橡胶材质类密封圈或密封垫。

4.3 球墨铸铁管与钢管推荐连接方式:K型机械接口、油麻膨胀水泥接口 (刚性接口) 、钢制标准管转换接口 (柔性接口) 。

参考文献

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[2]牛冰.谈球墨铸铁管在工程中应用的优势[J].广东建材, 2005, 11:35-36.

[3]王建德.浅谈球墨铸铁管的性能及施工要求[J].中华民居 (下旬刊) , 2014, 02:361.

浅谈城市供水管网的管理误区 篇9

某供水公司自2007年开始实行城市供水管网改造计划, 其资金来源主要为国债。其中一个项目长度约2km, 供水管道管径为DN600, 该管道被规划为新区的输水管线, 基于资金问题, 公司将该管径变为DN300。改造初期没有考虑到发展问题, 因而三年后该区由于发展导致DN300管径已经不能适应起供水要求。该公司不得不重新投资对管网进行改造, 这种情况的出现主要是由于公司没有全面认识到给水规划的重要, 很多小型供水公司在给水规划方面相对缺乏, 也没有计划性的管网更新, 在管道的改造建设中任意选择口径, 不对其进行科学的论证, 仅仅考虑眼前, 而不以长远的眼光纵观全局。该误区会导致重复对统一管道以及同一问题进行投资, 这实际上是一种极大的浪费, 并且这种浪费大多被看做是正常的投入。供水管网的合理规划是管网管理工作的关键, 供水公司应当从认识上增强规划观念, 树立科学的意识。首先要对管网的现状进行全面的掌握, 建立全面的资料库, 对所有城市基础供水管网资料予以调查掌握;其次, 结合管网所在区域的发展状况进行科学的乱整, 并请专业的规划机构对城市供水管网进行长远、合理的规划;最后, 以当前为基础用长远的眼光进行科学的布局、改造, 保证改造计划的长期性, 应当统筹兼顾, 分批分期进行管网的建设和改造。

2 重视新建工作而忽视改造工作

案例二:某供水公司自2006年投巨资改造其所在城市的供水管网, 虽然当时该公司产销差相对而言有所下降, 但从整体看来仍旧逐年增加, 当时其产销差已超过27%, 而管网漏水量占产销差中的大部分。在对其维修记录进行分析后, 发现造成这一现象的原因主要有两点: (1) 管道发生了老化; (2) 采用的PE材料管道由于施工以及材质不达标造成的漏水。针对该类问题供水企业可以对管网实行有计划的改造, 管道DN不小于75的, 其改造进度的年安排应当大于总长度1%, 针对DN小于50的, 其改造进度的年安排应当大于总长度的2%。并且应当重视小区供水管网改造, 且改造计划应当尽量保证具有成片性, 设定重点改造区域, 将管网水质差、水压低以及管龄较长的区域纳入其中。

3 重视施工而忽视监管

这里所说的监管是对管网改造工程的质量进行的监管。

案例三:某供水公司通过对今年管道发生漏水的原因进行调查分析, 发现很多问题主要由于工程质量问题造成。主要表现在: (1) 管道基础质量不合格, 导致局部受力出现损坏; (2) PE管需要进行热熔焊接, 若热熔时间控制不好则容易出现管道堵塞或者虚焊现象; (3) 施工时随意性较大, 不执行设计图纸要求, 甚至完不成指定工作量; (4) 材料质量问题, 由于现代管网建设主要为PE管, 其材质特性决定了必须要对工程质量监管工作予以加强。供水管网的施工质量以及设计的合理性直接回对其以后的运行状况造成影响, 所以, 需要在其设计、施工过程中对每个环节进行监控把关, 保证其工程质量可以达到设计要求。

(1) 严格按照相关设计规定以及要求进行施工, 通过完善质量监督体系以及工程验收标准对管网的改造施工质量予以保证。

(2) 对工程进行工序验收以及竣工验收。

(3) 管网改造工程所需附件以及管道的采购应当选择正规供货商。

(4) 管道地基土质较差时, 必须对管基作加固处理。

(5) 对PE管热熔温度进行严格控制。

4 重视维修忽视维护

案例四:某供水公司服务范围内存在两个大型小区, 小区位置在城区中心, 水压偏低, 其周边为环状供水管网, 且小区进水管均为合理设计, 其水压问题迟迟未得到解决, 小区居民多次就此事进行上访, 给该供水公司造成了严重负面影响。该公司排除专门的测压分析小组对该小区水压问题进行分析发现:进水管一阀门由于损坏而一直处于闭合状态, 管网改造时应当进行连接的管道没有连接, 同输水管进行连通的原阀门由于损坏被关闭。

供水公司大多对管道所发生的明漏较为在意, 这是由于漏水会造成较大的社会影响, 因而一般会对漏水点进行及时的维修;但对于官网的附件维护, 以及全网的维护, 则相对力度不足。上述案例中, 由于阀门损坏没有得到及时的维修, 施工设计没有严格的被执行, 这就将原本环装的供水网变为了支状, 增大了管段负荷。日常工作中应当保证阀门时刻启闭到位, 因此需要对其进行日常的检修和维护:

(1) 建立齐全、完整的技术资料。

(2) 建立完善的阀门管理制度并严格执行, 阀门启闭操作审批及操作由专门部门管理。

(3) 建立日常运行管理阀门定期周检制度。

(4) 发现故障应提出相应的大中修计划, 及时处理。对于关闭后无法开启的阀门应像抢修爆管一样进行紧急处理。

5 不重视管网资料管理, 管网管理缺乏基础

案例五:某供水公司对一工业园区供水不足的问题进行如下处理。该工业园位于主城区东侧, 主要由一根DN500管供水, 管道建成只有3年。工业区发展较快, 随着进驻企业增多, 水量供应不足, 出现了各企业安装管道泵抢水的现象, 县政府压力很大, 责成自来水公司限期解决。经过核算测压, 发现一管段压降不合理, 但该段管道在资料上未显示有阀门。经开挖才发现此段管道上有一台阀门, 且一直只开启三分之一。以上案例告诉我们, 在日常供水工作中, 由于管线情况不清、阀门位置不明等原因, 造成管道施工时无效工作量增加, 造成人力和财力的浪费, 甚至导致抢修时工人无从下手、越级关阀现象增多。因此, 重视管网资料的管理对供水公司来说是非常重要的。为进一步提高供水管网建设水平, 自来水公司应该从完善管理体制, 提高档案管理意识、应用现代化手段、加强从业人员队伍建设等方面入手, 加强供水管网档案管理。要注重以下几点:

(1) 对新建管网加强竣工资料的收集管理, 核实准确性, 并及时存入资料库。

(2) 原有管网资料要及时更新, 除建全各比例纸质图纸外, 有条件的供水公司应在实测基础上, 尽早建立GIS系统, 提高管理水平。

(3) 对于管线资料不全的情况可进行定期测绘, 同时可利用城市道路改造的契机, 摸清完善道路上不明确的管系。

6 结束语

水作为城市生产和生活的源泉, 供水管网则是城市的命脉, 其运行管理关系到城市的生存和发展。因此应当在原有的管理基础上不断的进行总结和创新, 解决管网管理上存在的问题, 避免管理误区的产生, 以此保证管网管理工作的健康发展, 保证城市供水系统运行的健康稳定。

参考文献

[1]彭晓明.城市供水管网漏水原因及防护措施[J].河北水利, 2010年07期.

[2]杨道权.城市供水管网漏损控制方法初探[J].科技资讯, 2009年33期.

城市供水管网信息系统 篇10

1 城市供水管网概述

目前, 我国城市供水管网主要存在分布广但不均匀、使用管材多样化、管道埋设标准不同、部分管网老化等问题。由于我国国土面积较广且人口众多, 城市建设中管网分布较为广泛。而相当数量的老城区由于早年规划的滞后性, 使得管网管径偏小, 虽然分布较广但不能适用城市人口的用水量。另有相当数量的管网交叉、重叠铺设, 使得整体布局混乱。在管材方面, 不仅有常见的水泥管、镀锌管、PE管, 还有相当数目的尼龙管、玻璃钢管等。管道在埋设时, 又由于地质的复杂性和标准化规定的缺失, 很多供水管在铺设时需要避开电缆、通讯光缆以及城市排水管道等, 所以, 其实际铺设深度往往过浅或者过深。管网常用管材中镀锌管和焊接钢管, 以及钢筋混凝土管一般使用年限是20年;玻璃管可使用30年;PE类管材寿命50年。然而, 现实中城市网管好多超过90年铺设的官网仍在仅需使用。

2 网管水质影响因素

2.1 出厂水质

出厂水质是城市用水的源头, 一旦出厂水质出现不合格, 接下来不管网管布置再合理都不可能流出优势的水源。当前生态环境遭到大范围污染, 是源头水质出现问题的关键。常见的有水质中微生物、化学元素、有机物或重金属元素超标, 不仅影响源头水质质量, 还会导致水质的传送过程中对供水管道进行腐蚀, 并增添有害物质。

2.2 金属材质网管腐蚀

导致的黄水和铁腥味水。当网管使用的金属材质管道被氧化后, 其结垢会越来越多, 表面金属层也会更容易发生疏松脱落。此时, 管道内壁附着的微生物和有机物会滋生厌氧菌, 进而通过大量繁殖污染水质质量。一旦水流过急, 用户就会发现水龙头流出的水质泛黄或是伴有铁腥味。

2.3 新安装的网管内部不洁物污染

水管安装过程很容易导致管口处混入泥、砂或者污水、油渍等。只有在完成后对管道进行冲刷, 随后进行严格的水质测量, 合格后才能正式投入使用。若冲刷不干净, 管道自身很有可能成为污染水质的罪魁祸首。目前, 我国城市管网建设中, 应重视对新管道使用前质量排查。

地下吸入水对网管水造成的二次污染, 是城市用户得不到优质水的又一重要因素。由于管网中所有的管道、阀门、消防栓等部件都埋在地下, 会长期遭受地下水、雨水、污水以及其他化学或微生物的腐蚀。管道压力一旦变小, 就会出现地下水渗入网管。另外, 管网、阀门或其他部件的维修、更换时, 管网水排空极易致使地下水流进管网。而管网内水质的长期停留造成死水、管道内沉积物的堆积, 也是影响水质的重要因素。

2.4 不合格网管管道

不合格网管管道是造成水质受损的又一因素。部分商家在利益的驱使下, 使用的原料和生产的管材不符合卫生标准, 也不能达到网管管道厚度和密度等指标的要求。这种质量的管材一旦投入使用, 用户将不可能接到优质的水源。而这类管材还比较容易导致水体出现异味。

3 优化管网水质的相关措施

3.1 强化对出厂水质的监控

严格要求水质的出厂质量, 通过技术改革进行净水处理, 保障城市用水的水质源头上是干净达标的。另外, 对于部分生产不达标的水质, 应采取强制净水或者直接关闭水厂。对于检测合格的水厂同样不能放松警惕, 要时时抽查或者安置动态监控, 以便随时掌握水质变化。

3.2 优化改造管网

改造并维修部分老化、腐蚀或出现问题的管网。排查城市的供水管网, 依据官网的老化程度进行改造、更换。严格控制用于改造的新管材, 却白管材的使用达到城市用水的标准, 并尽量选取高新技术下的新型PE管或者球墨铸铁管。另外, 建立完善的官网档案, 使得每根管道的位置、材质、寿命、出场时间都清晰被记录。

3.3 定期对管网水质和管道检查

定期检测管网水质能够及时掌握水质的变动。而管道的检测和维修, 则要求在管道的布置时尽量将坑挖深, 在可能出现漏水的开口处用沙袋围挡, 以保证泥砂等杂物不会进入到管网。

3.4 严格控制管网水逗留的时长

通常情况下, 管网停留时间越长, 水质越容易出现变质。因此, 日常管网管理中严格控制水质在管道停留的时间, 是保证水质的重要途径。

3.5 建立完善的供水培训机制

用水培训包括基本的饮用水安全意识、当前水质标准、水质基本的检测等问题。提高员工对城市管网水质安全维护的意识和能力, 是保证水质量的重要环节。

3.6 定期对管网清洁

定期清洁管网, 排除盲肠管网、低流速管网、末端管网以及新装管网存在的安全隐患, 能够有效保证城市管网水质。

参考文献

城市供水管网漏水原因及控制措施 篇11

随着城市的发展, 供水管网由枝状逐年延伸, 供水范围不断扩大, 管网长期处于超负荷运行状态, 电耗高, 漏损逐年攀长。从而造成供水成本不断增加, 能源和资源严重浪费, 分析管道漏损增长的原因, 采取各种可行性措施, 以期将漏损控制在最低的程度, 下面具体谈谈漏损的主要几种原因和控制的一些措施。

2 管网漏损的原因

2.1 管网陈旧、老化

供水管网铺设年代跨度较大, 其中大部分为老管线, 老的管道多为钢性接口, 经不起温度的变化、各种腐蚀、地基下沉、地面负载等因素的影响, 极易造成爆管等现象。

2.2 管网中管材的原因

供水管材种类繁多, 铸铁管、钢管、玻璃钢管、球墨铸铁管等, 进货渠道不统一, 质量参差不齐, 部分配件质量各异。由于地形差异, 各路段的管网压力不一致, 部分供水路段管道压力过大, 造成爆管。

2.3 设计、施工质量中存在的问题

在供水管道设计中, 地下资料不详, 以致施工过程中变更较多, 造成管网局部阻力增大, 抗冲力减弱;背墩承受力小于;地基下沉造成管道接口松脱;管道覆土过浅或受压过大;没安装管道伸缩器, 在热胀冷缩的变化下造成焊缝开裂等, 都能引起爆管。

2.4 闸阀、消防栓漏水

建设部等有关部门早已提出推广使用新型管材, 如PVC、PPR、PE等管材, 该类型管材具有重量轻、运输、安装方便、造价低、耐压强度、流体阻力小、耐腐蚀性强, 不影响水质, 受到广大用户喜爱。

3.2 向柔性接口发展

过去采用的刚性接口, 在管道受压后, 极易引起开裂、断裂;特别是在气温变化较大时, 产生的热胀冷缩现象后, 尤为明显。故采用柔性接口, 大力使用柔性接口的管材, 能减少这方面因素而造成的漏水。

3.3 加快城市供水管网改造

根据城市建设发展制定供水管网改造, 对于常发生爆管漏水的薄弱管段和年代已久的老化管网, 尽快实施改造。

3.4 加强供水管网技术档案管理

没有详细的管网资料或不对资料进行归档管理, 是导致检漏工作无法有效开展的重要原因之一, 加强对供水管网技术资料包括管道施工图、竣工图、管径、管材、位置、敷设年代、水压、阀栓、漏点检修记录资料、管网改造结果等进行归档管理, 有效地利用供水管网技术档案。

3.5 加强管网巡视队伍的建设

组织巡视人员, 对管线进行检查, 有利于保护管网安全, 降低管道损坏次数和隐患。城市道路拓宽、新建、开发拆迁等原因, 造成管道损坏屡见不鲜。对其它管线施工方, 构成对给水管网损坏隐患和维护不便等情况应即时给予制止, 通知对方整改。

3.6 加强探漏队伍的建设

探漏工作是一个系统性的工作, 应持之以恒, 由于各种原因产生爆管 (即明漏) , 通过即时抢修得以恢复, 而另一部分由于地面结构原因, 漏水从地下流失 (即暗漏) , 恰是这类暗漏, 隐藏性强, 流水量大, 危险性高, 地下结构复杂给探漏工作带来很大的难度, 为此, 公司投入大量资金配备相关仪、听漏仪等探漏设备, 培养专业的探漏人员, 以提高检漏率, 达到有效控制暗漏之目的。

总之, 供水管网的漏损不仅为供水企业造成了极大的经济损失, 也造成了水资源浪费。供水管网漏损控制是一个持续的过程, 只要有水在管道中流动, 就会有漏失情况;所以我们应该通过加大供水管网建设, 加大陈旧、老化管网的更新改造, 大力推广采用优质的新型管材;加强管网管理力度、探漏力度;加强与各供水企业交流技术经验, 才能提高公司管网的管理水平和技术, 尽力把供水管网漏损率减少到最小。

摘要：简要论述了城市供水管网漏水原因及控制措施。