某工业园区供水管网爆管检测研究

作     者：潘云鹏 

作者单位：天津大学 

学位级别：硕士

导师姓名：梁建文;赵华

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：供水管网 改进影响度 压力监测点 神经网络 水力学特性 

摘      要：供水管网的漏损一直是个难以有效解决的问题。除了缺乏科学的理论指导外,还有很大原因是缺乏大量的历史数据。SCADA系统的出现及完善,大大减少了获取管网运行参数的难度,管理人员在控制室就可以简单快捷获取管网运行过程中各参数,如压力、流量、水质等参数。爆管作为供水漏失的主要形式,研究人员从20世纪80年代就开始进行研究,SCADA系统的普及和完善大大推动了爆管控制相关研究。本文结合已有研究进展,对基于爆管监测的压力监测点布设和爆管检测定位进行研究,研究内容如下:(1)对压力监测点优化布置进行研究。提出以爆管发生前后节点压力变化比表达节点的爆管敏感性,并对其进行聚类,从各子类中,选出对爆管最敏感的节点作为压力监测点的优化布置方案。将该压力监测点优化布置方法用在某市工业园区供水管网,误差结果表明该方法具有很好的工程效果。(2)对爆管检测及定位进行研究。主要思路是利用神经网络,通过有限个监测点数据,预测管网内未受监测节点的压力值,通过绘制管网节点等压线图,从等压图中确定爆管位置。等压线图的绘制利用了节点的压力属性,使得定位过程不再仅是“数字游戏,且等压线图能够减小神经网络精度不够造成的爆管误差,因此具有较好的效果。通过某市工业园区,对方法的效果进行验证,结果表明,该方法能够满足爆管检测和定位的需要。(3)对爆管后供水管网中的压力变化情况进行总结,得出压力变化最明显的监测点距离爆管点最近这一结论。以该压力监测点为基础,以监测点围成封闭区域为原则,构建封闭区域。研究发现区域中的压力监测点变化比与爆管位置呈一一对应关系,且该关系受爆管程度影响可忽略。因此该方法可用于爆管定位,且有很好的效果。