供水管网压力监测点的布置方法

1、

压力监测的重要性

监测管网运行状态

在线压力表可以实时监测供水管网的压力变化，提供详细的数据反馈。通过监测，可以了解管网的运行状态，及时发现压力异常、波动等问题，便于及时进行处理和调整，满足国家对于用户的水压要求。

提高供水系统管理效率

在线压力表可以自动采集数据，并通过远程传输和监控系统实现远程监测和管理，可以帮助相关人员及时掌握管网的压力情况，优化供水调度，提高管理效率，避免人工监测带来的不确定性和延迟。

预防管网破裂和漏水

管网中存在过高的水压易导致管道破裂和泄漏的风险。在线压力表可以实时监测管网的压力情况，一旦发现过高的压力，及时采取措施进行调整，避免管道破裂和漏水事件的发生，减少供水损失。

模型服务及优化调度

将监测数据应用与模型，对水力模拟计算所提供的估计值作合理的质量评判；及时为模型提供必要的运行状态数据，为实现优化调度打下基础。通过对压力数据的监测和分析，可以评估供水管道的设计参数是否合理，如管径、流速等。

优化供水系统设计

通过长期监测和记录管网的压力数据，可以为供水系统的优化设计提供有效参考。根据实际数据，进行管网的合理规划、调整和扩建，以满足不同地区和时段的供水需求，提高供水质量和效率。

2、

压力监测点布设的方法

经验法

这种即根据供水公司多年积累的经验进行测压点的布置。这种方法的优势是能准确找到管网最低区的位置、最不利点和压力变化敏感区。经验法不具备一定的普适性，适合于管网运行时间较长、管网供水规律比较稳定、缺少水力模拟计算条件的供水管网。但缺点就是对旧管网需要多年工作经验的技术人员参与测压点布设，并单纯的依靠经验，也不能保证方案的科学合理性。

理论法

以一定的理论基础为依托，借助数学等其他学科作为辅助处理手段，通过分析计算得出可靠、准确的管网压力监测点布置方案，理论性强，对工作人员的水平要求较高，适用性较强。目前国内外对压力监测点优化布置的研究方法主要集中在模糊聚类分析、灵敏度分析以及遗传算法等。

灵敏度分析法

基于供水管网的水力学和拓扑学原理，通过建立灵敏度矩阵和方程来评估不同节点对整个管网压力的敏感度。通过对灵敏度分析的结果进行排序，可以确定供水管网中的压力变化灵敏点。

模糊聚类分析法

以聚类模糊理论为基础发展的测压点优化布置方法。该方法是将管网中的节点按照一定的聚类原则进行分组，根据模糊聚类所得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。

遗传算法

遗传算法通过建立数学模型，并利用遗传算法进行优化求解，是人工智能领域应用比较成熟的优化算法，同时也是解决复杂组合优化问题的有效工具。遗传算法应用广泛，但在实际应用中，当管网规模较大时，计算结果有可能是发散的，计算量大，计算时间较长，不能保证求解得到的结果为全局最优解，有可能取得局部最优解。

多目标优化方法

指利用优化搜索算法求解优化模型，得出满足约束条件的最优目标函数解。

3、

压力监测点的布置原则

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，为了尽可能充分利用现有资源、避免重复建设，在测压点布置时应遵循代表性、分区覆盖、压力波动区域、关键节点、系统扩展预留、通讯设备布设原则、安装环境考虑等七大原则。这些原则可以事半功倍的完成测压点的布设工作并且提高测压点布设方案的经济性。

管网水力分界线

城市供水系统如果属于多水源环形管网结构，情况复杂，涉及面广。那么在短时间内需要水量的变化便可引起管网压力的大幅度变化，其水力分界线往往是配水最不利的地区，最能反映管网的配水偏差情况。管网远程监控点首先应选在水力分界线处的干管上。

管网水力最不利点、控制点

管网末梢属于配水的不利处，能较好的反映管网的配水偏差情况。另外，地面高程与配水压力有密切的关系，在地面高程偏高或偏低处（相对水厂高程而言）的配水服务压力对调度工作影响较大。为了保证管网末梢及高差特异点有合理的服务压力，在这些地区设置管网测压点是必要的。

大用户水压监测点

为了确保重点部门和特殊用户的正常用水，在为其供水的干管上设置测压点。以哈尔滨市为例：工业基础发达，有许多用水大户，由于用水量大其用水量的变化影响着区域压力的变化，并且为了保证其用水的安全性，也需要在其附近布设在线测压点。

主要用水区域

在用户集中地区或用水大户附近，管网压力容易波动起伏，故这些地区可以作为辅助监测区，设置测压点。

大管段交叉处水区域

在大管段相交处设置测压点，可结合测压点记录数据分析发生爆管等管网事故的影响因素及其与管道压力的关系，总结经验教训，为减少事故、合理调度提供有力辅助。

管网运行调度工况点

包括增压泵站前，水厂出厂管段等对管网调度工况变化反应较敏感的区域，在这些区域设置在线测压点，有助于了解调度计划的实施情况及管网状态对调度命令的反应。

管网低区压力监测点

各城市都会因不同原因存在着一些低压区，通过低压区压力监测点的设置，可以及时监测这些区域的供水压力，通过压力信息的反馈及时调度，保证供水服务质量。

供水发展区域预留监测点

为了适应城市供水中长期的发展需要，考虑在供水发展区域预留监测点。

管网测压点设置密度

在平原地区建议每5~10平方千米设置1个为宜。给水范围较小的城市、丘陵、山区城市可以适当增加管网测压点的设置数量，放宽到每3~5平方千米设置1点。有特殊需要或经济技术条件容许，亦可适当增加管网测压点的分布密度。

另外，管网测压点的设置密度与调度功能有关，随着调度功能需求的增加，测压点的设置位置和数量均需要按实际情况调整。