2022年8月25日,在2022(第七屆)供水高峰論壇上,寧水集團(tuán)浙江寧水水務(wù)科技有限公司技術(shù)副總監(jiān)、資深管網(wǎng)工程專家黃曼琳發(fā)表了以“供水管網(wǎng)漏損檢測(cè)與控制”為題,從漏損檢測(cè)的設(shè)備和應(yīng)用案例,以及漏損控制相關(guān)的分區(qū)計(jì)量、壓力管理和精細(xì)化運(yùn)維兩大板塊深入闡述寧水集團(tuán)及寧水科技在管網(wǎng)管理方面的研究方向及發(fā)展成果。她表示,這個(gè)題目簡(jiǎn)潔但不簡(jiǎn)單,它包含了整個(gè)供水管網(wǎng)系統(tǒng),涉及民生問題及水司運(yùn)營(yíng)問題等;同時(shí),這又是一個(gè)很精細(xì)的題目,通過管網(wǎng)漏損監(jiān)測(cè)和探測(cè),對(duì)管道漏點(diǎn)都能進(jìn)行精準(zhǔn)把控。

黃曼琳
資源+產(chǎn)品,做智慧科技的領(lǐng)先者
寧水集團(tuán)在幾代寧水人共同努力下,順利實(shí)現(xiàn)“跨越式”發(fā)展。1958年6月,寧波水表廠前身寧波綜合儀表廠誕生全國(guó)首家水表專業(yè)生產(chǎn)企業(yè);2000年9月26日,經(jīng)寧波市人民政府批準(zhǔn),由原寧波水表廠成功轉(zhuǎn)制成寧波水表股份有限公司;2016年1月15日寧波水表新三板掛牌申請(qǐng)獲批,并正式掛牌交易;2019年1月22日上海證券交易所掛牌上市,行業(yè)內(nèi)唯一登陸主板市場(chǎng)的水表制造企業(yè);2020年3月13日,根據(jù)長(zhǎng)期戰(zhàn)略部署,公司更名為寧波水表(集團(tuán))股份有限公司;2021年7月9日,組建浙江寧水水務(wù)科技公司。
寧水集團(tuán)是水計(jì)量的領(lǐng)跑者,寧水科技是智慧水務(wù)的領(lǐng)先者。
寧水集團(tuán)在全球水表制造業(yè)知名品牌NWM基礎(chǔ)上,著力打造智慧水務(wù)品牌NWT,成功向服務(wù)型制造業(yè)轉(zhuǎn)型。
寧水科技在集團(tuán)“智能制造、技術(shù)服務(wù)深度融合和協(xié)同發(fā)展”的戰(zhàn)略規(guī)劃下,加大水工業(yè)傳感器、智能閥門、非開挖修復(fù)材料與裝備等硬件,和動(dòng)態(tài)水力模型、管網(wǎng)資產(chǎn)運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型等應(yīng)用軟件、預(yù)警預(yù)測(cè)等先進(jìn)算法的技術(shù)開發(fā)與研制、市場(chǎng)服務(wù)、節(jié)水管理服務(wù)商業(yè)模式等創(chuàng)新力度,整合資源優(yōu)勢(shì),提供專業(yè)化、系統(tǒng)化、集成化的城市供排水O&M(運(yùn)營(yíng)和運(yùn)維)系統(tǒng)解決方案。開展在供排水管道檢測(cè)和監(jiān)測(cè)預(yù)警、供水管網(wǎng)漏控、管道非開挖更新、城鎮(zhèn)水務(wù)運(yùn)營(yíng)輕量化SAAS云服務(wù)平臺(tái)租用、管網(wǎng)和廠站智慧化建設(shè)等領(lǐng)域,總集成、總承包和一站式服務(wù) 。
寧水集團(tuán)NWT智慧水務(wù)整體解決方案主要包括感知設(shè)備、技術(shù)服務(wù)、寧水智云TM、管道檢測(cè)診斷和非開挖更生四個(gè)方面。
除此之外,寧水科技還擁有五大業(yè)務(wù)板塊,包括智能計(jì)量、中小水司SAAS平臺(tái)、智慧管網(wǎng)、智慧水廠(泵站)以及從源頭到龍頭全業(yè)務(wù)體系智慧水務(wù)整體解決方案。
寧水科技不僅擁有專業(yè)、制造、品牌、市場(chǎng)、資本及團(tuán)隊(duì)的資源優(yōu)勢(shì),同時(shí)還擁有智能傳感器及算法、寧水云SAAS產(chǎn)品與服務(wù)、技術(shù)服務(wù)和解決方案、管網(wǎng)檢測(cè)與非開挖修復(fù)更新的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
三項(xiàng)技術(shù)破解管網(wǎng)漏損檢測(cè)難題
“很多水司對(duì)于傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)體系的改變都有一個(gè)較長(zhǎng)的接受過程,寧水科技則以由淺入深遞進(jìn)式進(jìn)行運(yùn)維管理體系的變革。首先通過智能感知設(shè)備進(jìn)行管網(wǎng)的漏損檢測(cè)和排查,然后再進(jìn)行常態(tài)化的精細(xì)化運(yùn)維管理,對(duì)漏損進(jìn)行管控。”黃曼琳介紹道。論壇上,她著重介紹了多探頭數(shù)字相關(guān)儀、智能聽漏儀以及NWT1000、NWT100給水壓力管道不停輸帶壓檢查和泄漏偵測(cè)技術(shù)。
多探頭數(shù)字相關(guān)儀(3探頭/8探頭)
工作機(jī)理:將探頭放置在待測(cè)管網(wǎng)的多個(gè)位置(如閥門和消火栓上),各探頭在同一時(shí)間記錄各點(diǎn)的聲波數(shù)據(jù)。探測(cè)時(shí)間設(shè)置靈活,晝夜均可。夜間使用能夠有效地避免來自交通、用水和其他干擾聲源的影響。利用軟件進(jìn)行聲波數(shù)據(jù)處理與分析。探頭的設(shè)置及數(shù)據(jù)下載利用紅外線和USB技術(shù),方便、快捷。
工作時(shí)間機(jī)動(dòng)性強(qiáng)。夜間使用能為漏水聲波探測(cè)或漏水點(diǎn)定位提供理想的工作環(huán)境,較高的水壓加強(qiáng)了漏水聲波的傳播。同時(shí),能夠有效地避免來自交通、用水和其他干擾聲源的影響。
儀器特點(diǎn):
高靈敏探頭,采樣頻率高,分析更精確。管道漏損定位精準(zhǔn)。功能強(qiáng)大可配合 GIS 系統(tǒng)使用;不受工作時(shí)間限制,可以定時(shí)開啟也可以延時(shí)開啟。相關(guān)曲線結(jié)果和信號(hào)強(qiáng)度同屏顯示,方便選擇濾波有效范圍。具有相關(guān)分析、 三段手動(dòng)與自動(dòng)頻段分析功能 ,相干分析結(jié)果顯示直觀。濾波范圍可連續(xù)調(diào)節(jié),還可加載用戶自設(shè)頻率范圍的濾波器。
智能聽漏儀
智能聽漏儀是高性能的漏水定位設(shè)備,配備集成低噪音處理技術(shù)的傳感器,各頻率范圍均可實(shí)現(xiàn)噪聲真實(shí)還原;同時(shí)配備超高質(zhì)量地面麥克風(fēng)無線傳輸;學(xué)習(xí)成本低廉,操作簡(jiǎn)單,數(shù)據(jù)讀取簡(jiǎn)單直觀,是漏損普查及漏點(diǎn)定位利器。同時(shí)還配備電子聽音桿,更加方便現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)漏點(diǎn)。
儀器特點(diǎn):
超高噪音靈敏度;屏幕操作簡(jiǎn)單便捷;先進(jìn)的地面?zhèn)鞲衅骶哂懈綦x風(fēng)噪聲的功能;完整頻譜分析,多重濾波;音強(qiáng)、音頻雙柱狀圖顯示。
黃曼琳以寧波市公安局巡(特)警支隊(duì)測(cè)漏的案例對(duì)相關(guān)儀及聽漏儀配合檢漏進(jìn)行了介紹。
寧波市某機(jī)關(guān)單位供水面積1.9萬㎡,供水人口200余人,近幾個(gè)月日用量由130m³升至220m³,在沒有消防用水的情況下,容量18m³的屋頂消防水箱在關(guān)閉進(jìn)水閥門的情況下,3小時(shí)后水箱水量為零。后經(jīng)寧水水務(wù)科技測(cè)算,該區(qū)域漏失比例約為88%。
結(jié)合供水管網(wǎng)情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘,充分調(diào)研了解該區(qū)域內(nèi)管網(wǎng)配置及運(yùn)營(yíng)情況。經(jīng)過竣工圖紙分析,該區(qū)域有一個(gè)總進(jìn)水口。為確定漏損總量,在總水口處安裝寧水K130數(shù)據(jù)監(jiān)控儀。下圖為K130數(shù)據(jù)監(jiān)控儀,用于采集及監(jiān)控流量數(shù)據(jù)。

寧水科技結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)踏勘情況,針對(duì)有異常的區(qū)域,利用聽漏儀對(duì)區(qū)域內(nèi)閥門進(jìn)行聽音檢測(cè),縮小漏損范圍。利用相關(guān)儀對(duì)聽漏異常區(qū)域管網(wǎng)進(jìn)行進(jìn)一步檢查,通過管線探測(cè)儀確定走向管線走向,終端布置于閥門和消火栓上,精確定位管段漏損位置,并開挖修復(fù)。“修復(fù)完成后用水量恢復(fù)正常,我們還因此收到了表揚(yáng)信。”黃曼琳說道。
NWT1000系纜式給水壓力管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)
工作原理:智能侵入式管道檢測(cè)技術(shù),適于不停運(yùn)帶水帶壓檢測(cè)在役配水管道運(yùn)行狀況,包括管道泄漏檢測(cè)定位、氣囊、不明分支管、管壁腐蝕剝落及銹瘤、接口和焊縫檢查等。單次插入操作中,系統(tǒng)可以傳輸至1000米。
NWT100給水壓力管道不停輸檢查和泄漏檢測(cè)技術(shù)
工作機(jī)理:與NWT1000系纜式給水壓力管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)不同的是,該技術(shù)用于評(píng)估直徑80mm - 300mm的管道。在—次插入操作中, 該系統(tǒng)能夠傳輸至上、下游各100m , 并在管道測(cè)試段捕獲實(shí)時(shí)閉路電視視頻和圖像 ,以及用于泄漏檢測(cè)的聲學(xué)數(shù)據(jù)。
產(chǎn)品功能特點(diǎn):
配水總管檢測(cè);通過消防栓、排氣閥、帶壓開孔插入;壓力流管道;CCTV內(nèi)窺+水聽傳感器&探頭;
關(guān)于供水管道帶壓檢測(cè),黃曼琳以浙江某水司供水管道帶壓檢測(cè)項(xiàng)目為例進(jìn)行了介紹。
浙江某水司供水管道待檢測(cè)管段總長(zhǎng)度2344m;管道沿線,共有5個(gè)排氣閥供帶壓檢測(cè)設(shè)備插入。80mm - 300mm管徑管道,采用NWT100給水壓力管道不停輸檢查和泄漏檢測(cè)技術(shù);DN300以上管徑采用NWT1000系纜式給水壓力管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù),下圖為部分管段詳情及檢測(cè)情況。

帶壓檢測(cè)管段(節(jié)選)

帶壓檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀況(節(jié)選)
四項(xiàng)規(guī)劃+系統(tǒng),完成管網(wǎng)漏損控制+精細(xì)化運(yùn)維
面對(duì)管網(wǎng)漏損控制以及長(zhǎng)期運(yùn)維等問題,黃曼琳詳細(xì)介紹了寧水科技的漏損控制整體規(guī)劃、漏損控制技術(shù)路線、DMA計(jì)量分區(qū)規(guī)劃以及管網(wǎng)GIS、SCADA系統(tǒng)。
漏損控制整體規(guī)劃
寧水科技將漏損管控整體規(guī)劃分為以下四個(gè)步驟:首先通過水平衡計(jì)算確定漏損管控目標(biāo),對(duì)漏損現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)估;再根據(jù)水力模型工具,將漏損管控區(qū)域網(wǎng)格化管理劃分實(shí)施,實(shí)現(xiàn)分區(qū)計(jì)量規(guī)劃;通過管網(wǎng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)、壓力管理、預(yù)警預(yù)測(cè)等漏損管控技術(shù)實(shí)施控漏,制定漏損管控技術(shù)路線;最后通過數(shù)字化賦能智慧化運(yùn)維,及GIS、SCADA、綜合調(diào)度、工單巡檢、綜合培訓(xùn),實(shí)現(xiàn)精細(xì)長(zhǎng)效運(yùn)營(yíng)。
水力模型的建設(shè),需結(jié)合地理信息、收費(fèi)系統(tǒng)及調(diào)度控制的管理信息系統(tǒng),再通過現(xiàn)場(chǎng)壓力傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及高精度、工程應(yīng)用的動(dòng)態(tài)水力模型最終形成動(dòng)態(tài)模型。模型工程應(yīng)用技術(shù)可以應(yīng)用于現(xiàn)狀分析、運(yùn)行管理以及規(guī)劃設(shè)計(jì)等。
水力模型應(yīng)用工具包括:
1、實(shí)時(shí)水力模擬:與SCADA同步更新,實(shí)時(shí)模擬管網(wǎng)運(yùn)行工況。
2、監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化部署:合理制定壓力、流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案。
3、計(jì)量分區(qū)評(píng)估:評(píng)估隔斷閥門關(guān)閉對(duì)供水壓力、管網(wǎng)水質(zhì)的影響。
4、漏損區(qū)域識(shí)別:應(yīng)用水力模型可以對(duì)所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行疊加漏損流量模擬,通過對(duì)比壓力變化的目標(biāo)函數(shù)值,實(shí)現(xiàn)漏損定位。
5、爆管與關(guān)閥分析:模擬分析管網(wǎng)爆管影響區(qū)域,提供優(yōu)化關(guān)閥方案。
6、事件與預(yù)警分析:模擬預(yù)測(cè)未來的管網(wǎng)運(yùn)行工況,預(yù)警供水異常事件。積累和總結(jié)調(diào)度經(jīng)驗(yàn),制定調(diào)度預(yù)案,實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)整體優(yōu)化運(yùn)行。
7、方案模擬與評(píng)估:多場(chǎng)景方案設(shè)計(jì)、分析和評(píng)估,提供運(yùn)營(yíng)優(yōu)化策略。
分區(qū)計(jì)量管理技術(shù)路線為:區(qū)域計(jì)量規(guī)劃設(shè)計(jì)、區(qū)域及量化管理、區(qū)域計(jì)量監(jiān)測(cè)、區(qū)域計(jì)量應(yīng)用以及區(qū)域計(jì)量維護(hù)。“寧水科技的分區(qū)計(jì)量技術(shù)路線也是得到國(guó)際水協(xié)會(huì)認(rèn)可的”黃曼琳介紹道。

漏損管控系統(tǒng)技術(shù)實(shí)施路線
實(shí)施路線為以下8點(diǎn):
1、壓力管理(穩(wěn)定的運(yùn)行、對(duì)壓力的精確調(diào)控);
2、主動(dòng)漏控(漏損原因分析、對(duì)癥下藥);
3、高效維修(快速維修、保證質(zhì)量);
4、水表管理(水表選型恰當(dāng)、水表安裝正確、維持水表良好運(yùn)行);
5、抄表管理(抄表數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確、遠(yuǎn)傳表抄表準(zhǔn)確和數(shù)據(jù)傳輸正常);
6、數(shù)據(jù)管理(各種供水及管網(wǎng)運(yùn)行大數(shù)據(jù)詳細(xì)分析);
7、打擊非法用水(監(jiān)督與稽查、流程管理),規(guī)范用水秩序;
8、客觀準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)免費(fèi)用水量,逐步按計(jì)劃降低計(jì)量損失等。
管網(wǎng)GIS系統(tǒng)
以城市地理信息為基礎(chǔ),結(jié)合供水管網(wǎng)資產(chǎn)信息,構(gòu)建地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,建立以GIS地圖為底座、業(yè)務(wù)管理需求為核心的綜合展示平臺(tái)和供水管網(wǎng)“一張圖”,將業(yè)務(wù)決策信息和空間信息有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)資產(chǎn)實(shí)時(shí)、歷史信息與相應(yīng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的可視化展示。
管網(wǎng)GIS系統(tǒng)作為輕量級(jí)監(jiān)測(cè)平臺(tái),允許壓力、流量計(jì)、水質(zhì)檢測(cè)儀等設(shè)備接入以及地圖接入(高德、衛(wèi)星地圖等),使用簡(jiǎn)單、方便用戶入手,為公司拓展其他設(shè)備做準(zhǔn)備。
管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)
對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控分析,并對(duì)異常狀況進(jìn)行報(bào)警和定位,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制或現(xiàn)場(chǎng)快速處理。
監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、操作記錄和報(bào)警的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析等功能,追溯事故原因,使水廠、泵站及供水管網(wǎng)之間進(jìn)行更科學(xué)的優(yōu)化調(diào)度,實(shí)現(xiàn)全流程遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、智能聯(lián)動(dòng)控制和突發(fā)事故應(yīng)急處置,保障供水水質(zhì)、平衡管網(wǎng)水壓、降低水泵能耗、控制漏失和提高管網(wǎng)韌性,為整個(gè)供水系統(tǒng)提供基于大數(shù)據(jù)的運(yùn)行優(yōu)化策略。
寧水科技自主開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)平臺(tái)—寧水科技管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng):
GIS監(jiān)控:展示各分區(qū)的分區(qū)范圍及各類監(jiān)測(cè)點(diǎn)的站點(diǎn)位置情況;
實(shí)時(shí)流量監(jiān)控:監(jiān)測(cè)各站點(diǎn)的流量情況,通過表格展示各站點(diǎn)的流量信息—當(dāng)前值、昨日同期、上月同期、平均值等;
實(shí)時(shí)壓力監(jiān)控:監(jiān)測(cè)壓力站點(diǎn)的實(shí)時(shí)壓力情況,能夠展示壓力站點(diǎn)的壓力相關(guān)信息;
實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)控:監(jiān)測(cè)各站點(diǎn)的最新水質(zhì)信息,便于用戶了解當(dāng)前最新的水質(zhì)情況。
黃曼琳以浙江某水司供水管網(wǎng)項(xiàng)目案例進(jìn)行介紹,管網(wǎng)總長(zhǎng)度270km,有2個(gè)水廠,日供水量3.4萬m³,用戶數(shù)量為8萬人,4個(gè)二級(jí)分區(qū),水廠考核表數(shù)量為64臺(tái),水站考核表數(shù)量316臺(tái),產(chǎn)銷差率16%。
根據(jù)目前情況,管網(wǎng)工程師先對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行了測(cè)量,結(jié)合水司提供已有的管線資料,對(duì)缺失的管線進(jìn)行測(cè)繪;再通過在線GIS系統(tǒng)結(jié)合高德+衛(wèi)星地圖,統(tǒng)計(jì)現(xiàn)有管徑情況,根據(jù)口徑、材質(zhì)進(jìn)行篩查,并展示屬性等全部體現(xiàn)在一張圖中。
根據(jù)地理信息空間數(shù)據(jù)以及營(yíng)收系統(tǒng)用戶數(shù)據(jù),最終建立動(dòng)態(tài)水力模型,從而分析管網(wǎng)流速及管網(wǎng)壓力。
建立水力模型后即可將已測(cè)繪管線、閥門、水表、消火栓導(dǎo)入,將未測(cè)繪水廠管線進(jìn)行考核繪制,新城測(cè)繪管線合并,完成用戶導(dǎo)入及漏損分配。
最后,黃曼琳代表寧水集團(tuán)及寧水科技發(fā)表了合作展望。合作提供供水管網(wǎng)全生命周期精細(xì)化管理和敏捷運(yùn)維服務(wù),包括:管網(wǎng)漏損控制管理;管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)和監(jiān)控(流量、壓力、水質(zhì));原水和供水長(zhǎng)輸管線爆管預(yù)警、預(yù)測(cè);管道不停運(yùn)檢測(cè)評(píng)估;水力模型應(yīng)用;管道非開挖修復(fù)更新等工程技術(shù)服務(wù)。希望可以和更多水務(wù)行業(yè)者共同創(chuàng)造可持續(xù)未來!
原標(biāo)題:從供水管網(wǎng)漏損檢測(cè)、控制到精細(xì)化運(yùn)維,看寧水集團(tuán)的精確把控