大口径长距离输水管道渗漏原位监测研究

通过对大口径长距离输水管道渗漏进行原位监测试验,探讨利用高精度压力传感器进行渗漏监测的可行性,研究两种大口径管道能够监测到的最小渗漏量,提出采用压力降变化速率指标进行渗漏判别和渗漏点初步定位的思路,为管道安全运行和维护提供简捷有效的技术方法。     

供水管道渗漏状态下流量变化规律研究

通过管段渗漏模拟试验,分析了渗漏状态下供水管道流量变化规律。首先着重考察了压力和渗漏面积比对上游管段的转输流量的影响,试验数据表明上游管段的转输流量随着渗漏面积比的增大而增大,其增长趋势明显呈现S型曲线特征;不同压力作用下,转输流量的增幅存在显著差异。其次建立了渗漏量和转输流量之间的关系,渗漏量与转输流量的比值即渗漏强度呈线性关系增长,且随着压力增大而增大。最后分析了不同压力下渗漏强度与渗漏面积比的关系,结果表明渗漏强度随着渗漏面积比的增大而增大,且呈线性关系,实现了由渗漏面积比向渗漏强度的转化,以及用渗漏强度从流量的角度对供水管道渗漏程度进行描述。     

地下管道渗漏量计算探讨

以管道验收技术标准为基础,提出了管道渗漏量的计算方法.管道渗漏量可通过验收试验允许渗漏量经压力修正及非满流修正后得出；通过压力流管道和重力流管道的对比计算,得出了连接井渗漏量的典型值.该计算方法对评估已运行地下排水管道的渗漏量及对地下水水质的影响有参考价值.     

供水管线渗漏水力分析

基于供水管网水力计算理论，建立了以渗漏强度对管线压力的主要影响因素的渗漏状态下管道水力计算模型。应用该模型，可以得到正常与渗漏两种状态下的压力差值的数学表达式与其变化规律，据此可根据压力变化判据渗漏和进行定位。通过模拟计算，介绍了压力变化作为渗漏发生有效判据和初步定位的方法。     

光纤传感器监测土堤渗漏和沉降模拟试验研究

采用基于分布式光纤传感的渗流模拟监测方案,对严重渗漏引起的光纤传感器周边介质温度和应变变化进行了试验研究。结果表明:布置在渗漏通道周边的光纤传感器可以借助温度和应变的变化特征识别严重渗漏,光纤传感器不断下降的温度曲线预示渗漏的发生,应变曲线陡增则是严重渗漏引起土体沉降的判据。     

埋地压力输水管道的分布式光纤连续监测原型试验

以深圳某水源工程大型埋地压力输水管道为例,应用基于Φ-OTDR光纤干涉原理的振动监测方法,对管道进行原型观测试验。通过运用放空阀模拟爆管泄漏事件,并结合敲击试验,检验分布式光纤的监测效果。试验结果表明,分布式光纤用于埋地压力输水管道泄漏连续监测是可行的。     

浆砌石重力坝渗透规律及其防渗帷幕数值模拟研究

浆砌石重力坝的渗漏问题关乎大坝坝体安全，对其进行分析和研究可为大坝的安全评估及管理提供理论依据。通过建立统计模型，对扬压力影响因子进行回归分析，同时监测渗漏量分析渗漏规律，并对防渗帷幕的深度和渗透系数进行模拟研究。监测和计算结果显示，库水位对渗漏量和扬压力的影响力都较大，对后者的影响占比平均约为62.43%,防渗帷幕深度取20m、渗透系数小于4.0×10^-7cm/s的防渗模拟效果最好。     

市政污水管道渗漏污染物迁移数学解析模型

为高效评估市政污水管道渗漏对地下水污染的影响,系统地建立了市政污水管道渗漏污染物迁移数学解析模型,给出污染物相对浓度变化的解析表达式,并采用土柱试验数据验证模型的合理性和可靠性。基于模型计算结果,分别得到污水重力流管道及压力流管道的击穿曲线,发现压力管道的击穿时间仅为重力流管道的0.11倍。同时也揭示了击穿时间随水头的增加下降的变化规律。相同水头作用下,通过敷设钠基膨润土防水毯(GCL)后,击穿时间可延长约10倍,可有效减缓市政污水管道渗漏对地下水土的污染。     

基于分布式振动光纤和压力传感技术的管道爆管预警方法

国内某调水工程的玻璃钢夹砂管(RPMP)出现多次爆管,为此开展了压力输水管道渗漏连续监测技术与爆管预警系统的研究。研究表明:采用基于-OTDR原理的分布式振动光纤监测系统和准分布式光纤光栅压力传感系统能够对埋地压力管道进行泄漏连续监测和泄漏点的定位,起到爆管预警作用。所得成果为压力管道爆管预警的研究提供参考。     

基于逐步回归法的泵站输水管道压力监测技术

利用传统技术进行泵站输水管道压力监测时,由于受管道渗漏噪声影响而无法进行数据采集与分析.在采集点为300～500个的范围内,存在监测差分幅值波动幅度较低的问题.本文提出一种基于逐步回归法的泵站输水管道压力监测技术.通过计算结构动力学系统对泵站输水管道进行建模,进行流体流动的计算和模拟.通过输水管道数据采集系统进行泵站输...     

基于CFD的管道漏损模拟检测与评估研究

为研究管道漏损对供水管道中水力要素变化的影响,基于计算流体动力学（CFD）方法模拟分析了有、无漏损点和不同漏损点尺寸下供水管道内部水流流动及流场变化过程。以1^#管道模拟结果为例,t=4 s时,无漏损管道拟设漏损点附近流速为0.16 m/s,压力为0.015 kPa;漏损管道漏损点附近流速峰值为0.32 m/s,压力峰值为0.068 kPa。管道整体结果表明1,管道无泄漏时,拟设漏损点附近管段内压力和流速波动较小;因泄漏,漏损管道漏损点附近管段内压力和流速出现峰值,且由沿程变化曲线可得,漏损点下游管段内压力和流速大小明显低于无漏损管道。不同模拟条件下漏损点所在管道内流速和压力具有相似的数值变化规律,但压力比流速变化更剧烈。漏损点尺寸大小与管道内流速和压力的数值变化成反比。本研究对供水管道漏损监测方案制定及监测设备布局优化具有重要的参考价值。     

基于SVM的机场供水管网泄漏辨识定位系统研究

针对供水管网泄漏辨识定位系统,研究了以管网压力、流量参数形成的时间序列数据为基础,应用支持向量机方法建立漏损辨识模型,采用粒子群算法对支持向量机中的c、g参数进行优化,最终通过压力梯度法实现漏点的准确定位。结果表明:所建立模型对管网漏损辨识定位的准确率较高,满足供水管网漏损监测的要求。     

考虑动态摩阻的管道泄漏水力瞬变数值模拟

为了提高管道系统泄漏的模拟和判断精度,将瞬态加速类(Brunone模型)和加权函数类(Zielke模型和Vardy模型)两类动态摩阻模型用于水力瞬变泄漏建模和模拟,并将计算结果与已有的试验数据、模拟结果进行对比分析.结果表明:与传统摩阻模型和存在简化误差的Brunone模型相比,Zielke模型和Vardy模型能更加精...     

管道系统漏损控制技术进展

为了提高供水效率和运行管理水平,针对国内外关于供水管道系统漏损控制方面的现状,从管网故障监测技术及设备、泄漏定位模型方法、信号辨识与算法寻优、健康维护和智能管理等视角梳理了管道系统泄漏监测与漏损控制技术的进展及存在的主要问题,分析了各检测方法用于管网泄漏问题的适用性。在此基础上,从实用角度提出了管网漏损控制值得解决的关键问题和方向如下:(1)针对漏损的监测和预警,应研究面向漏损监控的管网网络组建优化布置及快速预警技术;(2)针对小泄漏的定位模型,应研究管网漏损区域辨识与基于水力反问题分析的主动检测理论和方法;(3)针对检测设备研制,应重点研发基于探地雷达、光纤传感和内窥机器人等新技术的关键设备;(4)针对管网健康维护和智能管理,应研究复杂管网独立计量区域划分方法及管网健康评价和优化维护技术。     

复合土工膜缺陷渗漏试验的饱和－非饱和渗流有限元模拟研究

介绍了复合土工膜缺陷渗漏量室内物理模型试验以及缺陷渗漏量的经验拟合公式等成果。应用非稳定饱和－非饱和渗流理论和Galerkin有限元法，建立了该试验的三维有限元数值计算模型，对试验工况进行数值模拟。根据物理模型试验试样的轴对称性，选取中心角10度的试样建立精细三维有限元模型，详细模拟了室内试验条件下不同压力水头作用的渗漏在砂土试样中不断发展的过程，并计算了稳定渗漏量。分析比较了数值模型计算成果与物理模型试验结果，两者变化规律一致。可见提出的数值模拟方法可以较好地模拟复合土工膜缺陷渗流场，计算缺陷渗漏量。     

基于分布式光纤监测的压力钢管模拟泄漏室内试验

实际运行的压力钢管可能存在腐蚀进而破裂、泄漏的隐患,因此需要开展在役的压力钢管实时安全监测方法研究,实现对泄漏的及时定位、报警。本文基于F-OTDR光纤干涉原理的振动监测方法,开展了模拟压力钢管泄漏的室内试验,系统研究不同泄流条件下的分布式光纤的检测结果。试验结果表明,随着泄流孔孔径的增加和泄流量的增加,泄漏引起的振动信号强度增加,但是由于系统初始扰动能量的存在,仅依据数据分析,难以判断极小泄流量引起的振动信号。本实验中,当泄流量大于1.00L/s时,分布式光纤检测效果较好。     

水工混凝土渗透溶蚀试验研究

对水工混凝土的压力渗水规律,渗透水样钙离子浓度、pH值变化以及渗透溶蚀作用下混凝土性能衰减规律进行了试验研究。结果表明:振捣密实、养护充分的水工混凝土具有很高的抗渗透溶蚀能力,有自愈特性;溶蚀早期,钙溶出量与渗水量呈线性关系,渗透水钙离子浓度、pH值和电导率稳定于某一范围;混凝土性能衰减与氢氧化钙溶出率可进行线性拟合,氢氧化钙溶出5.13%,抗压强度、劈拉强度和弹性模量分别下降2.24%、7.95%和4.10%,其中,劈拉强度下降最明显。