城市供水管网流速和水压测量检漏普查方法的探讨.docx

1、mVd.6 NqIMan 1995第6卷第5中国地质灾害与防治学报1995 年 3 月THE CHINESE JOURNAL OF GEOLOGICAL HAZARD AND CONTROL城市供水管网流速和水压测量检漏普查方法的探讨李清林 王夫运（国家地震局地球物理勘探大队提要 本文对流速测景和水压测景检淆普查进行了理论推导和技术方法的探讨，直点讨论了水压测 量检漏普查为理论基础和技术方法.查流,洌紫 水压测亶 流量关键词检城市供水管网检漏技术已有数十年的发展历史.但在二十世纪八十年代以前，由于仪 器设备更新换代慢.理论研究也跟不上，所以，检漏技术的发展比较缓慢.近几年，随着 科学技术突飞猛

2、进的发展，计算机技术的广泛应用，仪器设备不断更新换代，尤其是理论研究上不断提出新观点、新方法，为检漏技术的发展奠定了良好的基础。随着近几年城市 规模的日益发展.供水需求的增加，城市地下管网系统日益复杂，供水管网的漏失率和由,此引发的次生灾害也有增无减。因此，围绕这一问题我们广泛进行了探索和研究本文就 测速和测压普查检漏的理论基础和技术方法进行了较为详细的探讨.、流速测量普查检漏法测量供水管道内的水流速度及其变化量,用来分析流速变化与漏水点位的关系,称之为流速测量检漏法.又由于流速测量检漏只能查出区段内的漏失量，具体漏点位置,尚需 在该区段用检漏仪器准确测定.因此，又称流速测量普查检漏法。1-无

3、漏水时V|V, 0V,ACBA2 _ _V断面断面0S 1无漏时管道流速示意图 Fig- 1 Sketch map showing the velocity of flow without leakage of pipeline当某一供水管道无漏水点时，见图1, v3 = 0,根据流体 力学中Bernoulli （伯努利）方程*为+ 9+令=姻+ 9 +务+七T （1） 式中3,5断面、处的位置高程.导，导为断面、 处的压强高度，侦为断面至断面单位重量体积的水 头损失： 为水的容重。2-有漏水时(3)当有漏水点存在时，V,尹。（如图2）。则Bernoulli方程（假定断面不受影响）如下: 勿+

4、 了 +冠=为+ 了 +商+加， 一7一 Hl + 亥一V，A(E 断而式中，带“5的量为V,尹0时的各物理量。BZD断国 2有漏时管道流速示意图Fig. 2 Sketch map show-ing velocity o flow withleakage o pipeline（3） 一，令昼尹一当尹=,则v? = V? + 2g。+ y,-机qu； = g + 2g。+ 心当管径不变时，V2 = v,漏失量ZSQ为：Q = V.S - V2S =叫 一 SV2 = S（V2 -吗）式中，s为供水管的截面积.当以管道比漏失量表示时，则Q 5（V8 -q = r ）(6)5CV2 一 77+ 2g

5、。+ hfi t -虹)从（6）式看，似乎较复杂，但可简化为下式：当管径不变时，V2 = V”则S(VZ - V/)式中，Z为管段的长度。从式（7）看，似较简单，但目前在实际测量工作中因流速测量不准而导致难度增加。 如果今后能解决在地下管道上直接准确测定管内流速，则该方法是可行的。二、水压测量检漏普查的理论基础量供水管道内的水压及其变化量，用来分析管内水压变化与漏水点位的关系，称之为水压测量检漏。又由于水压测量同样只能勘测出区段内的漏失情况，而具体漏点位置，尚 需在该区段利用检漏仪器准确测定。因此，该方法又称为水压测量普查检漏法。L管网系统基本状态方程进行水压测量普查检漏必须首先建立管网系统的

6、基本状态方程式，然后推导出管网 运行中出现流量扰动引起水压状态变化的基本关系式.在此基础上分析漏水量和压差之间 的关系，从管网整体的角度考察水压测量监控漏水的方法。设管网由m个管段，。+ 1个节点所组成，其水力学基本方程式可描述为：， 管段压降方程根据水力学原理，管段水头损失可写为，hft = RfQi G=l,2L.m)(1)式中I hf-l管段的水头损失,R2管段的水力阻抗，QlI管段的流量。一水头损失公式中的指数.写成矩阵形式.=2)式中：hf= h,，y，为各管段水头损失的列向量，R=R” K2,，&尸为各管段水力阻抗的行向量$Q=Q】,Q”，Q尸为各管段流量的列向量其它符号同前.其中

7、，各管段的水力阻抗为管径、长度、粗糙系数等的函数.并根据 不同的水力学公式而不同. 连续性方程产勺Qj* + Q； =。(，=1.2广.)(3)式中，节点与龙节E关联系数,QL 节点与龙节点相联管段的流量，0节点，的节点流量.(3)式写成矩阵形式，/Q + Q = 0式中：A= &Q；一为管网的节点与管段的关联矩阵：Q= g Q； 0尸为各节点流量的列向量。 能量方程组各管段的水头损失为其起端节点水压与末端节点水压之差。X = Pj R(5)Q = l2.，m； j. k分别为管段I的起端和末端的节点号) 式中，F八P鹰分别为管段，的起端节点人 末端节点的水压 写成矩阵形式：hf = AtP(

8、6)式中，P= CPj尸”巴,为各节点水压的列向量.设C=diag C” C” r C.(7)且C=Qjh“(Z = l f 2f ,、m)(8)即Qi=C(hfi9)其矩阵形式，Q = Chf(10)将(9)式代入,秋切*） +融亍亚+新於 M +熟列=。18） 注意到（16）式，则有费L. 1994.【2J P-J.罗奇，计算流体动力学，科学出版社，1983.3】王训俭，王靖又，没给水管网压力监画点的选择，中国给水排水，Vol. 5,No.3, 1989.【4】中国市政工程酉南设计院主编，给水排水设计手册，中国哇筑工业出版社，198&7.5】 李情林等，城市姬下工程管线勘查的新方法,中国地

9、球物理学会年刊，1991, Na 7.APPROACH ON METHODS OF LEAK-CHECKINGGENERAL SURVEY BY MEANS OF FLOW-RATESURVEY AND WATER-PRESSURE SURVEY FORWATER-SUPPLY PIPE NETWORK IN CITYLi QingLin Wang FuyunGeophysical prospecting brigade State Seismological BureauAbstractIn this paper leak-checking general survey by means o

10、f flow-rate survey and waterpressure survey is derived theoritically and the method and technology are approached. We focus our attention on the discussion of theoritic basement and technology for leak-checking general survey by means of water-pressure survey*Key words: water supply pipe network# le

11、ak-checking general survey, flow-rate survey water-pressure survey outflow（上接第40页）Wang MingyuFuxin Mining InstitutedAbstractBy using the similarity between the hydraulic conceptual model and the practical hydrogeological model, the process of the groundwater bursting in the mining pit with multiwater bearing beds structure was analysed with the hydraulic model and the intrinsic causes of the changes of the quantities of the groundwater bursting in mining pits with multi- water bearing beds structure were elaborated. Thr