智慧水务之供水系统物联网监测

1.1供水系统

1.1.1监测范围选择依据

（1）管网老化区域管网

管网建设年代久远，通常管网发生破损问题较大，根据管网本身属性和历史发生事件的统计分析，结合数理统计，优先选择管网老化区域的管段所在区域进行监测。

（2）人口密集区域的供水管网

发生在人口密集区域的供水管道，一旦发生供水事故，可能会对居民正常生活造成较大影响，或者位于重要路段，因管网事故而带来的次生衍生灾害多。需要对该区域内因管道异常而带来可能的爆管、路面塌陷事件进行提前预警监测。

（3）敏感区域周围的供水管网

敏感区域需要稳定的后勤保障，正常的供水是保证以上部门正常工作的基础。因此需要对以上部门周围的管网进行监测，确保该区域周围管网的安全和稳定运行。

（4）管网周边环境威胁较大区域的供水管网

如位于快车道路面下的管道，因受地面交通压力影响而易受到损坏；酸碱腐蚀性强的土壤环境下，对于碳钢材质的管道影响较大。此类管道需要针对相应的风险，进行针对性的监测。土质类型较为脆弱的位置，管网上期渗漏可能会引发管网沉降，需设置相应安全监测。

1.1.2监测内容

1.1.2.1供水水厂水质

水质安全是供水安全的重要内容。结合《城市供水水质标准》中对出厂水检测参数的要求和淮北市供水水质实际状况，可通过监测出厂水的浊度、余氯、PH值、硬度和CODMn等参数进行水质健康状况评估。通过水质在线监测可实时获取出厂水水质信息，保障出厂水水质安全和提高水质突发事件预警能力。

1.1.2.2供水管网流量

流量是供水管网运行的一项重要参数，也是供水企业最为关心的指标之一，管网中用户用水或管道泄漏都会造成管道流量的增加，流量的大小与供水管网的运行状态稳定性、用户使用情况以及供水企业经营状况密切相关。因此通过监测管道的流量，将为供水管网的监测报警和预测预警提供依据，并为供水企业的日常精细化管理提供基础数据。

1.1.2.3供水管网压力

压力也是供水管网运行的又一个重要参数，压力的大小关系到管网的运行安全和用户用水的稳定性。压力过大会增加供水管道的泄漏和爆管概率，同时增加供水企业的能耗，压力过低会影响居民用水的稳定性。供水管网压力的大小是反应管网运行稳定性和健康状态的重要指标。因此通过监测管道的压力，将为供水管网的监测报警和预测预警提供依据，为供水企业的降耗管理和精细化管理提供基础数据。

管网上泵和阀门突然的启闭容易造成水锤的产生，瞬间的压力增大对管道的安全产生重大威胁，多数的突发性爆管与水锤有密切的关系。因此通过监测管道内的瞬间压力变化，捕捉水锤产生的信号，对管道的安全状况进行提前预警，为管道的日常管理和巡检养护提供依据。同时高频压力还可以及时监测到管网漏水的瞬时压力变化，为管道漏水预测和定位提供数据。

1.1.2.4供水管网漏失声波

供水管道是压力管道，当管道发生泄漏时，泄漏口会发出特定频率的声波。通过监测漏失声波，可以直接判断出管道是否漏水，结合数据相关性分析，还可以实现漏点的精准定位。对福州市供水管网的漏失信号进行监测，可以指导管道维护和应急处置工作，防止持续泄漏导致爆管或地下空洞等事故的发生。

1.1.3主要设备

1.1.3.1水质监测仪

水质监测仪用来实时监测供水的水质情况，在供水管道上取水后自动输送到检验室进行检验，对不同地区的水质情况，可选择PH、余氯、硬度、浊度、氨氮含量等水质参数进行监测。

针对供水水质特性，可选用但不限于以下检测模块：

（1）高精度浊度仪

（2）微量余氯/总氯分析仪

（3）高精度pH计

（4）硬度分析仪

（5）氨氮分析仪

1.1.3.2流量计

流量计用来监测管网某一节点处的瞬时流量和累计流量，按监测原理分为电磁流量计、超声波流量计。按设备安装方式又可分为外夹式、插入式、管段式等形式。

1.1.3.3高频压力计

压力计用来监测管道节点的实时压力，按数据采集频率分为普通压力计和高频压力计两种，高频压力计具有采集传输频率更高，响应速度更快的特点，并可根据监测需求，预设传感器的采集频率和数据上传频率。

1.1.3.4漏失监测仪

漏失监测仪是基于声音信号检测的漏失监测常用设备，其主要工作原理是把记录仪放置在被监测的管道上，通过定时采集管道上漏失噪声强度的带宽信号，分析噪声强度在所采集强度信号上的正态分布，判断管道是否漏水。

1.1.3.5物联网网关

物联网网关可以实现感知网络与通信网络，以及不同类型感知网络之间的协议转换，既可以实现广域互联，也可以实现局域互联。运营商网络可通过物联网网关设备与底层传感器连接，实现传感器数据的远程传输。