供水管网是城市供水系统中投资比重最高的一部分,管线铺设长,连接着供水厂与城市中的千家万户。国内供水管网大多建设在上世纪70年代,由于当时管道质量标准相对较低,施工技术也有所欠缺,加之管道老化,导致当前管道漏损频发。再者,城市供水管网一般敷设在地下,传统的人工漏损检测难以及时发现并定位管道漏损。城市供水管网漏损除了导致大量优质水资源浪费及经济损失外,还有一定概率诱发致病菌入侵形成供水的二次污染。随着城市的扩张和时间的推移,地下供水管网布局日益复杂。因此,如何有效、及时的进行管网漏损定位是值得研究课题。随着经济的发展,越来越多的供水管网安装有SCADA系统。漏损会引起SCADA系统流量及压力监测值的异常变化。理论上,通过这些变化数据能够对漏损进行定位。但由于实际的管网中漏损实测数据是十分缺乏的,无法进行有效的漏损定位研究。因此本文采用水力模型对实际管网进行漏损模拟,利用模拟数据进行漏损定位分析。论文进行了如下几方面的研究:1)供水管网水力模型的建立与漏损仿真。首先,对供水管网水力模型进行了概述,包括构建管网水力模型的目的、用途及建模步骤;然后介绍了供水管网在此基础上的漏损模拟模型,通过对比最终选用Shinozuka漏损模型实现供水管网的漏损仿真模拟。通过收集管网模型运行时的流量及压力监测值作为SCADA系统的监测信号。2)开展了基于累积和控制图的供水管网漏损流量预估。累积和控制图的原理就是对所研究的数据进行实时监测,将过程中的小偏移累加起来,达到放大的效果,以便检测出数据的异常变化。该方法计算简单且灵敏度高,能够在监测过程中及时发现小的异常波动,因此十分适用于检测供水管网中由漏损引起的流量异常变化。当利用累积和控制图检测到供水管网中流量开始异常增大,则认为此时管网中发生漏损,通过计算漏损产生后的流量增加值,便可以得到管网漏损量的预估值。3)基于监测值压力变化的供水管网漏损优化定位。当供水管网内部发生漏损时,管网各节点的压力会产生不同的变化。通过分析各监测点压力变化的关系与模拟结果相对比,可以实现漏损定位。该定位方法具有结构简单、定位精准度高及误报率低等优点。首先,计算供水管网漏损时各压力监测点的数据变化并预估漏损流量;然后,假设所有节点都可能为漏损发生的实际位置,将预估漏损量分别叠加在每个节点上并进行模拟运行,记录各节点在流量异常增大时监测点发生的压力变化;最终,通过目标函数分析监测值与模拟值之间的差异,认为差异最小的节点为实际漏损点。在该方法中,存在两种情况可能无法实现供水管网的漏损定位,分别是漏损发生在分支节点与漏损发生在管段中的情况。通过案例对上述情况的漏损定位结果进行分析,发现本文所提的定位方法在这两种情况可以有效地缩小漏损位置搜索范围。4)建立Y县供水管网的水力模型,在模型当中设立了一个流量监测点与六个压力监测点。分别在管网中假设四个不同的漏损情况,通过漏损模型对其进行仿真模拟。利用本文所提方法对得到的模拟数据进行定位分析,验证该方法在实际大型管网中的可行性与准确性。结果表明,在该管网中的一般情况下该方法可以实现准确的漏损定位;若漏损发生在未成环的分支节点上则能确定漏损范围在整个分支上;若漏损发生在管段中,则可以定位到该管网相连的节点。