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城市长距离输水管线系统的信息化管理 哈尔滨工业大学给排水系统研究所 赵洪宾余太平 舞赛：长距离输水管线对供水安全可靠度的要求极高，有必要建立管线信息化管理系统并通 过该系统的监测和计算分析功能给出自控指令和安全调度规程；再通过自控设备或手工操作执行 相关指令从而使管线运行时水头布局合理、运行条件改变或者发生事故时水力工况能平稳过渡， 从而保障管线的供水安全。 关■词：长距离输水管线；信息化管理；供水安金；建模 0．概述 水是人类生活和社会发展必不可少的物质资源。水资源在空间分布上的不均匀性、人口 的增长及工农业生产规模的扩大、水源的污染等诸多因素使得许多城市都面临着水资源短缺 的问题。另一方面，随着科技的发展，人类对水资源的调配能力不断上升，于是大规模、长 距离输水就成为人类重新分配水资源、缓解缺水地区供需矛盾的主要途径。 我国自上个世纪六十年代开始就开始兴建长距离输水工程，比较著名的工程有上海市黄 浦江上游引水工程、天津市“引滦入津”工程、大连市‘：引碧入连”工程、山东省“引黄济 青”工程、山西省“万家寨引黄”工程、河北“引朱济邢”工程和“引青济秦”工程、沈阳 市大伙房水库供水工程，还有正在实施中的哈尔滨市磨盘山水库供水工程和举世闻名的“南 水北调”工程。 长距离输水工程耗资巨大，投产后一般都会成为一个城市或地区的主要水源，因此应发 挥其预期的经济和社会效益；其运行状况直接关系到输水目的地能否获得必要的水源、当地 居民能否正常生活、工业企业能否正常运转。上述许多长距离输水工程采用的是全线或局部 管道输送方式，管道系统运行的安全可靠性成为至关重要的问题。为解决这个问题，有必要 建立长距离输水管线信息化管理系统，从而科学指导管线的日常维护管理，切实保障管输系 统运行的安全可靠性。 1．长距■输水警线信息化f理系统的构成 为了实现长距离输水管线安全供水，在做好了管道的防腐与加固、安装必要的水锤防护 装置、设立联络管等措施外，最重要的是监测系统的运行参数，结合动态水力模型计算、分 析系统水力工况，从而确定减压阀(或调压阀)的调节方案，使水头合理布局；而动态水力 工况计算分析结果用来预测水锤或漏失事件，从而确定采取何种应对方案；另外还需监测水 质参数，并通过水质模型判断管线中的水是否受N；t-界污染、污染程度如何、如何采取应急 预案等等。为了达到上述目的，必须建立长距离输水管线信息化管理系统，以保证供水安全。 1．1信息化管理系统的功能 长距离输水管线信息化管理系统主要有以下功能： (1)实现管线系统(包括管道及附件)图文资料的数字化存档和查询 (2)通过远程在线监测和数据传输，实现管线运行工况的实时显示 298 (3)进行动态水力工况计算和分析，做到事故预警(包括诊断和报警) (4)事故处理预案的提出 (5)远程的调度、自动控制 1．2系统的组成 囤囤一囤园习习圈 图1长距离输水管线信息化管理系统的组成 长距离输水管线信息化管理系统的组成见上图，它的核心是信息化管理中心(即中央调 度室)，包括六个子系统：基础资料图文数据库子系统，管线运行参数存储子系统，动态水 力工况模拟子系统，水质模拟与分析子系统，通讯子系统，现场监测控制子系统，各系统的 作用如下： (1)基础资料图文数据库子系统：它实现了管线基础资料(管径、管段、桩号、管长、 阻力系数、标高、附件位置、型号、尺寸、安装或维修时间)的数字化管理和查询，便于保 存和修改管线系统的图文基础数据。 (2)管线运行参数存储子系统：它主要用来读取、筛选、保存远程监控系统实时传来 的相关参数，如流量、压力、水位、某个水质参数的浓度等等。此系统应该具有数据过滤功 能，即能够滤去错误的数据。 (3)动态水力工况模拟子系统：它用来模拟系统在稳定流、瞬变流下的水力工况，用 来确定减压阀或调压阀的操作参数；计算瞬变流压力波动情况；预测强的瞬变流(即水锤) 导致的压力波动状况并给出相应的防范措施；检测漏失点及漏失量。它要求建立动态水力工 况计算分析的数学模型，后文将有详细叙述。 (4)水质模拟与分析