供水管网监测点设置意见与展望一绪论所谓管网在线监测系统是检测供水管网水质、压力、流量等参数的综合在线 检测系统。管网在线监测系统可布置在户外的管网节点上，不间断的检测管网水 的各项参数，实时记录所检测到的数据，并联网实时将检测到的数据发送到供水 企业调度中心。通过此系统，供水企业可以及时了解管网水质，发现管网故障， 提高维护效率、减少损失，保障供水质量，科学预警，提高效率。于是，确保管 网在线监测系统的准确、可靠、稳定的运行成了摆在各家供水企业面前的一道课 题。上海市市南自来水有限公司供水调度监测系统下辖近百个各类管网监测点 公司的整个供水区域内。这些管网监测点每天提供大量实时监测数据给供水调度 监测系统，为供水调度、水质监测、管网水力模型的维护等工作提供了重要的依 据和支持。作为整个调度监测系统的基础，这些管网监测点可靠、稳定的运行越 来越受到企业重视。作为这些管网监测点的维护、管理部门的主要管理人员，本 文作者经过一年多时间工作经验的积累和数据汇总，对现有的管网监测点的构 成、结构及模式进行分析，为今后监测点的安装、设备选择提供一些有价值的意 见，从而使之趋于完善并更为可靠。二现状分析目前，上海市市南自来水有限公司供水调度监测系统下辖的管网监测点主要有四大类，分别为管网水质监测点，管网压力监测点，管网流量监测点及管网水 箱监测点。管网水质监测点主要测量管网水的浊度、余氯等水质参数及压力数据， 管网压力监测点主要测量管网压力数据，管网流量监测点主要测量流量及压力数 据，管网水箱监测点主要测量供水薄弱地区的水箱液位数据。这些监测点一般都 由以下几个系统组成：（1）取样系统（2）仪表监测系统（3）数据采集及通信系统（4）供电系统（5）辅助设施总结这一年多时间管网监测点的维护工作，我们得到了以下几组数据。根据 所有报修记录的统计，87%左右的故障原因是因为供电系统的问题，如区域线路 停电、监测点所在地电源提供方因客观原因暂停供电、外电网电压不稳导致开关 跳闸等，这些供电方面的因素占据了故障原因的绝大多数；另有 8%左右的故障 原因是监测点所在区域通信信号不良造成，有时是附近通信基站检修或故障造 成，有些则是因为不明原因的外界干扰造成的；还有 3%左右的故障是仪表设备 及数据采集、通信设备的故障造成的。通过这些数据统计我们可以发现，只要我 们能够在供电方式和通信方式上加以改进，通过环境、技术和设备手段增强其稳 定性的话，管网监测点的故障率将得到有效地控制。三设置意见（一）管网监测点的选址 管网在线监测点选址的好坏很大程度决定了该监测点未来的报修率及正常 工作时间，除去必须是供水管网中需要的节点外，最为基本的要求如下：（1）环境光线充足、空间充裕，操作和维护方便；（2）仪表的中心距操作地面的高度宜为0.81.5m；（3）显示仪表应安装在便于观察示值的位置；（ 4）仪表不应安装在有振动、潮湿、易受机械损伤、有强电磁场干扰、高 温、温度变化剧烈和有腐蚀性气体的位置；（5）检测元件应安装在能真实反映输入变量的位置。 值得特别注意的是选址时应尽可能避免阳光直射或极为潮湿的地区，两者会 给仪表的正常运行起到负面作用，造成数据的异常，减短设备的寿命。（二）电源的选择由于现阶段管网在线监测点大都使用220V的居民用电，在选择电源时要注 意以下几点：（1）电源的可靠性，在线监测点作为 24 小时不间断的管网监测系统，其电源必须尽可能保持持续稳定供电，安装通电前应做好事先的了解工作，审视作为 电源点的可靠性，最好能直接通过电网线路供电，减少中间环节，减少人为影响 的可能性。（2）电源的方便性，监测点的上级电源开关不宜选择距离监测点过远的地 点，一者，方便施工建造改造；二者，在抢修维护时，方便检修。其次，电源处 能使用电话联系，能提供现场消息的最佳。（3）电源的安全性，在选择上级电源时，对于所取电源要有相应的了解，同级不宜有大功率负载设备，易造成总开关跳闸；检视原有线路有无老化等现象， 避免短路故障。（三）管道的铺设 对于管网在线监测点而言管道的铺设对于采样数据起着至关重要的作用，管 道需要解决的是易老化，易解冻的问题。所以，（1）取样管道埋地敷设时，应试压合格和防腐处理后方可埋入，埋深应符 合相关要求。（2）测量管道在满足测量要求的前提下，应按最短路径敷设，并尽量满足 方便检修的原则。（3）除非条件不允许，取样管道应在首尾位置设置阀门，方便检修工作的 开展。（4）仪表管道与仪表线路应分开；（5）仪表管道与仪表连接时，不应使仪表承受机械应力。其中，水质监测点的取样管道与排水管道的安装要求如下：（1）取水样点距仪表安装处的距离尽可能近（原则上不应大于 100 米）。（2）由于水质监测点中的浊度仪和余氯仪都需要活水取样，为了同时不影 响压力的取样，因此必须从管网上所测位置安装2个T 口引出2根取样管道，且 2个T 口的间距必须在1到2米之间。（3）取样管应能保证水质在线自动分析仪所需的流量，取样管管径宜采用25-40, 2根管道上安装二只球阀，然后再引入仪表箱，箱内采用PVC管。（4）在仪表箱内的取样管未端再安装一只球阀， 通过调节球阀满足仪表取 样流量的要求，并将多余的取样水排出。（5）采样管内具有一流量，流速不小于1m / S,使仪表测得数据滞后时间 小于 5min 。仪表取样的水流速度按各技术说明要求进行调节控制。（7）排水管的管径应大于取样管管径。（8）排水管材质宜采用取样管相同材质。（9）排水管的排放口设置应保证排水顺畅，避免对环境造成影响。（四）通信方式的选择目前，管网监测点主要通过GPRS网络和CDMA网络完成数据传输，根据现 在的情况来看，效果良好，运行基本稳定。建议在新设立监测点时，因事先对监 测点所在地的网络信号强度和稳定性进行测试，并以此选择合适的通信方式。四未来展望随着现代社会不断地发展，对于供水行业的要求也不断提高，如何能进一步 保障安全供水将是未来一个无法规避的课题。面对将来可预知的发展方向并结合 现状作以下的设想：（一）供电方式的改变在线监测点的正常运行，是整个管网监测系统的根本，现今本公司的所设立 的管网在线监测点都以市电作为电源，在现阶段可能这是多种供电方式中较为稳 定的一种，但此种供电方式容易受外部因素的干扰造成监测点的供电中断。实现 管网在线监测点的锂电池供电将是未来一个不错的发展方向，（1）首先，锂电池供电便于管理，定期的更换充电即可持续供电，在现有 的技术能力下，也较为容易实现。（2）再者，锂电池供电不易受到外部因素诸如线路停电的干扰，剔除了与 第三方的联系，实现上位机与监测设备的单独联系。（3）第三，锂电池的引入，排除了上一级供电给设备可能造成的损害，在 抢修时为工作人员缩小了范围，可以有效地提高工作效率。（4）最后，锂电池的使用可以将断路器，继电器，较大的熔丝从仪表柜内 移除，有效地节省仪表柜内的空间，提供了之后拓展设备的可能。现阶段锂电池供电其实已具备一定的技术条件，以一般的压力监测点而言， 可以为现场的压力变送器提供直流电源：5V、12V、24V；终端频繁采集压力等 数据与设置的上下限数值进行对比，数据超限时立即上报，数据未超限时存储， 等到设定的上报时间一起上报，这样的“休眠”模式很好地节省了电能，若使用 一组4节高能电池可实现数据发送超过1万条；100Ah的可充电电池充电1次， 可维持3至4个月的正常工作；而整组电池的寿命作为1至2年。而相对的太阳能电池，虽然在环保方面尤其独特的优势，但依然受安装环境 的限制，就压力监测点而言，若使用太阳能电池，需要安装一块20KW的太阳能 电池板，显然在选址安装上具有困难。太阳能电池片是一个单一的可发电器件， 相当于一节有0.5V左右电压的电池；而电池组件则相当于有多节电池经串/并联 组成的电池组。太阳能电池组件的组成数量通常是由系统电压（蓄电池电压）来 决定，通常组件电压是蓄电池电压的倍。所以多数为36、 40或72片一 组。市场上普通的单晶硅电池的大小为125mm*125mm，多节串/并联的体积大 小也是不可忽视的问题，所以太阳能电池的运用时需要条件允许下的选择。（二）柜内空间的拓展 如同当下大众较为关注的空气质量一样，今后的水质要求必将更上一个台 阶，肯定不能满足只监测余氯，浊度，温度等基本的数据。参照“ PM2.5 ”引入 空气质量报告，之后的水质监测对于致癌物质，细菌甚至放射性物质的监测是极 为可能的，也是有相当必要的。如今基于以上原因，现使用的仪表柜的拓展空间 是不够的。在之后新建在线监测点时可适当对于空间进行拓展规划，避免之后的 二次投资，为在线监测点的升级未雨绸缪。（三）温控措施的升级 夏季降温，防冻保暖，这是每年的保养维护工作的重点，但始终未得到根本 的解决。现有的在线监测点，大多使用风扇降温，保温带保暖（一般需要满足恒 温25C的要求）。在实际的操作与观察中，依然还是出现由于冻管的报修案例。 所以，在新建的监测点选址时，应尽量设置在室内，相比于室外的夏冬的恶劣天 气，室内的温度较为容易控制。现阶段管网在线监测点的防冻保暖措施是在露出 地表的在管道上包上保暖带，如果在铺管时在关键的进水管处（包括地表以下的 一段）预包裹防冻的材料（诸如锡箔纸类的材料），可能效果会更为显著，冻管 的现象会进一步下降。（四）通讯安全的保障现有的报修记录中，由于供电中断与通信信号不良的原因尤为突出。对于信 号不良，这又是一个使用方无法解决的第三方服务供应商的原因，维修人员能做 的唯有耐心等待。虽然随着城市的通讯在不断地提高， GSM 网络的稳定性相对 较高（现阶段自来水供水调度监控系统是建立在 GPRS 上的，其数据传输速度可 达到57.6Kbps，最高可达到115Kbps170Kbps，从传输速度而言已满足条件）， 这种由于基站信号不佳，而致使数据丢失的情况在近段时间已明显下降，即便之 后出现 3G 或 4G 网络提供和实现的更多是上传与下载速度的提升，对于监控所 需要的稳定性提升不大，所以实现多种方式的通讯联络，作为互为备用将是未来 的必要趋势。如今，诸如类似“双卡双待”模式（如GPRS+CDMA或GPRS+光纤）， WIFI 都是可以实现的方式。四结束语安全可靠的管网监测系统，使城市供水有了一道安全保障，管网监测点的设 置安装，通过多年的探索与经验，应该有所改进，为之后更现代化，更科学化 更专业化的升级做好充足的准备。