1、mVd.6 NqIMan 1995第6卷第5中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報1995 年 3 月THE CHINESE JOURNAL OF GEOLOGICAL HAZARD AND CONTROL城市供水管網(wǎng)流速和水壓測量檢漏普查方法的探討李清林 王夫運（國家地震局地球物理勘探大隊提要 本文對流速測景和水壓測景檢淆普查進(jìn)行了理論推導(dǎo)和技術(shù)方法的探討，直點討論了水壓測 量檢漏普查為理論基礎(chǔ)和技術(shù)方法.查流,洌紫 水壓測亶 流量關(guān)鍵詞檢城市供水管網(wǎng)檢漏技術(shù)已有數(shù)十年的發(fā)展歷史.但在二十世紀(jì)八十年代以前，由于儀 器設(shè)備更新?lián)Q代慢.理論研究也跟不上，所以，檢漏技術(shù)的發(fā)展比較緩慢.近幾年，隨著 科學(xué)技術(shù)突飛猛

2、進(jìn)的發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，儀器設(shè)備不斷更新?lián)Q代，尤其是理論研究上不斷提出新觀點、新方法，為檢漏技術(shù)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。隨著近幾年城市 規(guī)模的日益發(fā)展.供水需求的增加，城市地下管網(wǎng)系統(tǒng)日益復(fù)雜，供水管網(wǎng)的漏失率和由,此引發(fā)的次生災(zāi)害也有增無減。因此，圍繞這一問題我們廣泛進(jìn)行了探索和研究本文就 測速和測壓普查檢漏的理論基礎(chǔ)和技術(shù)方法進(jìn)行了較為詳細(xì)的探討.、流速測量普查檢漏法測量供水管道內(nèi)的水流速度及其變化量,用來分析流速變化與漏水點位的關(guān)系,稱之為流速測量檢漏法.又由于流速測量檢漏只能查出區(qū)段內(nèi)的漏失量，具體漏點位置,尚需 在該區(qū)段用檢漏儀器準(zhǔn)確測定.因此，又稱流速測量普查檢漏法。1-無

3、漏水時V|V, 0V,ACBA2 _ _V斷面斷面0S 1無漏時管道流速示意圖 Fig- 1 Sketch map showing the velocity of flow without leakage of pipeline當(dāng)某一供水管道無漏水點時，見圖1, v3 = 0,根據(jù)流體 力學(xué)中Bernoulli （伯努利）方程*為+ 9+令=姻+ 9 +務(wù)+七T （1） 式中3,5斷面、處的位置高程.導(dǎo)，導(dǎo)為斷面、 處的壓強(qiáng)高度，偵為斷面至斷面單位重量體積的水 頭損失： 為水的容重。2-有漏水時(3)當(dāng)有漏水點存在時，V,尹。（如圖2）。則Bernoulli方程（假定斷面不受影響）如下: 勿+

4、 了 +冠=為+ 了 +商+加， 一7一 Hl + 亥一V，A(E 斷而式中，帶“5的量為V,尹0時的各物理量。BZD斷國 2有漏時管道流速示意圖Fig. 2 Sketch map show-ing velocity o flow withleakage o pipeline（3） 一，令晝尹一當(dāng)尹=,則v? = V? + 2g。+ y,-機(jī)qu； = g + 2g。+ 心當(dāng)管徑不變時，V2 = v,漏失量ZSQ為：Q = V.S - V2S =叫 一 SV2 = S（V2 -嗎）式中，s為供水管的截面積.當(dāng)以管道比漏失量表示時，則Q 5（V8 -q = r ）(6)5CV2 一 77+ 2g

5、。+ hfi t -虹)從（6）式看，似乎較復(fù)雜，但可簡化為下式：當(dāng)管徑不變時，V2 = V”則S(VZ - V/)式中，Z為管段的長度。從式（7）看，似較簡單，但目前在實際測量工作中因流速測量不準(zhǔn)而導(dǎo)致難度增加。 如果今后能解決在地下管道上直接準(zhǔn)確測定管內(nèi)流速，則該方法是可行的。二、水壓測量檢漏普查的理論基礎(chǔ)量供水管道內(nèi)的水壓及其變化量，用來分析管內(nèi)水壓變化與漏水點位的關(guān)系，稱之為水壓測量檢漏。又由于水壓測量同樣只能勘測出區(qū)段內(nèi)的漏失情況，而具體漏點位置，尚 需在該區(qū)段利用檢漏儀器準(zhǔn)確測定。因此，該方法又稱為水壓測量普查檢漏法。L管網(wǎng)系統(tǒng)基本狀態(tài)方程進(jìn)行水壓測量普查檢漏必須首先建立管網(wǎng)系統(tǒng)的

6、基本狀態(tài)方程式，然后推導(dǎo)出管網(wǎng) 運行中出現(xiàn)流量擾動引起水壓狀態(tài)變化的基本關(guān)系式.在此基礎(chǔ)上分析漏水量和壓差之間 的關(guān)系，從管網(wǎng)整體的角度考察水壓測量監(jiān)控漏水的方法。設(shè)管網(wǎng)由m個管段，。+ 1個節(jié)點所組成，其水力學(xué)基本方程式可描述為：， 管段壓降方程根據(jù)水力學(xué)原理，管段水頭損失可寫為，hft = RfQi G=l,2L.m)(1)式中I hf-l管段的水頭損失,R2管段的水力阻抗，QlI管段的流量。一水頭損失公式中的指數(shù).寫成矩陣形式.=2)式中：hf= h,，y，為各管段水頭損失的列向量，R=R” K2,，&尸為各管段水力阻抗的行向量$Q=Q】,Q”，Q尸為各管段流量的列向量其它符號同前.其中

7、，各管段的水力阻抗為管徑、長度、粗糙系數(shù)等的函數(shù).并根據(jù) 不同的水力學(xué)公式而不同. 連續(xù)性方程產(chǎn)勺Qj* + Q； =。(，=1.2廣.)(3)式中，節(jié)點與龍節(jié)E關(guān)聯(lián)系數(shù),QL 節(jié)點與龍節(jié)點相聯(lián)管段的流量，0節(jié)點，的節(jié)點流量.(3)式寫成矩陣形式，/Q + Q = 0式中：A= &Q；一為管網(wǎng)的節(jié)點與管段的關(guān)聯(lián)矩陣：Q= g Q； 0尸為各節(jié)點流量的列向量。 能量方程組各管段的水頭損失為其起端節(jié)點水壓與末端節(jié)點水壓之差。X = Pj R(5)Q = l2.，m； j. k分別為管段I的起端和末端的節(jié)點號) 式中，F(xiàn)八P鷹分別為管段，的起端節(jié)點人 末端節(jié)點的水壓 寫成矩陣形式：hf = AtP(

8、6)式中，P= CPj尸”巴,為各節(jié)點水壓的列向量.設(shè)C=diag C” C” r C.(7)且C=Qjh“(Z = l f 2f ,、m)(8)即Qi=C(hfi9)其矩陣形式，Q = Chf(10)將(9)式代入,秋切*） +融亍亞+新於 M +熟列=。18） 注意到（16）式，則有費L. 1994.【2J P-J.羅奇，計算流體動力學(xué)，科學(xué)出版社，1983.3】王訓(xùn)儉，王靖又，沒給水管網(wǎng)壓力監(jiān)畫點的選擇，中國給水排水，Vol. 5,No.3, 1989.【4】中國市政工程酉南設(shè)計院主編，給水排水設(shè)計手冊，中國哇筑工業(yè)出版社，198&7.5】 李情林等，城市姬下工程管線勘查的新方法,中國地

9、球物理學(xué)會年刊，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頁）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