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第1章 降低供水漏损引言 1

1.1 引言 1

1.2 供水漏损：这个问题有多严重？ 1

1.3 降低漏损的效益 3

1.3.1 增加收益 3

1.3.2 节约能源 3

1.3.3 减少碳排放量 4

1.3.4 社会效益和环境效益 5

1.4 降低供水漏损的整体方法 6

1.4.1 资产管理 7

1.4.2 水力模型 8

1.4.3 优化建模 8

1.4.4 政策调控 8

1.5 降低漏损的流程 9

参考文献 10

第2章 分析水漏损 11

2.1 供水漏损与无收益水 11

2.1.1 供水漏损与无收益水的概念 11

2.2 供水漏损原因 12

2.2.1 真实漏损 12

2.2.2 账面漏损 13

2.3 供水漏损管理策略 13

2.4 评估真实漏损 14

2.4.1 自上而下的真实漏损评估方法 14

2.4.2 自下而上的真实漏损评估方法 15

2.4.3 组分分析 15

2.5 建立水平衡 15

2.5.1 确定系统总供水量 16

2.5.2 确定合法用水量 17

2.5.3 估算账面漏损 18

2.5.4 计算真实漏损 18

2.6 自下而上的真实漏损评估 18

2.6.1 24h区域计量 18

2.6.2 夜间流量分析 19

2.7 组分分析 21

2.7.1 平均压力计算 21

2.7.2 背景漏损计算 21

2.8 真实漏损绩效指标计算 23

2.8.1 第1级指标 25

2.8.2 第2级指标 25

2.8.3 第3级指标 25

参考文献 26

第3章 主动漏损控制 27

3.1 引言 27

3.2 DMA监测 27

3.3 DMA管理 28

3.4 流量计量 30

3.5 数据采集和分析 31

3.6 压力管理 31

3.6.1 DMA压力管理 32

3.7 DMA的替代 33

3.8 查漏技术 33

3.8.1 漏损定位 33

3.8.2 漏损噪声记录仪 34

3.8.3 漏损点精确定位 35

3.8.4 漏损噪声相关仪 36

3.8.5 解决难以发现的漏损 37

3.8.6 探地雷达（GPR） 39

3.8.7 信号分析 40

3.9 自动抄表（AMR）和智能仪表 40

3.10 声学监测和高级仪表基础设施（AMI） 41

3.11 多参数监控 41

3.11.1 输水干管 41

3.11.2 配水管网的监测 42

3.12 使用管网模型找出漏损范围 42

参考文献 42

第4章 漏损数据管理 44

4.1 简介 44

4.2 数据收集 44

4.2.1 漏损计算和数据要求 44

4.2.2 资产数据 46

4.2.3 用户数据 46

4.2.4 时间序列数据 47

4.3 漏损管理 47

4.3.1 检漏 47

4.3.2 漏损修复 49

4.4 集成模型 50

4.4.1 未来发展 51

4.5 结论 51

第5章 漏损水力学分析 52

5.1 简介 52

5.2 漏损水力学 52

5.2.1 孔口出流公式 52

5.2.2 孔口出流系数 53

5.2.3 孔口面积 53

5.2.4 漏损流量 55

5.3 压力-漏损关系 56

5.3.1 实验室测试 57

5.3.2 用水工况下的现场测试 57

5.3.3 无用水工况下的现场测试 58

5.3.4 漏损压力灵敏性 58

5.4 压力相关的水力模型 59

5.4.1 压力相关分析的必要性 59

5.4.2 压力相关供水量方程 59

5.5 压力相关模型解析方法 62

5.5.1 节点流量迭代分析方法 63

5.5.2 虚拟水库节点迭代方法 63

5.5.3 能量最小化方法 64

5.5.4 扩展全局梯度算法 65

5.6 系统漏损建模 66

5.6.1 传统方法 67

5.6.2 均匀漏损喷射系数 67

5.6.3 基于最小夜间流量的漏损分配 67

5.6.4 按用水量分配 68

5.6.5 漏损建模的挑战 69

参考文献 69

第6章 基于水力模型校正的漏损检测 72

6.1 简介 72

6.2 需求 72

6.3 基本途径 73

6.3.1 基本遗传算法 73

6.4 基于水力模型的漏损检测方法概述 75

6.4.1 逆向瞬态方法 75

6.4.2 逆向水力模型方法 75

6.5 基于优化的模型校正 77

6.5.1 目标函数 77

6.5.2 目标函数的重要性 78

6.6 基于模型的漏损检测方法 79

6.6.1 基于体积的用水量校正 79

6.6.2 基于压力的用水量校正 80

6.6.3 基于压力的漏损检测 81

6.6.4 PDLD约束处理 82

6.7 集成的解决方法 82

6.7.1 fmGA的主要特点 83

6.7.2 漏损解的表达 83

6.7.3 综合求解框架 83

6.8 现场数据 84

6.9 PDLD的性能 85

6.9.1 案例 85

6.9.2 分区供水系统研究案例 87

6.9.3 DMA检漏 91

6.9.4 PDLD与噪声记录仪应用比较 96

6.9.5 PDLD与逐步测试方法比较 97

6.10 尤里卡教训 99

6.10.1 PDLD的有效性 100

6.10.2 启示 101

参考文献 102

第7章 基于瞬态分析的漏损检测 105

7.1 简介 105

7.2 逆瞬态分析 105

7.2.1 问题描述 105

7.2.2 优化算法 107

7.2.3 示例 109

7.2.4 测试和验证 110

7.2.5 数据采样设计 113

7.2.6 其他相关问题 114

7.3 其他瞬态检漏方法 115

7.3.1 简介 115

7.3.2 时域分析法 115

7.3.3 频域分析法 116

7.4 结论 118

参考文献 119

第8章 现场数据 123

8.1 简介 123

8.2 法规驱动的数据采集 123

8.3 仪器类型和精度 124

8.3.1 流量 124

8.3.2 压力 125

8.3.3 其他参数 126

8.4 布置 127

8.4.1 流量 127

8.4.2 压力 128

8.4.3 优化 129

8.5 数据传输 130

8.6 数据筛选与质量 131

8.6.1 数据验证 131

8.6.2 数据质量 131

8.6.3 数据缺失 132

8.7 漏损检测数据 133

8.8 水力建模数据 134

8.8.1 校正数据 135

8.8.2 延时模拟 135

8.8.3 精度 136

8.8.4 改善的校正数据 136

8.8.5 水质应用的模型校正 137

8.8.6 在线应用 137

8.9 小结 138

参考文献 138

第9章 在线监测和检测 140

9.1 简介 140

9.2 在线监测 140

9.2.1 数据采集与监控系统 140

9.2.2 自动抄表系统（AMR）和高级计量体系（AMI） 140

9.3 数据管理和存储 141

9.3.1 数据收集 141

9.3.2 数据存储 141

9.3.3 数据管理和未来展望 142

9.4 传统警报系统 143

9.4.1 爆管生命期 143

9.4.2 最小夜间流量法 143

9.4.3 扁平线（实时阈值） 144

9.5 数据驱动方法 146

9.5.1 时间序列 146

9.5.2 方法 147

9.5.3 人工智能报警系统 149

9.5.4 人工神经网络（ANN）与模糊推理（FIS）报警系统 150

9.6 案例研究 151

9.7 小结 154

参考文献 155

第10章 压力管理 159

10.1 简介 159

10.2 独立计量区（DMA） 160

10.2.1 DMA目的 161

10.2.2 DMA调查 162

10.2.3 DMA规划 162

10.2.4 DMA设计 162

10.2.5 DMA配置 162

10.2.6 DMA校正 163

10.3 DMA管理 163

10.3.1 DMA管理原则 163

10.4 压力管理 165

10.4.1 压力管理的重要性 166

10.4.2 预测漏损变化 167

10.4.3 压力管理方法 168

10.5 压力管理建模 172

10.5.1 压差 172

10.5.2 压力相关需水量（PDD） 174

10.5.3 PDD概念的实用性 174

10.6 间歇式供水特征 177

10.6.1 间歇式供水原因 178

10.7 间歇式供水转换为24/7全时供水 179

10.7.1 24/7全时供水系统实施路线 179

10.7.2 DMA多方案分析 180

10.7.3 转换到24/7全时供水阶段 181

10.8 建立间歇式供水模型 182

10.8.1 用水模式 182

10.8.2 建模过程 183

参考文献 188

第11章 管道状态评估和更新规划 189

11.1 简介 189

11.2 输水与配水管线 190

11.3 遇险指标和失效模式 192

11.3.1 无损管道评估技术 197

11.3.2 管道接口条件和失效 199

11.4 管道状态评估 199

11.4.1 评分协议 199

11.4.2 模糊理论为基础的技术 200

11.4.3 基于数据驱动的方法 201

11.5 给水干管老化模型 202

11.5.1 物理／机理模型 202

11.5.2 统计／经验模型 206

11.5.3 水力性能老化模型 211

11.6 决策支持模型和方法 211

11.7 小结 216

参考文献 216

缩写词 227