一种长距离供水管道水压试验渗漏位置的智能识别方法技术

本发明专利技术公开了管道水压试验渗漏技术领域的一种长距离供水管道水压试验渗漏位置的智能识别方法，概念模型构建，以水力学基本原理为基础，构建概念模型：渗水量只与漏点等效管径相关，与渗漏点位置无关；渗水量等于两端注水量之和；长端沿程水头损失大，出流量小；短端沿程水头损失小，出流量大；漏点位置决定两端沿程水头损失；与常用管道漏点探测方法相比，探地雷达，声学仪器检测需要昂贵的设备部署成本，物联网传感器需要额外条件如电力，通信等，基于波形的探测方法依赖于漏点瞬间产生的负压波，需要相关设备支持；本方法仅利用常规设计压力表，不需单独安装监测设备，大大节省了人力、物力开支，节省工程成本，根据能量守恒原理。理。理。

【技术实现步骤摘要】
一种长距离供水管道水压试验渗漏位置的智能识别方法


[0001]本专利技术涉及管道水压试验渗漏
，具体为一种长距离供水管道水压试验渗漏位置的智能识别方法。

技术介绍

[0002]根据《给水排水管道工程施工及验收规范(GB50268
‑
2008)》和《预应力钢筒混凝土管道技术规范(SL702
‑
2015)》规定，给水管道必须进行水压试验，水压试验合格后方可并网运行。一般在实际工程中，水压试验管道长度为几米到几十米，甚至上百米，例如，利比亚大人工河二期工程管道总长1731km，该工程将整个输水管线分为4个独立段分别进行水压试验；山西省万家寨引黄供水工程全线43km，结合检修阀共分3段进行水压试验；山西省东山供水工程关河支线管道分4段进行水压试验，各段长度分别为8.54km、6.57km、7.77km、9.45km；大伙房水库输水二期工程大石桥支线应急供水工程，距离长7.88km，采用整体管道水压试验。在长距离管道水压试验中，漏点识别极为关键，常用的管道漏点识别技术有探地雷达、声学检测设备、无线传感器物联网检测等方法，这些方法存在造价高、需要埋、耗时长等人力、物力和财力投入较大的问题，如何基于水力学基本原理，根据管道设计安装的压力表在水压试验中读数变化情况，分析识别漏点位置，可以大大提高工作效率、节约工程成本。
[0003]而且，由于在施工过程中，每节管道连接时已经做过闭水试验，因此，正常施工情况下，管道渗漏的可能性比较小，在管道铺设沿线如果遇到地质条件较差或夯基不实个别情况，有可能发生渗漏，这种渗漏都是两节(单漏点)或连续几节(等效漏点)连接出现渗漏，当管线较长时，都可以视为单漏点。
[0004]《预应力钢筒混凝土管道技术规范(SL702
‑
2015)》规定，可以恒压采用注水法用允许渗水量判断水压试验是否合格和推求渗水量，结合恒压注水法和智能算法提出一种长距离大型输水压力管道水压试验漏点识别的实用技术方法，基于此，本专利技术设计了一种长距离供水管道水压试验渗漏位置的智能识别方法以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种长距离供水管道水压试验渗漏位置的智能识别方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种长距离供水管道水压试验渗漏位置的智能识别方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1：概念模型构建，以水力学基本原理为基础，构建概念模型：
[0008]渗水量只与漏点等效管径相关，与渗漏点位置无关；渗水量等于两端注水量之和；
[0009]长端沿程水头损失大，出流量小；短端沿程水头损失小，出流量大；
[0010]漏点位置决定两端沿程水头损失，进而决定两端注水量大小；
[0011]步骤2：水力学模型参数率定；试验管道两端各安装一台高精度变频泵，以提供恒
定水压及稳定注水量；采用Siemens Flomaster构建管道模型，并根据注水量试算等效渗漏管径和率定模型参数；
[0012]步骤3：“漏点相对位置～短端注水量～渗水量”样本集生成；Siemens Flomaster构建管道模型并完成参数率定后，从左至右以等距设置漏点位置并采用Siemens Flomaster进行批量计算，得到试验压力下左右两端恒定注水量，生成“相对位置～短端注水量～渗水量”样本集；
[0013]步骤4：能够识别“相对位置～短端注水量～渗水量”相关关系的BP网络训练；以“短端注水量/渗水量”为输入、“长端距离/管道总长”为输出，采用BP网络学习“相对位置～短端注水量/渗水量”相关关系；
[0014]步骤5：漏点相对位置智能识别；完成BP网络训练后，以实际的“短端注水量/渗水量”输入网络，获得网络输出，即漏点相对位置，进而计算出漏点位置。
[0015]优选的，构建概念模型，所述方法还包括：
[0016]在步骤1中：
[0017]步骤1.1：根据水力学基本原理得出如下规律：
[0018]渗水量只与漏点等效管径相关，与渗漏点位置无关；渗水量等于两端注水量之和；
[0019]长端沿程水头损失大，出流量小；短端沿程水头损失小，出流量大；
[0020]漏点位置决定两端沿程水头损失，进而决定两端注水量大小；
[0021]步骤1.2：采用Siemens Flomaster对上述规律进行验证。
[0022]优选的，进行模型参数率定，所述方法还包括：在步骤2中，
[0023]步骤2.1：密封试验管段，根据《预应力钢筒混凝土管道技术规范(SL702
‑
2015)》规定，试验压力为0.9Mpa，通过试验注水孔向管道内注水并排气，观测各压力表(按设计要求一般800m～1000m设置1个压力表)变化情况，当各压力表读数均达到0.9Mpa时，停止打压并在15min和30min记录各压力表读数；如果根据允许压力降和允许渗水量指标判断水压试验不合格，进入找漏点位置阶段；
[0024]步骤2.2：保持试验压力0.9Mpa，在管段两端稳定注水，进行2h试验；求得管段左右两端平均注水量(Q
x
、Q
l
)和平均渗水量(Q)；
[0025]步骤2.3：任意给定漏点位置，如图1所示，并采用Siemens Flomaster试算等效渗漏管径d，计算左端注水量(Q
′
x
)、右端注水量(Q
′
l
)、渗水量(Q
′
)，当计算结果和试验结果误差不大于0.05L/min时，完成效渗漏管径d试算和模型参数率定。
[0026]优选的，训练样本生成，所述方法还包括，在步骤3中：
[0027]步骤3.1：Siemens Flomaster构建管道模型完成参数率定后，从左至右以等距(100m或200m)设置漏点位置；
[0028]步骤3.2，采用Siemens Flomaster进行管段不同漏点位置批量计算，得到试验压力下左右两端恒定注水量，生成“相对位置～短端注水量～渗水量”样本集。
[0029]优选的，训练BP网络，所述方法还包括：
[0030]步骤4.1：确定BP网络拓扑结构和网络参数；
[0031]步骤4.2：将短端注水量q
x
/渗水量q作为网络输入，渗漏点长端长度(L
‑
x)/管长L作为网络输出，进行BP网络训练，当网络误差达到0.001时停止训练。
[0032]优选的，漏点位置智能识别，所述方法具体包括：
[0033]根据试验数据，将短端注水量Q
x
/渗水量Q作为输入网络，得到网络输出，即漏点相对位置(L
‑
X)/L，进而推算出漏点短端距离X。
[0034]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.节省人力、物力、财力。与常用管道漏点探测方法相比，探地雷达，声学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长距离供水管道水压试验渗漏位置的智能识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：概念模型构建，以水力学基本原理为基础，构建概念模型：渗水量只与漏点等效管径相关，与渗漏点位置无关；渗水量等于两端注水量之和；长端沿程水头损失大，出流量小；短端沿程水头损失小，出流量大；漏点位置决定两端沿程水头损失，进而决定两端注水量大小；步骤2：水力学模型参数率定；试验管道两端各安装一台高精度变频泵，以提供恒定水压及稳定注水量；采用Siemens Flomaster构建管道模型，并根据注水量试算等效渗漏管径和率定模型参数；步骤3：“漏点相对位置～短端注水量～渗水量”样本集生成；Siemens Flomaster构建管道模型并完成参数率定后，从左至右以等距设置漏点位置并采用Siemens Flomaster进行批量计算，得到试验压力下左右两端恒定注水量，生成“相对位置～短端注水量～渗水量”样本集；步骤4：能够识别“相对位置～短端注水量～渗水量”相关关系的BP网络训练；以“短端注水量/渗水量”为输入、“长端距离/管道总长”为输出，采用BP网络学习“相对位置～短端注水量/渗水量”相关关系；步骤5：漏点相对位置智能识别；完成BP网络训练后，以实际的“短端注水量/渗水量”输入网络，获得网络输出，即漏点相对位置，进而计算出漏点位置。2.根据权利要求1所述的一种长距离供水管道水压试验渗漏位置的智能识别方法，其特征在于：构建概念模型，所述方法还包括：在步骤1中：步骤1.1：根据水力学基本原理得出如下规律：渗水量只与漏点等效管径相关，与渗漏点位置无关；渗水量等于两端注水量之和；长端沿程水头损失大，出流量小；短端沿程水头损失小，出流量大；漏点位置决定两端沿程水头损失，进而决定两端注水量大小；步骤1.2：采用Siemens Flomaster对上述规律进行验证。3.根据权利要求1所述的一种长距离供水管道水压试验渗漏位置的智能识别方法，其特征在于：进行模型参数率定，所述方法还包括：在步骤2中，步骤2.1：密封试验管段，试验压力为0.9Mpa，通过试验注水孔向管道内注水并排气，观测各压力表变化情况，当各压...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭春，李俊富，龙翔，郭洪娟，王超，刘忠富，朱海波，徐新川，
申请(专利权)人：中水东北勘测设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：