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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