基于噪声的长距离输水管道渗漏监测研究

摘要

水是人类不可或缺的宝贵资源，赖以生存和发展的根本。伴随经济的发展，生活和生产用水的压力日益增加，输水管道系统也在不断建设。长距离有压输水管道，具有输送平稳可靠、不易受污染、运输费用低、易管理维护、节约土地等一系列优点。由于各种不可抗力或人为因素的影响，输水管道的渗漏问题频发，严重浪费水资源。如何准确、及时地对输水管道渗漏进行定位及获取渗漏量等信息，对于长距离输水管道具有重要意义。
　　目前，针对管道渗漏问题，主要基于声波进行快速检测、定位，但现阶段研究多集中于城市供水与输气输油管道等，而此类管道与长距离输水管道在运输距离、管材、埋设条件等方面不同。因此需提出适用于长距离输水管道渗漏监测的新理论与方法。本文采用光纤水听器及相关分析仪器与设备，提出针对长距离输水管道的渗漏检测与定位方法，以高效快速地监测输水管道渗漏，为地下管道渗漏监测发展提供科学的理论依据和技术支撑。
　　主要研究结论如下：
　　1.对引起渗漏的各种资料、数据进行分析，讨论输水管道的渗漏类型与成因，确定主要噪声研究对象的来源及形成机理。研究表明在渗漏口处的渗漏噪声可应用于渗漏定位研究。
　　2.在不同工况下，分析渗漏噪声的声波特性，验证了传感器单元的设置方式、渗漏面积、管内压强等均与噪声声波的能量与频率有关，悬挂式水听器的振幅相对变化最大；孔径与压力越大，渗漏声波的振幅越大。
　　3.基于现有理论，改进相应参数，引入基于噪声的输水管道渗漏定位及渗漏量模型。基于MATLAB软件等，开发出噪声声波后处理分析软件，并对引入的模型进行现场测试，将理论数据与实际结果进行对比分析，验证了模型的有效性与可行性。
　　4.南水北调中线渗漏监测验证了优化的模型的适用性，可有效监控管道渗漏情况，减少水资源的损失。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题研究背景及其必要性

1.2 国内外输水管道渗漏监测研究现状

1.3 研究目的与意义

1.4 论文主要研究内容

2 输水管道渗漏分析模型

2.1 输水管道渗漏形式

2.2 输水管道渗漏产生原因

2.3 输水管道渗漏噪声分析

2.4 渗漏定位模型

2.5 渗漏量模型

2.6 本章小结

3 渗漏噪声影响因素分析

3.1 理论基础

3.2 渗漏噪声监测与分析

3.3 试验结果

3.4 试验分析

3.5 本章小结

4 基于噪声的渗漏计算分析

4.1 渗漏监测系统

4.2 渗漏试验

4.3 工程实例

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果

致谢

附录

1 主界面程序代码

2 delay.m主要代码