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00004版:【2016年度浙江科技奖获奖成果展】

水管渗漏,测一下负压波便知

浙江大学的这项技术可精确定位漏点,确保海岛供水安全

  浙江省是国务院确立的全国海洋经济发展试点省份之一,陆地面积500平方米以上的岛屿有2878个(约占全国40%),其中有人居住的岛屿为239个。

  海岛的发展离不开淡水资源,目前的海岛用水主要依靠大陆引水和本地山塘水库。但是本岛水源水体总量小、自净能力差,缺乏水源涵养和更新。另一方面,大陆引水则由于洋流和轮船抛锚等原因,海底引水管线与岛际配水管线大流量渗漏事故多发,供水安全受到威胁。

  为了解决这些困扰,浙江大学的张土乔教授团队提出了基于负压波的海底长距离输水管道突发渗漏监测与定位的思路和方法,并研发和设计了海岛净水的适用技术和饮用水高效配置的优化决策技术。这整套的技术成果也使他和他的团队获得了2016年度浙江省科技进步奖一等奖。

  团队成员周永潮副教授介绍说,舟山群岛是我国首个以海洋经济为主题的国家级新区,但舟山用水的跨海管道大流量渗漏事故频发,仅团队了解的就有19次之多。大陆引水距离长,一旦发生突发渗漏事故,漏点定位难度大,耗时长,茫茫的海洋中寻找一个漏点无异于大海捞针。

  从问题出发,张土乔和他的团队设想通过负压波来检测漏点。负压波是流体中的弹性波,当流体在管道中发生渗漏时,其流体密度会减小、压力下降,通过对负压波的检测可以精确定位漏点、及时发现故障。

  但负压波的监测并不是一件容易的事,周永潮说:“负压波的监测涉及到降噪、捕捉、精度等关键问题,为此我们创建了软硬件一体的监测与定位系统,实现了突发渗漏的即时发现和定位。”据了解,该成果已应用于舟山-岱山跨海管线,现场测试表明,该系统对渗漏量>3%的渗漏事故报警率达100%,平均定位精度高达1.8%,为舟山大陆引水安全提供了有力的科技保障。

  海岛用水的另一个问题是本地山塘水库的水质安全和高效利用问题,周永潮介绍道:“边远海岛的水利设施往往利用塘坝、坑道井、家庭水窖等拦蓄雨水,但由于水质各异,且缺乏适用性净化技术设备,再加上山塘水库分散,无法得到充分利用。”

  为此,他们研发设计了海岛多水源多水厂联合优化调度决策技术,创建了基于GIS系统的海岛饮用水决策支持系统。该系统实现了海岛水资源从每周人工调度到实时优化配置的转变,使舟山2010~2013年在岛外引水年均增长率仅为4.8%的前提下满足了年均GDP增速9.9%的用水需求。

  浙江因水而名、因水而兴、因水而美,“五水共治”是浙江的时代命题。那么该团队的技术是否可以运用到治水之中呢?周永潮说:“我们团队一直在致力于饮用水从源头到龙头的全过程水质安全保障和供水管网漏损监测控制等方面的研究,确保老百姓龙头用水安全,提升水资源利用效率是团队的使命,这些成果也将继续为我省‘五水共治’作出新的贡献。”

  据了解,本项目授权发明专利7件、软件著作权3件;发表论文51篇(SCI收录25篇、EI收录18篇),建设示范工程3项。市政、水资源领域著名权威张杰院士、王浩院士、胡春宏院士分别评价该项目“成果具有系统性、适用性、创新性、前瞻性,整体上达到国际先进水平”,“在水质应急处理与适用净化技术和长距离海底管线渗漏监测等方面达到了国际领先水平”,“具有重大的社会效益和深远的战略意义”。

  本报记者 项明祥


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