斯坦福大学的研究人员开发了一种更好的方法来检测地下水泄漏

你可以推迟灌溉草坪或洗车,但要真正在节约用水方面取得重大进展,我们需要在宝贵的水资源到达我们的水龙头之前就停止浪费水。

一种检测地下老化管道泄漏的新方法可以节省金钱和数十亿加仑的水。(图片来源:HiddenCatch / iStock)

据估计,北美的供水系统有20%到50%的水由于泄漏而流失。这是一个重大问题,因为在这个缺水的时代,公用事业公司要努力维持不断增长的人口。

“人们说要减少洗澡的时间,但如果你认为流经系统的水有50%都流失了,那就是另一个量级了,”研究作者丹尼尔·塔尔塔科夫斯基(Daniel Tartakovsky)说,他是斯坦福大学地球与能源学院(School of Earth, energy &环境科学(斯坦福地球)。

Tartakovsky和加州大学圣地亚哥分校的Abdulrahman Alawadhi提出了一种新的方法,可以快速准确地解释压力传感器的数据,这可能会节省资金和数十亿加仑的水。

塔尔塔科夫斯基说,除了水务设施外,该方法还可以应用于其他使用压力传感器进行泄漏检测的行业,比如在海底运行的石油和天然气传输网络,这些网络会对环境造成额外的危害。

这项研究发表在2月12日的《水资源研究》杂志网络版上。

水锤

新方法针对的是输水管路上的漏水问题,这些漏水通常都是在地下进行的。北美和欧洲大部分地区的输水网络都安装了压力传感器来测量流量。

研究人员采用了一种被称为水锤试验的技术,水锤试验是预测泄漏位置的行业标准。测试包括突然切断管道中的水流,并使用传感器收集有关由此产生的冲击波(或“水锤”)如何传播的数据。Tartakovsky和Alawadhi提出了一种新的方法,将这些数据吸收到一个数学模型中,从而缩小泄漏位置。

目前检测泄漏的方法在计算上是昂贵的;Tartakovsky认为,为了降低成本,分析师需要做很多简化的假设。

塔尔塔科夫斯基说:“我们提出了一种方法,它足够快,你不需要做这些假设,所以它更准确——你可以在笔记本电脑上实时完成。”“公用事业公司可以利用现有的计算资源和现有的模型。”

通过提高速度和准确性,研究人员的方法节省了时间、劳动力和浪费的水的成本。例如,如果你想在一个足球场长度的管道中发现一个漏洞,你可以挖出整个场地,直到你碰到潮湿的土壤,或者你可以使用新的方法来限制漏洞的位置到管道的10米的部分。

塔尔塔科夫斯基说:“在城市里,这是比较困难的,因为管道在建筑物下面,你必须打破沥青和类似的东西,所以你对地点的预测越准确越好。”

城市最有可能发生重大的水泄漏——城市地区越老,问题就越大,因为它们复杂的老化管道网络。

塔尔塔科夫斯基说:“对于那些经常使用水锤测试的操作人员来说,这样做的成本是零——这只是更好地解释了这些测试。”“我们不出售它,也不为它申请专利,所以人们可以直接使用它,看看能否得到更好的预测。”

Tartakovsky也是Bio-X的成员。

这项研究得到了美国国家科学基金会和美国空军科学研究办公室的支持。

要阅读关于斯坦福科学的所有故事,请订阅《斯坦福科学文摘》。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.stanford.edu/2020/02/27/better-way-detect-underground-water-leaks/

https://petbyus.com/24222/