美国加州：监视水源系统
来源：水信息网  /  录入时间：2009-10-10  /  点击数：1470

        加州大学工程师们设计的传感器，可在地震和其他灾害后，用于监视输水管道系统

来自加利福尼亚欧文近日的消息——在一次严重的地震后，水源系统仍保持完好，这对于任何一条生命都是极为重要的，因为水是生命的源泉，它即可点燃生命的火种，又可与灾难同时降临。

        加州大学工程师计划用传感器监视当地的所有水源系统，这样一来就可随时随地对输水管道的破裂和断裂进行警示，便可加快维修进度，这一项工作得以实施还要归功于国家标准与技术研究所和当地多个地方组织三年多来筹集的570万美元的项目资金。

        “当地震发生时，基础设施系统便派不上用场，想要继续输水网络的运作便成为了最紧急需要解决的。”项目的审查员兼加州大学土木和环境工程系主任Masanobu Shinozuka教授说，“在灾难发生之前，我们最好有一个管道的监控系统，以便我们随时随地得知哪里发生情况。这样一来，便可减轻灾难损失，并尽可能地保护到人民的生命安全。”

          依美国环境保护署的数据显示，美国每年会发生大约24万次主要输水管道的破裂情况。举个例子，在十二月，因管道破裂而流失的水源就达每分钟15万加仑，这些水都流到了马里兰繁忙的街道上了，由此导致驾驶员们不得不被困在如洪水般的冰面里。水源系统的损失预计达到每天浪费60亿加仑的饮用水。

        电机工程和计算机科学副教授筱冢（Shinozuka）和周湃（Pai Chou），已经研发出了一个如CD般大小的传感器，可用于感应地表水的加压情况和未加压情况，以此来监测水管是否有破裂。他们可通过传感器发觉震动和声音的变化，由此得知水管哪里出现问题。通过天线，传感器可远距离将信息即时传达到当地的监测中心，便可即时进行处理、诊断和分析。

        最初，每一个传感器可覆盖周围一平方英里的水源系统；最终，传感器的覆盖范围将达到十平方英里，这是迄今为止传感器监测范围最大的了。一种对输水管道进行轻度加压的试验已经完成，这是加州大学研究员们为确认传感器对灾难感应的程度而做的测试，试验结果证明，运作良好。

        研究团队现在正在设计一个系统，其可在地下进行更大范围的监测。筱冢教授表示，主要的困难在于，传感器的动力估计（电池和太阳能都不能长期维持此动力系统），使其即高效又节能，并在最恶劣的环境条件下稳定，实现远距离无线通信的最高效和最精准等。

        使用现存的管道网络，研究团队将通过模拟现在管道破裂实景和施压变化等手段，测试并校准传感器。传感器将补足现存的监测系统，被称为：数据采集和监控系统（简称SCADA）。

        “数据采集和监控系统的传感器，因其高效和精准，所以安置的并不是很频密，我们期望当剧烈的地震或是其他自然灾害影响到当地时，这些基础设施可因传感器的提前预警而得到保护。” 筱冢教授说。

        “一种独特的故障存在于现在的水源系统中，不容易被监测到，我们研发的下一代水源系统将可及时发现包括这种不易被发现的事故点，并及时对其进行最快速的处理。” 筱冢教授补充道。

        根据研究的进度，研究团队计划研发快速维修管道和维护管道脆弱点的方法。