王 飛，胡智翔，胡群芳，海 倩，車德路，施靜康，吳 儼

（1.同濟大學 上海防災救災研究所，上海 200092；2.城市安全風險監(jiān)測預警應急管理部重點實驗室，上海 200092；3.同濟大學 土木工程學院，上海 200092；4.無錫悟莘科技有限公司，江蘇 無錫 214135）

城市供水管網是市政管網系統(tǒng)的重要組成部分，是保障城市正常運行、健康發(fā)展的重要基礎設施。隨著城市化進程，城市供水管網的規(guī)模也日益擴大。全國供水管道長度由2000年的25.4萬km增長到2021 年的106 萬km。近20 年來平均每年增長3.66萬km，年均增長率7.04%［1］。城市供水管網數量大、拓撲復雜、環(huán)境多變，因管道老化、第三方施工、荷載作用（力、溫度）等造成管道泄漏、斷裂、爆管等管損事件也越來越多。為減少管損事件和水資源浪費，對城市供水管網運行實施安全監(jiān)測具有重要意義。

城市供水管網一般為埋地敷設，僅有閥門井、水表井以及過橋管等管道直接暴露，方便直接監(jiān)測。因此，為保證水質安全和保障供水能力，長期以來城市供水管網均以水質［2-4］、流量［5-6］和水壓［7-8］的監(jiān)測為主。通過流量監(jiān)測或獨立計量區(qū)域（DMA）分區(qū)管理，開展了供水管網漏損監(jiān)測與識別［9-13］。在保障供水能力的同時，壓力監(jiān)測可以用于爆管的監(jiān)測與識別［14-15］。隨著物聯網技術的發(fā)展，各城市逐步開展了智慧水務建設，采用NB-IoT、LoRa、4G/5G 等方式進行監(jiān)測數據的傳輸并構建監(jiān)測系統(tǒng)［16-19］。無線傳感器網絡（wireless sensor network，WSN）起源于20世紀70 年代［20］，主要用于軍事領域。進入21 世紀，無線傳感器網絡不僅在軍事安全方面得到應用，在工業(yè)控制、智能家居、環(huán)境感知和健康監(jiān)測等領域也都有相關應用。無線地下傳感器網絡（wireless underground sensor network，WUSN）近年來受到了一些研究的關注，如邊境入侵控制、智能農業(yè)、環(huán)境污染監(jiān)測、地下結構監(jiān)測等［21-24］。

綜合國內外研究進展，目前城市供水管網運行安全監(jiān)測仍然存在三方面技術難題：①常規(guī)監(jiān)測主要以水質、水壓和水量等功能監(jiān)測為主，缺少可表征安全性態(tài)的指標；② 管網長期敷設于地下，數據傳輸困難，設備易損壞，無成熟可適用于埋地條件下的長時集成監(jiān)測技術及設備；③供水管網數量大、拓撲結構復雜，無法開展大范圍性態(tài)安全監(jiān)測，難以劃定重點區(qū)域。

針對以上技術難題，開展供水管網運行安全影響因素分析，提出供水管網全空間多參量感知指標體系，研發(fā)供水管網無線透傳感知網絡技術與系統(tǒng)，并在上海市開展現場實際應用，為供水管網運行安全監(jiān)測提供技術支撐。

1 供水管網全空間多參量感知指標體系

1.1 供水管網運行安全影響因素

截至2020 年底，上海市現有供水水廠38 座，供水管網長度達3.96 萬km，日供水能力達1 220.5 萬m3，年供水總量達28.79 億m3。上海市供水管網數量龐大，部分管道敷設年代久遠，面臨的落后、老化病害問題突出。收集了某區(qū)域DN300 以上的供水管網數據164 189條，2002—2021年該區(qū)域管損事件6 293 條，類型包含滲漏、腐蝕、斷裂/崩裂、爆管（含嚴重爆管）等，設備包含管道、水表、閥門等。DN500以上供水管線與燃氣、排水管線的交疊位置、交疊間距等管線交疊數據1 205 條。該區(qū)域中A 區(qū)內的道路交叉口共584 個，含供水管線72.75km，管損事件共662起。筆者參與了部分嚴重管損事件的現場事故分析與搶險工作，如圖1所示。

圖1 嚴重管損事件Fig.1 Serious pipe loss event

經統(tǒng)計分析，該區(qū)域47.9%的管損事件位于道路交叉口，交叉口內事故率為0.19，大于非交叉口區(qū)域3 倍以上。管損事件中包含581 個斷裂/崩裂、爆管（含嚴重爆管）等嚴重管損事件，其中281 個位于交叉口范圍內，占比48.36%。嚴重管損事件中爆管級漏水34個，在交叉路口的是22個，占比64.7%，其中嚴重爆管15 個，在交叉路口14 個，占比93.3%。該區(qū)域交叉口內管損率為0.19（管損率為單位長度管道的管損事故年平均值），大于非交叉口區(qū)域3倍以上，其中A 區(qū)平均一個路口就有1.13 個管損事件，管損率更是達到0.455，是該區(qū)域的2 倍以上。分析表明，道路交叉口為供水管網的管損事件高發(fā)區(qū)域，尤其是嚴重的爆管事件往往發(fā)生在道路交叉口。

與此同時，管線交疊后產生的管道間相互作用也是影響供水管網運行安全的重要因素。根據GB 50289—2016，篩查該區(qū)域交疊凈距不滿足規(guī)范的燃氣交疊點（d<0.15m）有13個、排水交疊點（d<0.40m）有123 個，其中該區(qū)域中A 區(qū)有3 個燃氣交疊點和44個排水交疊點。這3個燃氣交疊點全部位于交叉口中，平均每個交叉口有1.67個事故，大于A區(qū)的平均每個交叉口1.13 個事故。不滿足規(guī)范的排水交疊點中，有81.9%在交叉口內，平均每個交叉口有1.52個事故，同樣大于A區(qū)平均水平。通過該區(qū)域鋪管方式分析，供水管道大多處于燃氣管道和排水管道之間，易受到其他類型管道影響而發(fā)生供水管網管損事件，同時，管線交疊位置存在多種管道耦合事故風險。

交變荷載是指在供水管道運行期間受到的各類動態(tài)變化的荷載，如管道內壓、道路車輛荷載、溫度荷載、周邊施工引發(fā)的不均勻沉降荷載等。其中道路車輛荷載與道路交叉口有強相關，即道路交叉口往往有更高頻次的荷載作用和更加復雜的荷載情況。溫度荷載對于淺埋的供水管網有顯著影響，通過現場實測數據表明，埋深1m的供水管道年溫差可超過30℃，同時，大口徑管道管頂至管底的溫差同樣會產生巨大的溫度應力。近些年，極端天氣溫度對供水管網產生了嚴重影響，以2016年和2020年寒潮為例，均產生了嚴重的供水管網管損事件。此外周邊施工引發(fā)的地層變形會導致供水管道局部產生不均勻沉降，從而引發(fā)滲漏甚至爆管事件。

通過上述城市供水管網時空場景分析，管網交叉路口、交疊管線和交變荷載“三交區(qū)域”是供水管網發(fā)生管損尤其是嚴重爆管事故的重點區(qū)域，應加強結構安全監(jiān)測。然而，目前供水管網監(jiān)測主要以水質、水量和水壓等系統(tǒng)功能監(jiān)測為主，部分區(qū)域開展了滲漏噪聲監(jiān)測，而缺少必要的供水管網運行狀態(tài)、服役狀況、外部影響和安全監(jiān)管等方面運行安全綜合監(jiān)測，從而無法獲悉管網的結構安全狀態(tài)。以上海為例，目前全市共部署水壓監(jiān)測點844個、水質監(jiān)測點256個。

1.2 供水管網運行安全感知監(jiān)測類型

發(fā)生管損事故的管道主要為灰口鑄鐵管、球墨鑄鐵管、鋼管等，灰口鑄鐵材料的管道管損事故占51.8%，球墨鑄鐵材料的管道管損事故占36.7%，鋼管管損事故占7.5%。經統(tǒng)計分析，該區(qū)域47.4%的管損事件發(fā)生在10～20 年的使用時間內，相比于使用時間為0～10 年的17.2%，是其的3 倍左右，這說明管道老化對于管道破損影響很大。管道發(fā)生漏水、斷裂、爆管多集中于接口處。針對供水管網運行安全，統(tǒng)計分析供水管網管損事故，表明供水管道的材質、年限、位置、第三方干擾等是導致管損甚至爆管的主要影響因素。針對以上問題，本文系統(tǒng)地提出保護性監(jiān)測和預防性監(jiān)測2類監(jiān)測。保護性監(jiān)測是指為防止鄰近區(qū)域施工、超載等周邊活動造成供水管道發(fā)生損壞開展的監(jiān)視和測定活動。預防性監(jiān)測是指為避免供水管網發(fā)生影響其正常運行或造成安全風險的各類事件開展的監(jiān)視和測定活動。保護性監(jiān)測主要針對第三方干擾、第三方破壞等場景，預防性監(jiān)測主要針對落后管材、老化嚴重等老舊管網場景。在具體應用中，保護性監(jiān)測主要應用于鄰近施工影響范圍內的供水管道，預防性監(jiān)測主要應用于DN800及以上、實施維護搶修的管道、交叉路口、交疊管線、交變荷載區(qū)域內敷設的管道。

1.3 供水管網多參量感知指標體系

通過供水管網運行安全影響因素分析可知，為獲取供水管網運行安全狀態(tài)，需要開展供水管網運行狀態(tài)、管道結構和管網環(huán)境等“三類參數”的監(jiān)測。①管網運行狀態(tài)監(jiān)測指標包括運行水壓及流量；②管道結構監(jiān)測指標包括豎向位移、水平位移、不均勻沉降、管道豎向變形、管道接口變形、管道腐蝕、管道破損；③管網環(huán)境監(jiān)測指標包括管道管頂土壓力、管側土壓力、地下水水位、孔隙水壓力、管內水溫、管道周邊土體溫度、土壤腐蝕性、氣象條件、環(huán)境噪聲、機動車交通信息。不同的監(jiān)測類型選取不同的監(jiān)測指標，監(jiān)測指標具體選擇見表1。

表1 供水管網運行安全風險監(jiān)測指標Tab.1 Operation safety risk monitoring index of water supply pipeline network

2 供水管網無線透傳感知網絡技術

2.1 埋地管網無線透傳感知網絡

供水管網管道一般采用直埋方式敷設，管道內為水體，外側為土層。傳統(tǒng)的有線傳輸現場布設困難，且后期易損壞，并需要建設獨立的監(jiān)測井或利用閥門井、水表井等進行數據采集。近些年興起的物聯網無線傳輸技術目前僅適用于在井內監(jiān)測的場景。然而，針對大量的埋地管網，管道內水外土的敷設特征導致監(jiān)測與傳輸的技術難題亟待突破。天然土層是土壤顆粒、空氣和水的復合體，通常是不均勻和各向異性的，在這樣的土壤中傳輸，由于吸收、反射、折射和散射，信號會發(fā)生明顯的路徑損耗和散射，并且在WUSN的實際應用中，面臨著4個方面的挑戰(zhàn)，即電源保護、拓撲結構設計、天線設計和極端環(huán)境［21］。在地下50cm 以內的淺層低含水率土層無線傳輸中，通過433MHz LoRa實現了單跳無線信號收發(fā)［24］。供水管網普遍埋深在0.8～3.0m 的范圍，埋設深度、土體類型和地下水對無線信號傳輸帶來了挑戰(zhàn)。

為解決以上問題，提出了地下管網監(jiān)測無線信號在水土氣多介質環(huán)境中“透傳”的概念，如圖2 所示，即實現埋地設備之間的數據通信（UG2UG），埋地設備與地上設備的數據通信（UG2AG 和AG2UG），將獲取的監(jiān)測信息通過無線信號“穿透”土體傳輸到地面及服務器。與此同時，充分考慮供水管網的埋設深度和水土環(huán)境條件，為實現更大距離的數據傳輸，研究了多跳“透傳”組網技術，實現了傳感器信息6 層“接力”與數據交互，建立了無線透傳感知網絡（penetrating wireless sensor network，PWSN），如圖3所示。

圖2 無線透傳概念Fig.2 Concept of penetrating wireless

圖3 無線透傳感知網絡Fig.3 Penetrating wireless sensor network（PWSN)

為實現無線信號“透傳”，開展了無線信號在地層中的損耗研究，試驗系統(tǒng)由2個無線傳感器節(jié)點、1 個網關和1 臺筆記本電腦組成。通過開挖試驗孔且采用不同類型土體和不同厚度土體開展損耗規(guī)律研究，如圖4 所示。節(jié)點1 埋在孔的底部，節(jié)點2 放置在回填土的表面。節(jié)點1 和節(jié)點2 之間的土層厚度隨著覆蓋土的增加而發(fā)生變化。在每個時間間隔內，傳感器節(jié)點形成一個網格拓撲，并將數據發(fā)送到接收節(jié)點。傳感器節(jié)點2接收到節(jié)點1發(fā)送的信號，記錄RSSI（接收信號強度指數），并將該信息傳輸到網關。網關通過移動網絡向遠程服務器傳輸網格信息，包含節(jié)點1 和節(jié)點2 的傳輸功率和接收功率，據此分析無線信號路徑損耗。

圖4 無線信號在地層中損耗研究試驗Fig.4 Experiment on wireless signal loss in soil

實驗中采用不同的土即黏性土和砂性土以及不同的體積含水率（volumetric water content，VWC）進行對比試驗，回填土參數見表2。試驗采用1種黏性土和2 種含水率不同的砂土進行對比，試驗結果如圖5 所示。由對比分析可知，含水率為48.1%的黏性土路徑損耗為150～170 dB·m-1，含水率為4.9%的砂土的路徑損耗為13.5 dB·m-1，而干砂的路徑損耗幾乎為零。通過試驗可知，相對而言砂性土路徑損耗低于黏性土，含水率越高路徑損耗越高。

表2 回填土參數Tab.2 Parameters of backfilled soil

圖5 不同土層信號路徑損耗Fig.5 Signal path loss in different types of soil

為進一步研究土層性質對無線信號路徑損耗的影響，根據供水管網地層無線透傳感知網絡的使用場景，考慮無線損耗中的近場和遠場損耗，提出了近場-遠場兩階段損耗模型［25］，并進行試驗驗證。采用該模型分析土層物理性質對信號路徑損耗的影響。由圖6 可知，①相較于土體類型，VWC 對于信號路徑損耗影響更大；②在低含水量下，信號路徑損耗對土壤顆粒組成不敏感，這是由于干燥土壤的電導率非常低，因為陽離子和陰離子以鹽的形式沉淀，導致可動離子的缺乏；③在高含水量下，土壤成分對信號路徑損耗影響很大，且相比于黏土顆粒含量較少的土壤，黏土顆粒含量較大的土壤中信號路徑損耗對VWC 更敏感。由于供水管網埋深范圍受到地下水位波動影響，無法有效控制，根據信號路徑損耗規(guī)律，在傳感器布設位置及其傳輸路徑上，盡可能采用砂性土回填可有效增加無線信號傳輸距離。同時，也可以對傳感器起到一定的保護作用，避免雜填土回填損壞傳感器。此外，文獻［26］考慮道路路面等結構，對混凝土的無線傳輸損耗規(guī)律進行了研究與探索。

圖6 土層物理性質對土壤信號路徑損耗的影響Fig.6 Effect of soil physical properties on signal path loss in soil

2.2 供水管網無線透傳感知網絡系統(tǒng)

在上述研究的基礎上，自2016 年起聯合無錫悟莘科技有限公司開發(fā)了直埋無線傳感器以及無線網關，如圖7所示。針對供水管網監(jiān)測預警應用場景，結合研究提出的感知指標和監(jiān)測設備，構建了供水管網無線透傳感知網絡監(jiān)測系統(tǒng)，包括感知層、傳輸層、大數據層和應用層，如圖8 所示，并于2018 年開始現場應用測試。該系統(tǒng)特征如下：①可接入多種類型傳感器，可感知管網運行狀態(tài)、管道結構和管網環(huán)境等參數，傳感器具有高強度外殼，IP68以上防護等級，可直埋敷設；②無線透傳感知網絡具備高穿透能力，可實現地下5m范圍內的供水管網監(jiān)測數據傳輸。采用網狀網絡動態(tài)自組網，兼容星狀、線狀網絡，并可實現6 跳傳輸；③超低功耗（20uA），傳感支點采用工業(yè)電池供電，可達到10 年以上使用壽命（頻率1 次·h-1）；④遠程控制，如采集周期、發(fā)射功率、網絡拓撲、回網周期等。⑤通過多參量綜合感知，可實現供水管網運行安全的監(jiān)測與預警。

圖7 無線透傳感知網絡傳感器與網關Fig.7 Sensors and gateway of PWSN

圖8 供水管網無線透傳感知網絡監(jiān)測系統(tǒng)Fig.8 Monitoring system of water supply pipeline using PWSN

3 城市供水管網運行安全智慧感知技術應用

2020 年7 月13 日凌晨3：06，某路口DN1200 供水管爆管，管材為灰口鑄鐵，管頂埋深2.2m。爆管導致地面發(fā)生塌陷，路面受損約320m2，路面嚴重積水，事故現場如圖9 所示。該路口為市中心繁華路段，車流量大。凌晨3：31，供水企業(yè)抵達現場開展搶修工作。修復段共分3 個管段，其中北段管道為原管道，管底土層為原狀土，中段管道為更換鋼管，長度1.91m，管底為回填砂層，南段管道為原管道，管底土層為回填砂層。3個管段2個接口采用2個哈夫節(jié)進行連接。砂層回填至管頂，沖水密實后回填80cm 碎石層，后回填1m 雜填土，路基為碎石，路面為瀝青，路基與路面厚度共40cm。

圖9 爆管事故現場Fig.9 Accident site of a burst pipe

由于該爆管位置地處市中心繁華路段，車流量大，周邊環(huán)境影響大，因此需要對該修復位置開展長期監(jiān)測，實時監(jiān)控供水管網安全狀態(tài)，避免再次發(fā)生事故。該監(jiān)測點共安裝11 個傳感器，包括3 個傾角傳感器、4 個溫度傳感器、4 個中繼。傳感器編號見表3。其中，傾角傳感器0417位于北段管道，傾角傳感器040B 位于中段管道，傾角傳感器042D 位于南段管道；溫度傳感器052F 位于管道管頂，溫度傳感器0534 位于管道管底；2 個土溫傳感器分別位于地下1.0m 和0.9m，4 個中繼依次位于地下1.8m、1.4m、0.5m。由南至北傳感器之間的間距依次為640mm、510mm、430mm、830mm。傾角傳感器Y軸正向朝北。詳細布置位置見圖10，現場安裝如圖11所示。

圖10 傳感器布置Fig.10 Layout of sensors

圖11 傳感器現場安裝Fig.11 Installation of sensors

表3 傳感器編號Tab.3 Sensor No..

選取2020年7月14日至2022年2月1日時間段監(jiān)測數據進行分析。傳感器Y軸轉角表征管道不均勻沉降導致的管道豎向轉動。由圖12可知，回填階段管道發(fā)生明顯的豎向轉動，截止15 日早7 點路面瀝青施工完成，北段管道轉角為0.36°，中段管道為1.06°，南段管道為?1.24°。分析其原因主要是北段管道管底土層為原狀土，密實度高、土體壓縮模量大，不易變形。而中段和南段管道管底土層為回填砂層，即便采用了噴水方式進行密實，但其密實度和壓縮模量偏低，在回填過程中產生了明顯的壓縮變形，導致管道發(fā)生沉降，中段修復管道兩端不均勻沉降為35.3mm，如圖13所示。

圖12 北段、中段和南段管道豎向轉動量Fig.12 Vertical rotation of north-pipe,mid-pipe,and south-pipe

圖13 中段管道兩端不均勻沉降Fig.13 Differential settlement at both ends of midpipe

回填階段的不均勻沉降導致了修復管道哈夫節(jié)接口變形，產生相對轉角，如圖14 所示。北段與中段管道相對轉角為?0.7°，中段與南段管道轉角為2.3°。根據哈夫節(jié)廠家的建議，DN1200管道哈夫節(jié)兩側管道相對轉角變形不宜超過3°，否則容易造成接口密封失效，從而導致滲漏。由此可見，管道修復后的不均勻沉降變形是導致接口滲漏的重要隱患。如果接口長期滲漏，又將會導致周圍回填砂層流失，從而沉降進一步發(fā)展，從而導致結構損壞。監(jiān)測系統(tǒng)在2020 年7 月28 日捕捉到一次明顯的沉降和接口轉角突然增大，隨即觸發(fā)了報警。供水企業(yè)立即開展現場檢查，經現場檢查確認，由于路面在2周左右的交通荷載下產生了明顯的沉降，因此進行了細瀝青施工，確保路面平整。

圖14 北段管道-中段管道、中段管道-南段管道的接口相對轉角Fig.14 Joint relative rotation of north-pipe and mid-pipe,and mid-pipe and south-pipe

通過長期監(jiān)測，管道沉降和轉角在2021年10月5日左右初次穩(wěn)定，穩(wěn)定時間約為80d。截至2022年2 月1日，北段管道轉角1.35°，中段管道轉角1.89°。南段管道由于上部燃氣管道交疊影響，轉角波動較大，最大?1.3°，最小?0.6°。北段管道與中段管道接口相對轉角為?0.55°，在長期運行中較為穩(wěn)定，且變形略有恢復。中段管道兩端不均勻沉降為62.8mm。然而，由于中段管道與南段管道的管底土層為回填土，與此同時，南段管道上部有2根燃氣管道交疊敷設，其管道接口相對轉角最大為2.9°，發(fā)生在2021 年8 月15 日，逼近接口轉角控制值，且波動較大，易受到外界影響，應加強關注。

圖15 為管道管頂溫度和管底溫度監(jiān)測數據。12月至1月平均溫度最低，2020年12月19日管頂最低溫度為4.6℃，管底最低溫度為7.3℃。7月至8月平均溫度最高，2020 年8 月26 日管頂最高溫度為33℃，管底最高溫度為29.6℃。管頂年度最大溫差為28.4℃，管底年度最大溫差為22.3℃。冬季管底溫度高于管頂，最大溫差5.2℃（2020 年12 月7 日），夏季管頂溫度高于管底，最大溫差為3.7℃（2020 年8月15日）。

圖15 管頂管底溫度Fig.15 Top and bottom temperature of pipe

無線透傳感知網絡監(jiān)測系統(tǒng)布設后，網絡拓撲如圖16 所示。其中一層網絡支點為中繼3（埋深50cm）、中繼4（埋深50cm）、傾角北（埋深2.2m），二層網絡支點為傾角南（埋深2.2m）、傾角中（埋深2.2m）、管頂溫（埋深2.2m）、管底溫（埋深2.2m）、中繼1（埋深1.8m）、中繼2（埋深1.4m）、土溫2（埋深90cm），其中中繼2、傾角南和管頂溫通過中繼3將數據傳輸給網關，中繼1、傾角中、溫度2、管底溫通過傾角北將數據傳輸給網關。傾角北為一層支點中埋深最大支點，埋深達到2.2m，網關與傾角北水平距離約25m，網關距離地面垂直高度3.5m，由于其在空間位置上更加靠近網關，因此作為一層支點自組網。

圖16 無線透傳感知網絡拓撲圖Fig.16 Topology diagram of PWSN

4 結論

從城市供水管網運行安全角度出發(fā)，提出了感知監(jiān)測指標體系，研發(fā)了適用于埋地供水管網的無線透傳感知網絡技術，并開展現場應用。主要結論如下：

（1）城市供水管道結構安全是管網系統(tǒng)安全運行的基礎和關鍵，在供水管網水質、壓力、流量等功能性監(jiān)測的基礎上，應開展供水管網運行狀態(tài)、管道結構和管網環(huán)境的全空間多參量指標感知。

（2）管網交叉路口、交疊管線和交變荷載的“三交區(qū)域”是供水管網發(fā)生管損高發(fā)區(qū)域，尤其針對嚴重爆管，占比可達90%以上?！叭粎^(qū)域”是供水管網監(jiān)測預警的重點位置，并應針對不同場景需求開展保護性監(jiān)測和預防性監(jiān)測。

（3）供水管網的無線透傳感知網絡技術是解決埋地管網監(jiān)測數據感知與傳輸的有效手段。試驗表明，體積含水率是影響無線信號路徑損耗的主要因素，在高含水量下，黏性土較砂性土信號路徑損耗更大。多跳自組網可有效提升網絡整體的穿透能力，實現供水管網監(jiān)測信息傳輸。

（4）通過現場監(jiān)測獲取了管道結構變形與溫度數據。表明管道下方的回填土密實度對管道后期沉降影響大，應確?；靥钯|量，減少不均勻沉降導致的管道接口變形，避免產生滲漏甚至結構破損。同時，大口徑管道的年度溫差近30℃，管頂管底溫差可達5℃以上，溫差作用不可忽視，淺埋大口徑管道更應重視溫差作用。

作者貢獻聲明：

王 飛：供水管網全空間多參量感知指標體系和無線透傳感知網絡技術研究、現場應用開展。

胡智翔：現場監(jiān)測部署與數據分析。

胡群芳：城市地下管網“三交區(qū)域”監(jiān)測理論及供水管網全空間多參量感知指標體系研究。

海 倩：現場監(jiān)測數據分析。

車德路：供水管網運行安全影響因素研究。

施靜康：無線信號在地層中的損耗試驗研究。

吳 儼：直埋無線傳感器以及無線網關等設備研發(fā)。