地表水流与地下管流耦合的数值模拟研究

借助于HydroInfo水利计算云平台,针对城市雨洪建模过程中的地表与地下排水管网水流交换问题进行了数值模拟研究。提出了一维地下排水管网与二维城市地表动态耦合的分区匹配算法。通过水从地表流向排水管网、水从管网溢出到地面和溃坝洪水流经管网区等算例的数值计算,与实验室结果进行了比较,对稳态以及非稳态水力条件下计算平台处理地表-地下管网流量交换问题的能力进行了检验。结果分析表明了采用的云计算平台模拟该问题的可行性以及算法的正确性。     

耦合地表水动力过程的管网排水模型研究

现今防洪排涝已成为城市发展亟需解决的重要问题之一,排水管网是支撑城市防洪排涝的重要基础设施,准确模拟其不同条件下的排水过程有助于检验管网排水能力。该文建立了地表水动力和排水管网的耦合模型,并采用了树状和环状两种典型管网结构作为验证算例,探明模型的计算效率及其适用性。模拟结果表明,所开发的模型对树状管网的流量过程模拟效果最好,环状管网次之。树状管网模拟结果与文献值的相关系数R~2为0.99,NSE为0.98,峰值流量计算误差小于1%;环状管网模拟的R~2为0.96,NSE大于0.9,环状管网模拟结果优于文献值。该文同时将模型应用于某小区排口流过程线的计算,模拟的三场降雨排口流量过程NSE值分别为0.79、0.92和0.72,表明该模型能够良好运用于城市管网排水过程的模拟。     

关于城市供热管网泄漏故障诊断的思考

正在当今人民生活水平全面提升的背景下,人们的供热需求也在不断增加,但是,在供热系统的实际运行中也出现了不同程度的供热管网泄漏故障问题,对于供热系统的稳定运行造成了很大的阻碍。在这种情况下,加强对供热管网泄漏故障的诊断检测具有重要的意义,同时也为迅速的故障排除赢得时间。基于此,本文首先对当前正在使用的供热管网检测技术进行了分析,深入了解供热管网泄露的原因,最后提出了基于人工智能的供热管网泄漏故障诊断方法,以期为相关的故障诊断工作提供帮助。现阶段,在社会经济快速发展的过程中,人们对于生活水平以及环保的需求也在不断提升,在此背景下,我国     

城市排水管网水动力学模型研究综述

随着城市的发展,基于传统的水力设计计算、运行管理的排水系统存在诸多问题,着重阐述了排水管网水动力学模型及其研究应用现状,认为采用排水管网水动力学模型进行动态模拟分析是有效解决问题的重要非工程措施.     

基于复杂高密度管网结构优化技术的银川城区排水过程高效模拟方法

为高效高精度模拟大尺度城区的排水过程,掌握城市地表径流机制和管网排水规律,以银川市约310 km²的城区为研究区域,应用耦合地表径流及城市地下管网排水过程的GAST模型,结合当地污水处理厂、管网、地形和土地利用等特征,基于普适性的数字地形高程DEM数据处理、土地利用类型划分、合流制排水管网和污水处理厂概化等技术,提出了一种基于复杂高密度管网结构优化技术的城区排水过程高效模拟方法。采用理想地形和实际地形对该方法模拟的精度和效率进行了验证,结果表明：对一级支管做删除概化处理对实际的管网排水过程模拟结果影响较小,20.46 km²区域内一二维耦合节点数可削减27.8%,模型计算效率提高12.18%,且研究区域越大,计算效率提升越明显;模拟结果与实测值误差在6%以内,在保证模拟精度的同时大幅提高了计算效率。     

管网直联泵站水锤的数值模拟

用数值模拟方法对管网直联泵站停泵水锤问题进行了研究 ,涉及到数学物理建模过程中的管网简化、边界条件、终端泄流节点模拟元件处理等若干重要问题 ,并给出了部分计算结果。     

长距离供热管网采用的关键技术

文章介绍了某热电公司长距离供热情况,论述了供热管网采用的关键技术,并对长距离供热管网的设计提出了建议度经验总结.     

石家庄市暴雨内涝精细化水动力模型应用

近年来石家庄市极端天气逐渐增多,局部短历时强降雨的发生愈加频繁,造成城区大范围积水,损失严重。基于高精度DEM数据,采用小尺寸结构化网格建立石家庄市暴雨内涝精细化水动力模型。模型精确反映了房屋建筑、城市道路、立交系统和排水渠系等典型城市地物;采用分区径流系数和糙率体现不同下垫面的影响;通过将排水分区精细划分至各雨水干管实际控制街区模拟管网实际排水过程,并设置点源模拟城市立交泵站。模型高精度地模拟了该市主城区房屋阻水、庭院雨水出流、地道桥等低洼处汇水积涝、路面行涝、管网排水以及泵站抽排水等具有典型城市特征的水流现象,计算统计了城区积涝面积、积水点及积水路段。将该市内涝危险性等级划分为高、中、低三级,结合模拟结果进行风险分析及等级划分,分析结果为石家庄市防涝减灾工作和内涝风险管理提供信息支持,具有重要实用价值。     

北京市南水北调配套工程环线管网水力模型的建立

为实现南水北调来水和北京本地水的优化调度,保证首都安全稳定供水,需对南水北调配套工程环线输水管网建立水力模型,掌握管网的实时运行状况。介绍了应用Info Works WS软件建立该工程环线输水管网模型的过程,包括工程基本情况介绍、数据需求及处理、模型创建及校核和模型维护等方面的内容,并对应用该模型计算得到的结果数据和设计资料数据进行了对比分析研究,发现该模型可以较好地进行管网实时流量模拟。     

城市配水网络的系统分析

配水网络在城市给水系统中占有重要的地位,深入研究配水网络的分析计算方法,对于经济、合理的设计和管理都有重要意义。配水网络的分析主要包括系统的水力学平衡计算(管网平差)与网络的优化设计计算。1936年,Hardy Cross提出的解环方程的管网平差方法目前仍在普遍应用。求解环方程的方法比较复杂,对于不同的结构形式的网络,需采用不同的计算过程,且对于某些问题未必能获得收敛解。网络优化设计的合理方法,目前仍是一个值得探讨的课     

城市水文模型原理刘家宏

城市水文过程因强烈的人类活动影响而发生了深刻变化,科学精细地模拟城市区域的产汇流过程是解析城市水问题机理的科学基础。在系统剖析城市水文模型原理的基础上,将城市复杂下垫面根据其透水特性划分为不透水单元、透水单元、半透水单元、伪透水单元、强透水单元、水域单元等六类基本单元,并构建了不同类型城市水文响应单元的水文特性曲线,基于圣维南方程组和Navier-Stokes方程提出了城市管网与河湖水系水动力学模拟的技术方案。在耦合城市水文响应单元的降水—截留—蒸发—入渗—产流模块、地表汇流模块、管网汇流模块、水系一维水动力学模块等基础上,以水循环过程为主线,将水文模型的径流输出作为城区一维管网、河道水动力模型的输入边界,实现水文模型与一维管网、河道水力学模型的集成。将单元水文模型通过城市管网和河湖水系等连接方式集成到城市水文模型系统中,弥补了现有城市雨洪模拟在水文学机理上的不足,可为城市排水防涝和海绵城市建设提供科学基础。     

外河对城市排水管网影响的数值模拟研究

针对城市外河道水位与城市排水管网水流相互影响的问题,将外河道纳入城市雨洪系统中,采用水动力学方法进行外河道、管道内的汇流演算,构建了街道、管道、外河道3层结构的城市雨洪模型,模拟不同外河水位条件、不同洪峰遭遇条件对管流运动过程的影响。结果表明,外河水位较高时,会对管网水流有顶托作用,特别是当管道出流处于完全淹没状态时,管网排水能力将大大降低;当外河道洪峰与管道洪峰叠加相遇时,推迟外河道峰现时间,可减少外河水位过高对管网排水产生的不利影响。     

用节点水龄量度给水管网的水质状况

通过给水管网的水质模型推导得出了节点水龄的计算公式 ,给出了以节点水龄量度的给水管网水质状况曲线 ,并以此为基础 ,针对某大城市给水管网进行了节点水龄实例计算 ,绘制出整个给水管网等水龄线及节点 2 4h水龄变化曲线图 ,从而得出该城市给水管网基于节点水龄的水质状况。管网节点水龄的计算对从理论上分析给水管网的水质以及对提高给水系统的服务水平均具有重要意义。     

城市水文模型原理

城市水文过程因强烈的人类活动影响而发生了深刻变化,科学精细地模拟城市区域的产汇流过程是解析城市水问题机理的科学基础。在系统剖析城市水文模型原理的基础上,将城市复杂下垫面根据其透水特性划分为不透水单元、透水单元、半透水单元、伪透水单元、强透水单元、水域单元等六类基本单元,并构建了不同类型城市水文响应单元的水文特性曲线,基于圣维南方程组和Navier-Stokes方程提出了城市管网与河湖水系水动力学模拟的技术方案。在耦合城市水文响应单元的降水—截留—蒸发—入渗—产流模块、地表汇流模块、管网汇流模块、水系一维水动力学模块等基础上,以水循环过程为主线,将水文模型的径流输出作为城区一维管网、河道水动力模型的输入边界,实现水文模型与一维管网、河道水力学模型的集成。将单元水文模型通过城市管网和河湖水系等连接方式集成到城市水文模型系统中,弥补了现有城市雨洪模拟在水文学机理上的不足,可为城市排水防涝和海绵城市建设提供科学基础。     

电厂供热管网的金属腐蚀与防护措施

论述了电厂供热管网腐蚀的原因，介绍了金属腐蚀的种类，采取了相应的防腐蚀措施，旨在有效保护供热管网，保证供热机组安全运行：     

某采油厂注水管网水力仿真模拟

油田注水管网的水力计算分析对管网改造、扩建,校核管网各节点压力数值、管段流量分配情况、管道摩阻系数,进行能耗分析,确保管网系统正常运行具有重要的意义。根据某采油厂环枝状注水管网的特点,采用节点法原理,建立了环枝状管网水力计算模型,并提出了改进的边界条件处理方法,此模型具有较强适应性,能满足环状、枝状以及环枝状管网不同边界条件下的水力计算需求,且计算速度快。根据此模型编制水力计算仿真软件并应用于某采油厂注水管网,与现场实际数据对比后得出配水间压力计算平均误差为2.98%,注水站流量计算平均误差为3.32%,计算结果表明该模型能满足工程需要。     

给水管网中颗粒物的组成成分及形成过程研究

分别在静态管段浸泡和动态管网模拟试验下,探讨水样中悬浮颗粒物浓度和停留时间以及管网水中浊度和总铁含量之间可能存在的相关性,以期达到对管网水中颗粒物的形成过程的了解。同时,还对静态管段浸泡和动态管网模拟试验条件下水样中的颗粒物进行了元素组成分析。结果表明:管网水力条件不仅影响悬浮颗粒物的形成,而且还影响浊度和总铁含量之间的相关性;静态浸泡和动态管网试验水样中悬浮颗粒物均主要由铁元素组成。     

基于GIS的给水管网动态水力计算模型的建立与应用

基于GIS和给水管网水力计算方法,采用一种新的更符合实际的节点流量分配方法,建立了给水管网动态水力计算模型,实现了模拟结果和GIS图形信息的良好结合,解决了工况结果难以在GIS中显示和输出的问题。将模型应用于天津市津南区咸水沽镇供水管网,并将计算结果与MIKENET模拟值、EPANET2.0计算值进行比较,验证了模型的实用性。     

基于拓扑理论确定多水源管网供水区域及绘制等压线的方法研究

利用供水管网图形的拓扑矩阵 ,提出了一种在管网水力计算基础上逐级搜寻水源的供水区域和绘制管网等压线的方法。并在AutoCAD2 0 0 0平台上用VBA编程直接调用水力计算结果实现供水区域、供水分界线的图形显示、管网等水压线自动绘制以及管网流量分布的计算     

热力管网泄漏检测数学模型

本文研究了基于恒定流动模拟的静态泄漏检测方法和基于水力瞬变模拟的瞬变泄漏检测法，分析了瞬变泄漏检测法用于热力管网的可行性，建立了瞬态泄漏检测法的数学模型，误差准则，以及泄漏位置的确定方法，并通过实际供热管网泄漏检测数值仿真作了比较，表明用瞬态泄漏检测法可显著改善热网微机监控系统泄漏检测的能力。