城市供水管网三级分区水力模型漏失控制研究

建立基于压力驱动节点流量原理的城市供水管网水力模型,通过水力模拟对城市供水管网实现三级分区。构建供水管网系统三级分区漏失检测与控制体系,在一级调度分区建立泵组优化调度控制漏失模型,实现水厂间水量的最优调度;在二级分区建立减压阀优化调控模型,实现区域压力最优控制;在三级分区建立漏失检测区域定位模型,实现漏失区域快速定位。城市供水管网三级分区漏失控制技术已应用于CP市管网,使分区工作规范化进行,取得了良好的效果。     

供水管网水力建模与漏失控制

介绍了传统水力模型及压力驱动节点流量模型在水力建模中的应用,并通过对H市供水管网水力建模全过程的阐述,得出了水力模型在管网漏失控制中的应用,其主要体现在通过对城市日用水量的预测,并将未来的用水情况应用到水力模型中,及时调整供水管网的工况,可以达到优化工况的目的,从而有效控制漏失.     

北京市供水管网的老化漏失规律模型研究

供水管网漏失的监测难度大,维护费用高.为了有效减少管网漏失率,需要研发管网漏失模型,从而制定合理的监测模式和维护方案.针对管网老化过程,分析了其与管网漏失率的关系,应用决策树方法开发了包含管龄和管径两个因素在内的漏失规律模型.以北京市为例,对主城区19年间(1987年-2005年)由供水管网老化造成的漏失数据进行分析.结果表明,老化漏失管道的管龄服从Weibull分布,管龄为20年左右的管道更易产生漏失.利用建立的漏失规律模型,通过ArcGIS预测了2008年北京市区供水管网的老化漏失分布情况,其结果将用于漏失监测仪的优化布置.     

供水管网水力模型与优化调度模型的建立与展望

通过当前的计算机技术和matlab等计算软件的结合,可以建立水量预测模型、供水系统水力计算模型、水力优化模型来实现水力优化调度。建立模型有利于对运行状态做出科学而准确的判断,从而给供水公司带来良好的经济和社会效益。本文主要介绍了这三种模型的建模类型,建模步骤以及各自的适用情况,优缺点,发展现状等。建立供水管网模型可以有效降低管网的能量损失,而且能快速查找管网漏失,是水力管网发展的趋势。     

基于压力驱动节点流量模型的供水管网漏失控制

为实现供水管网漏失控制,建立了阀门漏失控制模型,并将压力驱动节点流量水力模型嵌入其中,形成压力驱动节点流量漏失控制模型。模型以漏失总量为目标函数,以遗传算法为优化算法,求解得到最佳阀门设置,然后操作阀门动作,达到在正常供水的前提下最大程度降低漏失的目的。     

探究市政管网渗漏的检测与控制

对市政管网渗漏的形式、引发原因、常见的检测技术以及渗漏控制策略进行了简要的分析和总结,并以国内某市长距离引水工程的渗漏防治实践和某镇供水管网漏失检测与控制的实践为例,探讨了如何在工程的施工阶段以及管网运维管理过程中改善管网的渗漏问题,提高工程的质量和运行效果。     

基于遗传编程的供水管网漏失模型

城市供水管网漏失的探测与定位极其耗费人力和物力,为了有效减少管网漏失,需要研究管网的漏失规律,开发漏失预测模型,从而为制定合理的监测模式和维护方案提供技术支持.收集了1987年-2005年北京市主城区供水管网漏失数据,并对其进行了统计分析.利用遗传编程建立了管网总漏失次数与管龄、管径、管长之间的函数关系,发现漏失次数与管龄、管长呈正相关,与管径呈负相关.同时分析了管网漏失发生时的管龄分布情况,发现其服从Weibull分布,并据此将遗传编程计算得到的总漏失次数分配到单一管段.利用建立的漏失模型,通过ArcGIS对北京市城区供水管网漏失概率进行了计算,其结果可以作为漏失监测点优化布设的依据.     

地震导致渗漏的供水管网水力模拟

为研究地震导致渗漏的供水管网的水力特性,引入日本水道协会提出的震害计算式,改进地震导致的供水管网渗漏的计算方法,构建地震导致渗漏的供水管网水力模型。提出适用于低压供水管网“分步迭代”的水力计算方法,实现对不同地震烈度下供水管网的漏损量、节点压力及流量的定量分析。基于EPANET软件,对举例供水管网应用所构建的模型和“分步迭代”水力计算方法,预测了其在不同地震烈度下的水力状态。预测结果表明,构建的模型能合理描述震损管网的水力特性,所提出的方法能避免水力计算时迭代的发散、提高迭代的收敛速度,并可直接应用现有商业软件求解。     

结合模型校核和贝叶斯决策理论的管网漏失定位

管网中发生漏失事故时必然会引起其他节点的水压波动,波动程度随漏失位置和漏失流量而变化。基于这一思想,采用模型校核和贝叶斯决策理论分别建立漏失定位模型,分析了两个模型的原理及优缺点,并在此基础上提出一种改进漏失定位模型,该模型对水力模型误差和测量误差有一定的免疫力,而且具有时效性。以CP市供水管网为例,通过消火栓放水模拟漏失,求解改进的漏失定位模型得到漏失概率,从而能确定出漏失节点所在区域,达到较高的检测精度。     

城市供水管网系统抗震功能可靠性分析

城市供水管网系统是生命线工程系统的重要组成部分,一旦其遭受地震作用,可能损坏严重并产生各种次生灾害。以湖北省武汉市青山区主干供水管网系统为例,根据供水功能要求,对震前和震后的供水管网进行了水力分析,通过连续性方程、能量守恒方程和物理方程推导得出了水力方程的解析表达式,并通过迭代法求解得到了供水管网的水力参数;通过可靠度理论,分析了供水管网系统节点的供水可靠概率;计算了在不同地震水准下的供水功能可靠性,证明了该分析方法的合理性、可行性。     

地震破坏供水管网低压水力分析

供水管网遭受地震破坏后会产生渗漏和爆管,在震后的紧急救援和修复阶期,供水管网处于低压带漏损供水状态。根据断开管段的沿程水头损失关系,提出一种在断开管段端点附加扩散器模型模拟断开点漏水,简化了断开管段的建模方法;将压力决定的节点配水量模型加入到水力分析中,避开了低压管网水力分析中的节点负压问题;利用线性搜索与回溯算法控制管网节点非线性方程组的迭代步长,确保了管网低压水力分析的全局收敛性。此方法具有建模简单,计算量小,全局收敛速度快的特点;通过示例计算及结果比较,验证了其有效性。     

水力模型在A县供水分水站改造工程上的应用

水力模型作为分析供水管网水力状态的有效工具,可以模拟并评估供水管网的水力运行状态,给出针对性的合理化建议,本文主要结合A县全域供水管网分水站改造升级工程实例,首先科学模拟并动态分析远期供水管网流量和流速状况,确定该供水区域经济合理的管径;其次,通过管网压力区域分布情况进而确定各关键点分水站供水形式以及一体化增压泵站选址,使泵站流量扬程设计更加合理;最后通过不同季节高低峰用水模式模拟分析,得到供水调度优化方案,为A县供水信息化建设打下坚实基础,同时也为给水管网规划设计和优化控制提供参考。     

塑料管材供水管网水力计算方法的探讨

根据塑料供水管网的水流特点及其水头损失计算公式 ,确定了塑料供水管网将沿线流量折算成节点流量的折算系数的取值 ,采用有限元法分析塑料管材供水管网的水力平衡计算数学模型 ,由各个管段的单元矩阵方程集合为供水管网的整体矩阵方程 ,通过引入节点水压边界条件并迭代求解管网整体矩阵方程—对称正定线性方程组 ,得出各项水力要素 .给出了计算程序框图 ,编写了通用电算程序 ,经实例计算表明 ,该方法能够快捷准确地完成塑料供水管网的水力平衡计算 ,满足设计计算要求 .     

供水管网漏失模型研究

通过管网漏损模拟试验及EPANET对漏损管网的水力分析,对漏失量和管道压力的指数模型进行了研究并拟合出压力指数区间;通过漏失系数的点估计和置信区间估计,对国内外既有典型管网漏失模型进行了验证与分析,找出管网漏失的最佳适用模型,为经济、有效地减少漏损提供了技术支持。     

用EPANET水力模型优化乡镇供水管网

利用EPANET水力模型对常州市罗溪镇供水管网进行了水力计算,结合实际测量结果分析了管网供水压力不足的原因,并对现状管网进行了优化,满足了该镇居民对水量与水压的要求。     

基于GIRAFFE模拟的震后供水管网优化恢复过程研究

为提升供水管网震后快速恢复效率,提出了基于GIRAFFE模拟的震后供水管网优化恢复方法。针对震后供水管网破坏节点负压影响,采用以EPANET内核为运算引擎的GIRAFFE进行供水管网系统地震破坏模拟分析,得到供水管网震后损失水力参数;以此为基础采用两阶段恢复策略进行了修复优化,即第一阶段以管网供水满意度提升最大为目标,以各个破坏管道修复后的供水满意度为依据进行破坏管道修复,第二阶段通过对损伤管道动态修复的水力参数适时计算,以减少管网漏水为目标进行破坏管道修复。同时,考虑供水管网震后大面积破坏特征,建立了维修队伍指派优化模型。最后,通过某城市管网案例计算分析研究,给出了供水管网优化恢复方案,为综合保障震后居民用水需求提供了技术支撑。     

水力模型在供水管网规划中的应用

为验证A市某新建工业区供水管网规划是否合理,利用管网水力模型对其管网运行状态进行了模拟。结果表明,规划管网压力不能满足工业区最低压力要求。通过分析管网中存在的问题,制定了具有针对性的改造方案,并利用水力模型验证了改造方案的可行性。水力模型的应用提高了供水管网规划的安全可靠性和信息化水平。     

基于管网GIS管理平台的供水管网模型软件开发及应用

针对日益加快的城市管网建设需求,采用Bentley建模软件平台进行供水管网模型搭建,并将供水管网地理信息(GIS)系统与搭建好的水力模型进行集成开发,完成管网水力建模系统的建设。系统有助于提高供水企业对管网建设工作的规划能力、风险评估能力和应急处理能力,并能在关键的调度、优化运行、事故抢险、水泵能耗分析等工作中发挥其功能和作用,在今后供水管网信息化建设进程中具有重要的参考意义。     

热水循环管网水力平衡计算方法的探讨

根据建筑热水循环管网的水流特点及其水头损失计算公式,确定了采用有限元法分析热水循环管网水力平衡计算的数学模型,将各个管段的单元矩阵方程集合为供水管网的整体矩阵方程,通过引入节点水压边界条件并迭代求解管网整体矩阵方程—对称正定线性方程组,得出各项水力要素。给出了计算程序框图,编写了通用电算程序,经实例计算表明,能够快捷准确地完成热水循环管网的水力平衡计算,满足设计计算要求。     

住宅生活给水管网水力计算程序设计

根据住宅建筑给水管网的水流特点及其水头损失计算公式 ,确定了采用有限元法分析住宅建筑给水管网水力平衡计算的数学模型 ,将各个管段的单元矩阵方程集合为供水管网的整体矩阵方程 ,通过引入节点水压边界条件并求解管网整体矩阵方程——对称正定线性方程组 ,得出各项水力要素。给出了计算程序框图 ,编写了通用电算程序 ,经实例计算表明 ,能够快捷准确地完成住宅建筑给水管网的水力平衡计算 ,满足设计计算要求。