供水管网水力模型的维护

采用供水管网水力模型对管网运行状态进行模拟是全面了解管网运行状态的有效方法.管网模型建立后,经过一段时间使用,模拟精度会出现下降的趋势.为恢复模型模拟精度,适应实际给水管网的发展,需要对模型进行维护和管理,内容包括拓扑结构更新、节点流量更新、水泵特性曲线更新、供水系统现场测试以及模型校验等内容.通过实例说明,经过克服在建模和运行过程出现的问题,可以使模型模拟精度恢复到建模之初,而且由于在运行中积累了相关的信息和数据,能够使管网水力模型对管网现状的适应性上升到一个更高的水平.     

基于BP神经网络的城市给水管网爆损预测模型研究

通过使用BP神经网络模型的训练算法,并借助MATLAB神经网络工具箱,初步建立了具有一定精度的城市供水管网爆管和漏损预测模型,对管网事故预防、管网维护及更新起到了一定的指导作用.     

给水管网漏失预测模型的研究

给水管网无论采用何种管材 ,随着时间的推移都会不可避免地发生漏失。根据实际给水管网的漏失数据 ,采用时间序列分析方法建立了给水管网漏失预测的线性指数平滑模型和二次曲线指数平滑模型。通过精度分析和比较 ,发现二次曲线指数平滑模型预测精度高于线性指数平滑模型 ,能更好地反映给水管网漏失频率随时间非线性增加的变化趋势。     

采用虚拟监测点的供水管网水力模型优化校核

供水管网水力模型参数优化校核过程中,由于监测点个数少于待校核参数的数量,校核后的模型参数存在"异参同效"的问题,也可能导致部分优化后的参数取值脱离其物理意义.而在建成区的管网中增设大量监测点难度较大,为解决管网水力模型应用中的这个实际问题,提出根据实际监测点数据预测非监测节点的压力,并将被预测的节点作为虚拟监测点的方法,以增加模型校核问题中的边界条件.应用案例分析结果表明,提出的基于灵敏度分析法改进的GRNN-PSO混合方法在保证校核精度的同时还提高了校核效率,为供水管网水力模型优化校核的应用提供了新思路.     

基于物联网监测的供水管网分区建模技术研究

供水管网水力模型已经成为供水企业科学化管理不可缺少的工具,常规的模型建设思路都是针对整个供水管网系统进行建立,建模过程繁琐、周期长、更新维护困难,在实际运用中效果并不理想。结合日趋完善的物联网技术,提出了基于物联网监测的城市供水系统分区建模技术,并以实际供水企业的城区供水管网为研究对象,系统地阐述了供水管网"分区建模"的设计理念与实施方法,然后建立管网水力模型,不仅保证模型的精度,也提升了模型后期更新维护的效率。基于物联网监测的"分区建模"方法已应用于北方某水司管网日常调度和管理中,并取得了良好的效果,可为其他城市供水管网系统模型建立和管理提供技术借鉴。     

泵站加压式树状供水管网优化设计研究

针对传统供水管网优化设计时未考虑整个管网的首末水头约束问题,提出了以管网系统年折算费用最小为目标函数,以水泵扬程和具有标准管径的干、支管管道长度为决策变量的泵站加压式树状供水管网优化设计数学模型。在该模型中,假定水泵扬程已知,将管网优化问题转化成管网投资线性子模型问题,并采用大系统分解-动态聚合方法对该子模型进行求解。研究结果表明,该方法寻优能力强,且计算时间短,计算结果精度较高,为泵站加压式树状供水管网系统优化设计提供了一种可行而有效的新方法。     

灰色模型在供水管网漏损预测中的应用比较

以1991～1999年的城市供水管网漏损率值为原始数据,分别建立传统灰色模型、无偏灰色模型、等维灰色模型和改进等维灰色模型,并对预测结果进行对比,得出等维灰色模型具有较高的预测精度,适合用于供水管网漏损的预测。灰色模型的应用对有效控制管网漏损、节约水资源具有重要的指导意义。     

复杂供水管网简化计算的研究

提出了一种用于管网简化的新算法 ,其具有可适应各种管网拓扑结构 ,计算结果准确 ,可任意确定管网简化程度的特点。经比较管网简化前后的模型 ,简化精度能够满足管网计算的要求。该算法的实现 ,为供水系统实时优化调度奠定了基础。     

基于事件侦测的测压点优化布置研究

随着智慧水务的建设,如何利用测压点来对管网中的异常事件侦测变成了大家关注的问题.通过建立供水管网水力模型,利用灵敏度分析,计算出不同异常事件下的监测覆盖率;针对异常事件侦测需求,优化测点布置方案;并在某市的实际管网中验证了该方法的合理性和实用性.计算结果表明案例城市管网的当前监测方案,在0.5m的压力观测精度下对500m3/h的爆管监测覆盖率只有59.6％,需要增加23个压力监测点来可以实现大口径爆管监测的全覆盖.     

管径在给水管网故障率定量模型构建分析

根据南方某市供水管网属性数据和故障统计数据,对管网爆管和泄漏的影响因素进行权重分析,提出在生产实践中管径可作为管网故障的关键表征因素。在此基础上借助SPSS软件建立了基于管径单因素的管道故障率模型．该模型在管径400mm处分段构建,平均误差3．18％,拟合精度良好。该模型定量阐释管径因素在管网故障诊断中的作用。并提出可将故障率模型作为约束条件引入大型给水管网的优化设计过程。对管径在给水管网故障控制中的关键作用进行了有益的探索。     

遗传回归土石坝安全监测预报模型

针对以往监测模型预测精度难以保证的问题,提出了一种新的安全监测预报模型--遗传回归模型,在保证一定拟合精度的基础上运用该模型,提高了模型预测精度.     

Stormwater quality modelling in combined sewers: calibration and uncertainty analysis.

Estimating the level of uncertainty in urban stormwater quality models is vital for their utilization. This paper presents the results of application of a Monte Carlo Markov Chain method based on the Bayesian theory for the calibration and uncertainty analysis of a storm water quality model commonly used in available software. The tested model uses a hydrologic/hydrodynamic scheme to estimate the accumulation, the erosion and the transport of pollutants on surfaces and in sewers. It was calibrated for four different initial conditions of in-sewer deposits. Calibration results showed large variability in the model's responses in function of the initial conditions. They demonstrated that the model's predictive capacity is very low.     

流域水污染经济损失计量模型

作者首先在理论上提出一般水污染经济损失计量概念性框架，包括水污染经济损失经济学含义及其分项设置、损失计算的数学处理方法；其次，针对流域大尺度区域，基于水质-经济影响关系曲线的主要特征，构建双曲函数型水污染经济损失计量模型和参数确定方法；最后以经济发达且水污染十分严重的太湖流域为例，进行流域水污染经济损失计量模型的实践应用研究。     

通航小尺度船模试验研究

阐述了小尺度船模试验研究的几个主要问题,包括 船模的相似性、操纵性能、尺度效应及修正、技术特点以及试验资料分析等,并对各点进行 了分析。其中西南水运工程研究所研制的CM2-3B船模驾驶室监控系统(船模轨迹实时接受装 置)及该所进行的与三峡工程引航道水深相近的船模性能试验研究,在船模试验研究方面有 所创新,通过多年的实际运用,均能满足试验研究与工程实际的需要,其效果较好。     

Numerical Simulation of Wind-Induced Motion in Suspended Sediment Transport

In regions with broad water surfaces such as lakes, reservoirs and coastal areas, the wind stress on the flow motion generates a significant impact. The wind stress is an unsteady force which makes numerical simulation difficult. This paper presents a two-dimensional (2-D) mathematical model of the impact of wind-induced motion on suspended sediment transport at Beijing's 13-Ling Reservoir. The model uses the Diagonal Cartesian Method (DCM) with a wetting-drying dynamic boundary to trace variations in the water level. The calculation results have been tested against in situ measurements. The measurements confirm the model's accuracy and agreement with the actual situation at the reservoir. The calculations also indicate that wind stress holds the key to suspended sediment transport at Beijing's 13-Ling Reservoir, especially when westerly winds prevail.     

Ship hull optimization based on wave resistance using wavelet method

The ship hull surface optimization based on the wave resistance is an important issue in the ship engineering industry. The wavelet method may provide a convenient tool for the surface hull optimization. As a preliminary study, we use the wavelet method to optimize the hull surface based on the Michel wave resistance for a Wigley model in this paper. Firstly, we express the model's surface by the wavelet decomposition expressions and obtain a reconstructed surface and then validate its accuracy. Secondly, we rewrite the Michel wave resistance formula in the wavelet bases, resulting in a simple formula containing only the ship hull surface's wavelet coefficients. Thirdly, we take these wavelet coefficients as optimization variables, and analyze the main wave resistance distribution in terms of scales and locations, to reduce the number of optimization variables. Finally, we obtain the optimal hull surface of the Wigley model through genetic algorithms, reducing the wave resistance almost by a half. It is shown that the wavelet method may provide a new approach for the hull optimization.     

基于SHAW模型的河套灌区秋浇渠系优化配水模型研究

河套秋浇是为满足来年春播作物水盐需求而进行的保墒淋盐灌溉。针对传统基于作物需水预测成果进行渠系配水存在的预报依赖性强和中长期预报精度低问题,本文提出了一种不需要作物需水预测成果的渠系优化配水模型框架,该框架依据春播初期作物水盐要求,将SHAW模型嵌入优化配水模型,确定秋浇配水计划。河套灌区永济灌域2016年秋浇配水计划编制实例研究表明:与传统基于需水预测的配水方法相比,新方法得到的配水计划可以在不增加渠首引水量及渠道输水损失总量基础上显著提升淋盐效果,使春播初期0～40 cm土层水盐状态更加适宜于作物播种,春播初期土壤0～40 cm土层平均盐分超标由60%以上降低至5%以下,同时配水公平性也得到提升。     

Development and testing of soil water regime simulation models

Four soil water balance simulation models corresponding to specific soil-crop relations were developed for application to irrigation planning and management. The forms of the models were inferred from 18 months of weekly and bi-weekly soil water data and daily meteorological data. Soil water change is computed by budgeting of the water inputs and outputs, namely precipitation, evapotranspiration, drainage, and runoff. Actual evapotranspiration was found to be dependent on both potential evapotranspiration and soil water content. Empirical drainage functions were developed, but semi-empirical ones inferred from theoretical knowledge of soil hydraulic properties performed at least as well. Runoff functions were required to explain only exceptional conditions of very heavy rainfall. A quantitative assessment of each model's prediction accuracy was performed. The uncertainty that can be expected for any predicted value with a cumulative probability of 0.95 is in all cases within an interval of 1% of the soil water content in average conditions.     

基于变量筛选优化极限学习机的混凝土坝变形预测模型

传统的统计模型泛化能力较弱且容易引入高维变量,这将对基于神经网络预测模型的输出结果产生负面影响,同时增加了过拟合风险。因此,有必要建立一个具有适当维度的数据驱动模型,以实现对大坝变形的准确监控。选用极限学习机(ELM)作为基础预测模型,提出基于平均影响值MIV-ELM模型的变量筛选法,以消除初始变量集中的冗余信息,从而降低模型复杂度,提高预测精度。分析结果表明,与传统预测模型相比,HST-MIV-ELM不仅具有最高的预测精度和预测性能,同时也有较强的可拓展性,为大坝安全监控系统的构建提供了可靠的理论基础。