基于可靠性的给水管网传感器多目标选址

针对蓄意污染事件下给水管网传感器优化选址问题,提出了以污染事件监测比例最大化、污染事件监测时间期望值最小化和选址方案可靠性最大化为设计目标的多目标优化选址模型. 结合一管网算例,利用EPANET2模拟污染入侵后管网结点的污染物浓度时间序列,通过蒙特卡洛方法获取污染事件监测时间矩阵;应用基于整数编码的非支配排序遗传算法-II (NSGA-II)求解该模型,给出了设计目标间的Pareto前沿面并对参数敏感性做了分析. 结果表明,传感器预算数目与可靠性时间标准对传感器选址结果有着显著影响. 提出的模型可用于对给水管网传感器选址问题的多个竞争目标进行权衡分析．     

城市道路横截沟泄流效率试验研究

横截沟常设置于停车场入口、城市下穿隧道、机场停机坪等无适宜横坡或纵坡坡度过大的场所对道路径流进行截流,其泄流效率决定了降雨期间地下管网系统的泄流量,提高横截沟泄流效率对预防城市内涝的发生具有重要意义。利用长12 m、宽3 m、高0.5 m的试验平台,研究了在不同的入流径流量和纵坡坡度组合下8种横截沟雨水篦子对径流的截流情况,重点分析了上游水流水力参数及横截沟雨水篦子几何参数对泄流效率的影响。试验结果表明:不同篦子泄流效率与径流弗劳德数间的关系不一致;增大篦子开孔长度对提高泄流效率比增大开孔面积更有效;在篦子面积、开孔率、开孔面积相同时,开孔交错分布的圆形开孔篦子比开孔对称分布的矩形开孔篦子更有利于泄流。在曼宁公式及孔口出流公式的基础上提出了计算试验篦子泄流效率的经验公式,预测值与试验值之间的相对误差小于15%。     

给水管网脆弱性评价

利用EPANET 2模拟管网节点的污染物浓度变化,得到模拟结束时整个管网暴露在污染风险中的服务人口百分数,并根据百分数的大小将管网节点的脆弱性评价为红色、橙色、绿色三级,红色对应的暴露服务人口百分数最大,橙色其次,绿色最小;同时结合一管网算例给出了详细的脆弱性评价过程和计算结果。该评价方法可以帮助决策者有针对性地制定应急措施,最大限度地降低用户饮用被污染水的风险。