城乡供水管网水力水质模型研究

发布时间：2017-10-08 20:33

  本文关键词：城乡供水管网水力水质模型研究

  更多相关文章： 供水管网 水力 水质 模型 漏失控制

【摘要】：供水管网系统的智能化运行是一项复杂的系统工程。它以供水管网自动计量监测系统、管网水力学模型系统以及流量压力均衡调控为基础,拥有数据采集、数据处理分析、漏水监测、水表核查、管道探测、用户调查、压力调控、维修处理、系统维护等多种功能。想要实现供水系统的智能化科学管理,首先需要建立能够反映供水管网不同运行工况的水力、水质模型。因此,本课题主要的研究内容是：Y市供水管网水力、水质(余氯)模型的建立以及模型的校核研究,并在校核后的管网模型的基础上,对管网漏失控制进行研究。建立管网模型所需要的数据通常来自于监控采集系统(SCADA)和地理信息管理系统(GIS),并通过现场的实地勘测来建立供水管网的拓扑结构。但是,在对Y市进行管网建模基础数据资料的搜集过程中发现Y市SCADA系统和GIS系统并不完善,基础数据相对缺乏。因此,本文提出利用现有管道CAD图纸和GIS系统相结合的方法来解决管网拓扑结构资料不全的问题；提出对重要节点进行现场补测数据的方法来解决SCADA系统数据不全的问题。同时,本文还提出将大用户与剩余用户分离并对剩余用户进行分区域流量分配的方法来解决Y市水量资料杂乱没有系统划分的问题。在对管网模型基础资料梳理分析之后,首先将相关数据(包括管长、管径、粗糙系数等)导入建模软件EPANET2.0中建立管网水力模型,再通过手工进行校核减少人为误差,然后利用遗传算法求解目标函数进行自动校核,得出Y市供水管网的准确水力模型。管网水力模型校核中本文主要通过调整管道海曾-威廉系数使得模型中的管网节点压力的实测值与模拟值控制在规定的误差范围。在准确的水力模型的基础上,通过实验确定Y市供水管网余氯衰减系数,并利用EPANET2.0通过手工校核及遗传算法自动校核建立Y市的水质模型。最后在已建立的水力模型基础上,通过分析管材、年限和节点压力并结合DMA分区管理对Y市管网漏失成因进行分析,同时对Y市漏失控制提出相应措施。
【关键词】：供水管网 水力 水质 模型 漏失控制
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU991.33
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.1.1 研究背景9
• 1.1.2 研究目的和意义9-10
• 1.2 国内外研究情况10-13
• 1.2.1 供水管网水力水质模型10-11
• 1.2.2 供水管网水力水质模型的校核研究情况11-12
• 1.2.3 基于模型的管网漏损控制研究12-13
• 1.3 课题来源和主要研究内容13-15
• 1.3.1 课题来源13
• 1.3.2 主要研究内容13
• 1.3.3 技术路线13-15
• 第二章 供水管网建模与遗传算法基本理论15-27
• 2.1 供水管网水力建模基本理论15-17
• 2.1.1 供水管网模型水力计算方法15-16
• 2.1.2 EPANET2.0中使用的管网水力平差计算方法16-17
• 2.2 供水管网系统水质建模基本理论17-19
• 2.2.1 供水管网模型水质计算方法17-18
• 2.2.2 供水管网系统模拟余氯衰减基本原理18-19
• 2.3 供水管网系统模型校核理论研究19-23
• 2.3.1 影响供水管网水力模型精确性的因素19-20
• 2.3.2 影响供水管网水质模型精确性的因素20-21
• 2.3.3 供水管网水力模型校核流程21
• 2.3.4 供水管网水力模型精度研究21-22
• 2.3.5 供水管网水质模型校核流程22-23
• 2.4 遗传算法基本理论23-26
• 2.4.1 遗传算法的优点23-24
• 2.4.2 遗传算法的不足24
• 2.4.3 遗传算法操作24
• 2.4.4 遗传算法工具介绍24-25
• 2.4.5 达尔文校正参数设置介绍25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 供水管网水力模型建立及校核27-44
• 3.1 水力模型基础数据收集与整理27-34
• 3.1.1 水厂基础数据和运行数据的收集27-28
• 3.1.2 压力监测点资料收集和数据收集28-30
• 3.1.3 营业资料和数据收集30-34
• 3.2 供水管网水力模型的校核34-42
• 3.2.1 手工校核34-35
• 3.2.2 自动校核35-42
• 3.3 本章小结42-44
• 第四章 基于管网模型的漏损控制研究44-57
• 4.1 管网漏损原因概述44-46
• 4.1.1 供水管网内部原因44-45
• 4.1.2 供水管网外部因素45-46
• 4.2 漏损控制措施46
• 4.2.1 管网合理设计46
• 4.2.2 管网的优化调度46
• 4.3 供水管网控制46-47
• 4.3.1 管网检漏技术与设备46-47
• 4.3.2 供水管网捡漏法47
• 4.4 Y市管网漏失现状47-52
• 4.5 Y市漏失控制52-55
• 4.6 本章小结55-57
• 第五章 供水管网水质模型建立及校核57-67
• 5.1 水质模型原理57-58
• 5.2 余氯水质模型基础数据收集与整理58-60
• 5.3 余氯水质模型的建立60-63
• 5.3.1 管网余氯衰减系数确定63
• 5.4 供水管网余氯水质模型校核63-66
• 5.4.1 设定校核算子64
• 5.4.2 校核结果分析64-66
• 5.5 本章小结66-67
• 第六章 结论与建议67-68
• 6.1 结论67
• 6.2 问题与建议67-68
• 参考文献68-72
• 附录A Y市不同类型用户用水时变化图72-80
• 附录B Y市月用水3000吨以上大用户80-86
• 附录C 压力相关漏失模型定位模型部分求解程序86-91
• 致谢91-92
• 作者简介92

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本文编号：996129