基于实时用水模式的城市供水管网水质模型研究

发布时间：2021-01-07 07:39

　　供水管网的水质模拟主要是为了控制和管理供水系统中的水质变化状况。随着当今社会的发展,智能远传水表系统、监控与数据采集系统（SCADA）开始广泛使用,从而使得运用供水系统水力和水质模型探讨用水的波动性以及水质在供水系统中的变化规律成为一种可能。首先,本文借助实时用水时间序列实测数据和管网运行数据,建立了更接近实际管网的全管网全节点（APAD）模型,并对该模型的性能进行比较评估。相对于传统的简化时均用水（HDVC）模型,全管网全节点模型能够更好的模拟供水管网系统流量的波动情况,全管网全节点模型中用水的波动性和不连续性在管网的末端管段表现突出,进而影响了末端管段的流态和水龄分布。同时,在水体流向变化频率较高的管段中,两模型对流态与水龄的模拟结果表现出更加明显的不同。然后,本文利用美国环保署的循环管实验装置研究了水动力条件影响下的管网水质模型,分析比较了管材、管段流态以及有机物类型对余氯和消毒副产物（DBP）反应系数的影响。实验结果表明,DI管中余氯反应速率高于PVC管,前者在管壁处的反应系数较大。管壁余氯反应系数kkw、DBP形成的余氯反应系数kD和其他形式的余氯反应系数kb’随水体雷诺数（... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：140 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１消毒过程中徼生物与消毒副产物平衡示意图１１８１??

在供水管网中，余氯或其他消毒剂非选择性的在管网发生生物、化学反应，??其中有些反应过程会产生“三致”物质。余氯在管网中的反应通常分为主体水反应??（Ｂｕｌｋ?ｄｅｍａｎｄ）和管壁壁面处的反应（Ｗａｌｌ?ｄｅｍａｎｄ），如图１．４所不｜３５１。研究发现，??管网中不同种类的有机物与余氯反应会有不同的反应活性和ＤＢＰ生成速率，同??时反应速率也与管道流态有着复杂的联系。例如，余氯从主体水到管壁的传质过??１１??

Ｉ?Ｂｕｌｋ?Ｆｌｕｉｄ??〇?厂、Ｋｂ??、ＨＯＣＩ?）?？ｙ?ＮＯＭ??？?＇?ＤＢＰ??、Ｆ？＋２?＼?ｕ?＼?Ｆｏ＋３?）?Ｂｏｕｎｄａｒｙ?Ｌａｙｅｒ??ａ：：：｝?１??图１．４管段反应示意图Ｍ??其中，流动管段中余氯的反应和消毒副产物的生成过程本质上类似于管式平??推流反应器，反应器的传质过程、化学反应过程均与其中的水流特性密切相关??［９６］［９８］。这种作用关系已经在化学工程界的许多研究中提到过，例如，Ｆｏｍｅｙ和??Ｎａｆｉａ等人通过实验分析和模型模拟表明管式反应器通过微观混合和微观通道影??响物质的迁移以及产物的生成势ｌ９９］ｎ（）１］。类似地，物质在供水管网中的反应变化??也同样受流态控制，自本世纪９０年代起已有许多相关的研究［１Ｇ２］［ＩＧ３］［＜＾。Ｃｌａｒｋ在??１９９８年建立了传质过程与壁面反应之间的函数关系［４｜１，Ｓｔｏｉａｎｏｖ和Ａｉｓｐｏｕ在??２０１３年修正了瞬变流下的管网余氯反应系数［｜（）４１。模型沿用至今，对于反应参数??的选定往往需要进行多次校核

【参考文献】：
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本文编号：2962178