基于压力驱动和节点能量冗余差的供水管网DMA分区研究

发布时间：2021-01-01 14:42

　　立足当前我国的基本国情,为早日实现全面建成小康社会的目标,“十三五”规划期间,水利部对我国自来水的普及率尤其是农村自来水普及率有了更高的目标,这一方面会促进我国供水面积以及管线长度快速上升;另一方面却忽视了供述管网系统的科学布局和整体规划。主要表现为管网铺设冗余、二次污染严重、管网漏耗严重等问题。在水力建模方面,传统的水力模型又未能考虑到节点可利用水量与节点压力的动态变化关系,基于该模型下的分析结果不能代表原管网真实的运行状态。鉴于以上存在的问题,本文对传统水力模型进行了校正,结合课题组已有研究成果并改进算法,提出了基于压力驱动（PDA,Pressure-driven analysis）模型和节点能量冗余差的供水管网独立计量分区（DMA,District Metered Area）研究,并通过对两个不同规模的管网案例的研究,结果表明该方法既兼顾了区域计量又能达到有效控制管网漏失的目的。首先,建立基于压力驱动（PDA）供水管网水力计算模型。管网的水力状态模拟是整个管网设计、维护、运行、改扩建和分区管理的基础,因此,水力模型能否真实反应管网实际的运行状态,将直接关系到模拟结果的真实性甚至是... 

【文章来源】：广东工业大学广东省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景及意义
        1.1.1 “水十条”的提出背景
        1.1.2 基于PDA模型的DMA分区的意义
    1.2 供水管网水力建模及DMA分区国内外研究现状
        1.2.1 供水管网水力建模
        1.2.2 供水管网水力模型研究现状
        1.2.3 国内外给水管网水力建模软件研究进展
        1.2.4 供水管网DMA分区国内外研究进展
    1.3 课题研究的目标与内容
        1.3.1 课题研究目标
        1.3.2 课题研究内容
    1.4 课题的研究方法与技术路线
        1.4.1 课题的研究方法
        1.4.2 技术路线
第二章 建立供水管网压力驱动（PDA）水力模型
    2.1 供水管网建模概述
    2.2 节点可利用流量与节点压力的关系
    2.3 压力决定的供水管网可利用流量的计算方法
    2.4 压力驱动（PDA）模型的建立
        2.4.1 传统的供水管网水力模型（DDA）方程
        2.4.2 压力驱动节点流量水力模型的建立
        2.4.3 压力驱动（PDA）模型的求解步骤
    2.5 算例分析
    2.6 本章小结
第三章 基于节点能量冗余差的供水管网DMA分区研究
    3.1 供水管网DMA分区
        3.1.1 节点能量冗余差
        3.1.2 聚类基本理论（谱图基本理论）
        3.1.3 基于节点能量冗余差的相似度矩阵
        3.1.4 相似度矩阵标准化
        3.1.5 自适应谱聚类算法对DMA分区边界模型求解
    3.2 供水管网DMA分区区域入口
        3.2.1 目标函数
        3.2.2 约束条件
        3.2.3 遍历法对进水管选择模型求解
    3.3 本章小结
第四章 基于PDA模型的供水管网DMA研究
    4.1 基于PDA模型的供水管网DMA分区求解流程
    4.2 算例分析
        4.2.1 算例管网介绍
        4.2.2 PDA和DDA模型模拟结果对比
        4.2.3 基于PDA模型的供水管网DMA分区结果与分析
    4.3 本章小结
第五章 基于PDA模型的供水管网DMA分区评价与实例分析
    5.1 基于PDA模型的供水管网DMA分区评价
        5.1.1 管网校核
        5.1.2 节点压力均衡性
        5.1.3 管网漏失量
    5.2 供水管网实例分析
        5.2.1 供水管网概况
        5.2.2 基于PDA模型的DMA分区模型的建立与求解
        5.2.3 分区结果分析与评价
    5.3 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于节点能量冗余差的给水管网DMA分区方法研究[J]. 李斌,蒋浩,聂锦旭,王琦,王志红,张国力.  给水排水. 2017(03)
[2]供水管网主动漏损控制方法与管理流程[J]. 陈迪超,奚卫红,江标初.  中国给水排水. 2015(18)
[3]大规模供水管网分级分区计量应用研究[J]. 许刚,朱子朋,刘文杰,吴强,吴卓祯,刘尚建,王建平.  给水排水. 2015(01)
[4]水务企业编制DMA规划工作的实践与探讨[J]. 张鹏飞,何芳,麦伟成,梁宇舜.  给水排水. 2014(01)
[5]大规模供水管网实时在线校验水力模型的构建与应用[J]. 许刚,王建平,袁永钦,林浩添,程伟平,俞亭超.  给水排水. 2013(06)
[6]大型给水管网设计方法探讨[J]. 李平,申石泉,李宝伟.  给水排水. 2012(01)
[7]中山市给水管网水力模型的应用与建议[J]. 陈忠,杨大森,荣展超,王强富.  给水排水. 2011(S1)
[8]北京市二环内供水管网DMA分区方法及安全性分析[J]. 凌文翠,张涛,强志民,刘彦辉,张孟涛,王耀文.  中国给水排水. 2010(10)
[9]吉林市城区供水管网分区计量简介[J]. 李克非,曹惠,孙大军.  给水排水. 2009(S2)
[10]供水管网水力模型的维护[J]. 何芳,李树平,陈宇辉,马力辉,吴迪.  给水排水. 2007(01)

博士论文
[1]分区管理模式给水管网的水力分析与模拟技术研究[D]. 刁克功.北京工业大学 2011

硕士论文
[1]中小城市供水管网EPANET水力模型的建立和应用研究[D]. 杨开峰.华中科技大学 2016
[2]天津市给水管网水力模型的建立与应用[D]. 曹颖.天津大学 2009
[3]基于GAAA算法的给水管网优化设计研究[D]. 蔡钦.浙江大学 2006



本文编号：2951474