供水管网稳态与瞬态水力模拟研究
发布时间：2021-01-16 23:56
城市供水管网系统是城市的“生命线”工程。为保证供水管网运行、管理以及安全等方面正常有序,供水管网水力模型成为必要的技术手段。另外供水管网破坏性水锤时有发生,这不仅仅导致爆管、损坏设施从而造成水资源浪费,而且严重时还给人们的生命财产安全带来巨大威胁。因此,在水力模型的基础上有必要对管网系统的瞬变状态（水锤）进行研究。随着智慧水务的推进和对供水漏损的研究,供水管网的模型也起着举足轻重的作用。针对目前管网水力模型与GIS系统、SCADA系统集成不充分以及对供水管网水锤模拟研究甚少等问题,提出借助GIS系统和SCADA系统完成水力模型的搭建和需水量的自动分配,然后在稳态模型基础上,对供水管网中经常发生且危害较大的停泵水锤和关阀水锤进行数值模拟研究,并对相应的防护措施做了分析研究。研究的主要工作与成果如下:（1）课题选取了山地城市重庆某片区管网,由于特殊地形导致该管网系统起伏不定,高差大,二次加压普遍,增加了管网建模工作的难度。基于水力模型和GIS、SCADA系统的高度集成,建立了该供水管网的恒态水力模型和延时水力模型,大大提高了建模的速率和准确率。（2）经过粗调和精调工作完成管网水力模型校核。...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究技术路线
16图 2.1 水力模型建立的基本步骤Fig.2.1 The basic steps for establishing a hydraulic model2.2.2 管网基本信息在建立模型之前的第一步就是搜集关于管网基本信息的数据。获取构建供水模型所需要的数据可以从许多潜在的数据源中得到，常见的数据源可以来自于系统图，地形图，竣工图以及电子地图和记录。随着信息化的发展，管网系统的某些电子表示形式越来越来普遍和便利。比如一些非图形的数据库，或者仅仅是图形的计算机辅助设计图（CAD），又或者是综合了图形和数据的地理信息系统（GIS）。① 地理信息系统（GIS）本文中管网的基本信息获取自地理信息系统（GIS）。GIS 是一个强大的计算机硬件和用于汇编、存储、管理、操作、分析、制图空间参照信息软件的综合体[97]。它能够通过其空间关系将各个数据库集成在一起，不仅含有对象的图形还包含对
图 2.2 课题研究片区管网 GIS 数据Fig.2.2 Project research district pipeline network GIS data2.2.3 建立管网拓扑结构从上面软件功能我们知道，建模软件 WaterGEMS 可以与 GIS 进行数据连接。我们知道大多数地理数据主要有三种表达方法，即栅格、矢量和不规则三角形网格（TIN）[97]。而水力模型的大多数数据是矢量文件。比如，节点可以视为几何点，管段可以视为集合线段，节点服务区域可以视为多边形。尽管大多数模型数据是由矢量特征组成的，但在一些任务上也可以使用栅格数据和 TIN 数据，比如在提取高程或者使用航拍图作为该模型的背景时。针对于管网的拓扑结构建立，显然基本上为数据。而这种数据主要是以一种 shapefile 文件进行存储的，图 2.2 正是该文件在 ArcMap 中打开的样子。换言之，建立管网拓扑结构就是将存储着管网信息的 shapefile 文件导入建模软件 WaterGEMS 中。但是，将 GIS 数据直接导入建模软件中建立管网拓扑结构还存在如下几个方面的问题。第一，GIS 本身提供的数据也不一定完全正确。比如可能存在着某些孤
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈水力模型在智慧水务中的应用[J]. 任印强,游志锋. 河北水利. 2017(05)
[2]智慧水务实现路径[J]. 刘小梅,朱俊,童颖,郭东丽. 中国建设信息化. 2017(03)
[3]An Overview of Smart City in China[J]. Minjie Guo,Yiheng Liu,Haibin Yu,Binyu Hu,Ziqin Sang. 中国通信. 2016(05)
[4]复杂地段管道试压扫水时弥合水击数值模拟[J]. 罗金恒,杨锋平,郭苓,魏进家. 工程热物理学报. 2016(02)
[5]智慧水务建设需求探析[J]. 杨明祥,蒋云钟,田雨,王浩. 清华大学学报(自然科学版). 2014(01)
[6]在GIS平台上建立供水管网水力模型的方法探讨[J]. 胡炯. 科技创业家. 2012(20)
[7]空气阀在多起伏输水管线中的应用[J]. 陆天友. 中国给水排水. 2012(09)
[8]基于EPANET与ArcEngine的供水管网建模软件[J]. 于志强,赵新华,程曙初. 计算机工程与应用. 2009(06)
[9]城市配水管网改造工程配水分析及其应用[J]. 高金良,常魁,方海恩,汤维佳,代进,田芳芳. 中国给水排水. 2008(02)
[10]给水管网GIS和水力模型无缝连接的方法研究[J]. 陈凌. 工业用水与废水. 2006(05)
博士论文
[1]给水管网动态模型维护与校验方法研究[D]. 陈宇辉.同济大学 2006
[2]给水管网水力模型校正研究[D]. 许刚.浙江大学 2005
硕士论文
[1]苏丹长距离输水管线工程水锤防护与数值模拟应用研究[D]. 句伟.哈尔滨工业大学 2015
[2]停泵水锤数值模拟及其可视化技术的研究[D]. 许志刚.湖南大学 2009
[3]长距离高扬程多起伏输水管道采用箱式双向调压塔等措施的水锤防护研究[D]. 徐艳艳.长安大学 2008
[4]箱式调压塔在长距离重力流输水管道系统中的水锤防护研究[D]. 李树军.长安大学 2008
本文编号：2981782
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究技术路线
16图 2.1 水力模型建立的基本步骤Fig.2.1 The basic steps for establishing a hydraulic model2.2.2 管网基本信息在建立模型之前的第一步就是搜集关于管网基本信息的数据。获取构建供水模型所需要的数据可以从许多潜在的数据源中得到，常见的数据源可以来自于系统图，地形图，竣工图以及电子地图和记录。随着信息化的发展，管网系统的某些电子表示形式越来越来普遍和便利。比如一些非图形的数据库，或者仅仅是图形的计算机辅助设计图（CAD），又或者是综合了图形和数据的地理信息系统（GIS）。① 地理信息系统（GIS）本文中管网的基本信息获取自地理信息系统（GIS）。GIS 是一个强大的计算机硬件和用于汇编、存储、管理、操作、分析、制图空间参照信息软件的综合体[97]。它能够通过其空间关系将各个数据库集成在一起，不仅含有对象的图形还包含对
图 2.2 课题研究片区管网 GIS 数据Fig.2.2 Project research district pipeline network GIS data2.2.3 建立管网拓扑结构从上面软件功能我们知道，建模软件 WaterGEMS 可以与 GIS 进行数据连接。我们知道大多数地理数据主要有三种表达方法，即栅格、矢量和不规则三角形网格（TIN）[97]。而水力模型的大多数数据是矢量文件。比如，节点可以视为几何点，管段可以视为集合线段，节点服务区域可以视为多边形。尽管大多数模型数据是由矢量特征组成的，但在一些任务上也可以使用栅格数据和 TIN 数据，比如在提取高程或者使用航拍图作为该模型的背景时。针对于管网的拓扑结构建立，显然基本上为数据。而这种数据主要是以一种 shapefile 文件进行存储的，图 2.2 正是该文件在 ArcMap 中打开的样子。换言之，建立管网拓扑结构就是将存储着管网信息的 shapefile 文件导入建模软件 WaterGEMS 中。但是，将 GIS 数据直接导入建模软件中建立管网拓扑结构还存在如下几个方面的问题。第一，GIS 本身提供的数据也不一定完全正确。比如可能存在着某些孤
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈水力模型在智慧水务中的应用[J]. 任印强,游志锋. 河北水利. 2017(05)
[2]智慧水务实现路径[J]. 刘小梅,朱俊,童颖,郭东丽. 中国建设信息化. 2017(03)
[3]An Overview of Smart City in China[J]. Minjie Guo,Yiheng Liu,Haibin Yu,Binyu Hu,Ziqin Sang. 中国通信. 2016(05)
[4]复杂地段管道试压扫水时弥合水击数值模拟[J]. 罗金恒,杨锋平,郭苓,魏进家. 工程热物理学报. 2016(02)
[5]智慧水务建设需求探析[J]. 杨明祥,蒋云钟,田雨,王浩. 清华大学学报(自然科学版). 2014(01)
[6]在GIS平台上建立供水管网水力模型的方法探讨[J]. 胡炯. 科技创业家. 2012(20)
[7]空气阀在多起伏输水管线中的应用[J]. 陆天友. 中国给水排水. 2012(09)
[8]基于EPANET与ArcEngine的供水管网建模软件[J]. 于志强,赵新华,程曙初. 计算机工程与应用. 2009(06)
[9]城市配水管网改造工程配水分析及其应用[J]. 高金良,常魁,方海恩,汤维佳,代进,田芳芳. 中国给水排水. 2008(02)
[10]给水管网GIS和水力模型无缝连接的方法研究[J]. 陈凌. 工业用水与废水. 2006(05)
博士论文
[1]给水管网动态模型维护与校验方法研究[D]. 陈宇辉.同济大学 2006
[2]给水管网水力模型校正研究[D]. 许刚.浙江大学 2005
硕士论文
[1]苏丹长距离输水管线工程水锤防护与数值模拟应用研究[D]. 句伟.哈尔滨工业大学 2015
[2]停泵水锤数值模拟及其可视化技术的研究[D]. 许志刚.湖南大学 2009
[3]长距离高扬程多起伏输水管道采用箱式双向调压塔等措施的水锤防护研究[D]. 徐艳艳.长安大学 2008
[4]箱式调压塔在长距离重力流输水管道系统中的水锤防护研究[D]. 李树军.长安大学 2008
本文编号：2981782
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