給水管網(wǎng)系統(tǒng)建模及其可靠性分析(編輯修改稿)
2025-07-23 10:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 網(wǎng)運行工況仿真計算，求得各管段的流量、流速、水頭損失、各節(jié)點壓力以及各水源的供水量、供水壓等；④將所得結果與監(jiān)測數(shù)據(jù)相比較，求得誤差。如果誤差不符合規(guī)定的要求，則修改模型，轉至步驟②。如此反復進行，直到滿足要求為止。按上述步驟建立的管網(wǎng)模型不可能完全符合實際情況，必須進行修正使其逐漸接近實際，這個過程就叫管網(wǎng)模型校驗。管網(wǎng)模型校驗實質上是管網(wǎng)狀態(tài)估計和參數(shù)估計的問題。對大型給水管網(wǎng)進行狀態(tài)估計和參數(shù)估計是解決給水管網(wǎng)動態(tài)工況分析、優(yōu)化改擴建、優(yōu)化運行的必要條件。常用的方法有靈敏度分析法、解析方法、解非線性方程組法和最優(yōu)化方法等。修改過程可從差異比較大、比較明顯的地方開始，可能需要反復修改多次才能達到滿意的程度。對管網(wǎng)模型的修改主要是根據(jù)實測情況進行調整。即調整管段粗糙系數(shù)或阻力系數(shù)、調整節(jié)點流量、調整水泵特性曲線、調整控制閥門開啟度、補充遺漏的管段、修改管段間連接關系、剔除奇異值、修改其他錯誤的輸入等。管網(wǎng)模型只有在自來水公司了解其性能并應用于生產(chǎn)運行時，才算是一種有用的工具。所以進行模型的校核是很有必要的。應當強調的是，建模不僅為目前需要，將來還要有人使用。因此在管網(wǎng)模型建成以后應寫出文件，附有程序輸入數(shù)據(jù)表、原始數(shù)據(jù)、所測得的水泵特性曲線校正、測壓點水準等。不能以為一旦建立了管網(wǎng)模型就一勞永逸，可以永遠無須修正而長期使用。事實上，隨著改造和鋪設新管線等因素，管網(wǎng)模型須加強維護和定期更新，以適應不斷變化的情況，保持模型的精確度。3）給水管網(wǎng)模型的實際應用。給水管網(wǎng)工況模擬仿真計算包括現(xiàn)狀資料的收集、管網(wǎng)水力計算和管網(wǎng)工況分析三部分，給水管網(wǎng)現(xiàn)狀工況分析可提供管網(wǎng)運行的情況，揭示供水出現(xiàn)事故的隱患，為加強供水安全性和提高效率創(chuàng)造有利條件。給水管網(wǎng)模型的應用可以幫助解決如下問題。①掌握和分析管網(wǎng)運行工況。模擬仿真計算可以求得每個節(jié)點的壓力、每條管段的流量流速、水頭損失等。作為給水系統(tǒng)運行管理人員的得力助手，不僅幫助詳細了解管網(wǎng)各部分的運行工況，而且可以從中發(fā)現(xiàn)許多平時不易發(fā)現(xiàn)的問題，如“卡脖子”管段，供水壓力過低的區(qū)域及其產(chǎn)生原因等等。②給水管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化運行調度。對各種可能的運行調度方案進行模擬仿真計算，可以比較、評價各種方案的技術經(jīng)濟性能，從而尋求最優(yōu)運行調度方案，以達到最高的社會效益和經(jīng)濟效益。③給水管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化改建擴建。對各種可能的優(yōu)化改建擴建方案進行模擬仿真計算，可以比較、評估各種方案的技術經(jīng)濟性能，從而尋求最優(yōu)改建擴建調度方案，以達到最高的社會效益和經(jīng)濟效益。④給水管網(wǎng)系統(tǒng)緊急事故處理。安全供水，優(yōu)質服務是供水企業(yè)服務于社會的宗旨。供水管道的頻繁爆裂，不僅影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活，造成水資源的浪費，而且威脅著供水管網(wǎng)的安全運行，增加供水企業(yè)運行成本，損害供水企業(yè)對外服務形象，牽制了政府有關領導等方方面面的精力。而當管網(wǎng)發(fā)生爆管事故時，給水管網(wǎng)模型的應用可以自動給出最優(yōu)閥門關閉方案，將事故點隔離，停止漏水以便搶修；可以迅速繪制出事故地點的管網(wǎng)圖以及須關閉的閥門位置圖；立即給出應停水的管段和用戶清單；在部分管段停水的條件下可以進行管網(wǎng)工況模擬仿真計算，評估系統(tǒng)的供水能力。對于緊急事故的未發(fā)生前預警、發(fā)生后事故處理都給出了科學精準的分析，為管理人員的決策提供了很大的便利。⑤給水管網(wǎng)系統(tǒng)水質分析與控制。在管網(wǎng)工況模擬仿真計算的基礎上，可以進一步計算水在管網(wǎng)中的停留時間，進而分析化學藥品的濃度擴散、余氯衰減和分布等情況。我國是發(fā)展中國家，大多數(shù)城市給水管網(wǎng)是在新中國成立后鋪設的。伴隨著共和國的成長，給水管網(wǎng)的成型經(jīng)歷了很長的一段時期。受當時條件的制約，導致現(xiàn)在的爆管和漏水事故頻頻發(fā)生。為此在做到“新賬不欠”即確保新鋪設的給水管道質量的同時，應有計劃、分階段的“還清舊賬”。這里的舊賬，不只是對硬件管網(wǎng)的改造擴建，還應注意軟件管網(wǎng)系統(tǒng)建模的跟進，或在原有模型基礎上的優(yōu)化。管網(wǎng)的優(yōu)化設計，注意四個方面：水壓、水
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