給水管網(wǎng)系統(tǒng)建模及其可靠性分析-在線瀏覽
2024-08-06 10:20本頁面
【正文】 好發(fā)展的制約因素。今后的發(fā)展方向通過建立管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)、管網(wǎng)壓力、流量及水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行管網(wǎng)水力及水質(zhì)動態(tài)模擬和管網(wǎng)運(yùn)行科學(xué)調(diào)度，保持管網(wǎng)系統(tǒng)水量和水壓的優(yōu)化分布，節(jié)約供水能耗和供水成本，降低管網(wǎng)中爆管事故的發(fā)生概率，提高供水安全性和企業(yè)服務(wù)水平，促進(jìn)供水行業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)步和供水行業(yè)國產(chǎn)化應(yīng)用軟件的發(fā)展，是我國城市供水行業(yè)在今后1015年內(nèi)的科技創(chuàng)新發(fā)展方向。三、分析與總結(jié)自編講義中主要內(nèi)容是給水管網(wǎng)模擬模型水力分析、壓力分析和水質(zhì)分析，以及燃?xì)夤芫W(wǎng)模擬模型的水力分析和壓力分析，借助圖論等數(shù)學(xué)工具，跨學(xué)科進(jìn)行交叉，尤其是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對模型和解法進(jìn)行編程，以在實(shí)際工程中取得很好的效果。根據(jù)該內(nèi)容查閱了給水管網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)、管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)、管網(wǎng)水力建模技術(shù)和應(yīng)用、管網(wǎng)檢漏和漏水控制、管網(wǎng)二次供水管理和爆管事故控制五篇文獻(xiàn)。I. 給水管網(wǎng)系統(tǒng)建模給水輸配系統(tǒng)是給水工程設(shè)施的重要組成部分，是由不同材料的管道和附屬設(shè)施構(gòu)成的輸配水網(wǎng)絡(luò)。給水管網(wǎng)系統(tǒng)建模，是為模擬管網(wǎng)系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型的過程。建立模型可以解決以往難以解決的問題，顯著提高管理水平和經(jīng)濟(jì)效益，便于后續(xù)方案優(yōu)化和管道的更新改造。1）給水管網(wǎng)的類型。理論上，給水管網(wǎng)基本方程組全面反映了管網(wǎng)的工作情況，是完善的，但實(shí)際上，由于給水管網(wǎng)基本方程組是一個高階非線性方程組，大型管網(wǎng)甚至達(dá)到數(shù)千階，加上靜態(tài)信息中有許多難以確定的模糊因素，動態(tài)信息的不確定性，使得實(shí)際運(yùn)用中遇到許多問題。其中管網(wǎng)宏觀模型是在管網(wǎng)流量服從“比例負(fù)荷”的前提下，應(yīng)用“黑箱理論”的基本思想，直接建立給水系統(tǒng)的“輸入量”和“輸出量”間的相互關(guān)系。管網(wǎng)簡化模型只選取直徑比較大的輸水管段建立管網(wǎng)簡化模型，直徑比較小的配水管段就予以忽略。管網(wǎng)微觀模型是按管網(wǎng)實(shí)際情況，包括管網(wǎng)所有元素不做任何簡化所建立的模型，是相對宏觀模型而言的。而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和計(jì)算方法的進(jìn)一步改進(jìn)完善，采用微觀模型來計(jì)算也可滿足在線模擬計(jì)算的要求。實(shí)際上建模過程的主要工作就是建立準(zhǔn)確可靠的管網(wǎng)靜態(tài)和動態(tài)信息，這項(xiàng)工作至關(guān)重要，必須經(jīng)過反復(fù)核對、修改以保證其準(zhǔn)確性和可靠性。2）給水管網(wǎng)建模與校驗(yàn)。建立給水管網(wǎng)模型的主要過程為：①輸入給水管網(wǎng)靜態(tài)、動態(tài)信息；②應(yīng)用專用模塊建立管網(wǎng)基本方程組；③求解管網(wǎng)基本方程組，進(jìn)行管網(wǎng)運(yùn)行工況仿真計(jì)算，求得各管段的流量、流速、水頭損失、各節(jié)點(diǎn)壓力以及各水源的供水量、供水壓等；④將所得結(jié)果與監(jiān)測數(shù)據(jù)相比較，求得誤差。如此反復(fù)進(jìn)行，直到滿足要求為止。管網(wǎng)模型校驗(yàn)實(shí)質(zhì)上是管網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)和參數(shù)估計(jì)的問題。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。對管網(wǎng)模型的修改主要是根據(jù)實(shí)測情況進(jìn)行調(diào)整。管網(wǎng)模型只有在自來水公司了解其性能并應(yīng)用于生產(chǎn)運(yùn)行時，才算是一種有用的工具。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，建模不僅為目前需要，將來還要有人使用。不能以為一旦建立了管網(wǎng)模型就一勞永逸，可以永遠(yuǎn)無須修正而長期使用。3）給水管網(wǎng)模型的實(shí)際應(yīng)用。給水管網(wǎng)模型的應(yīng)用可以幫助解決如下問題。模擬仿真計(jì)算可以求得每個節(jié)點(diǎn)的壓力、每條管段的流量流速、水頭損失等。②給水管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行調(diào)度。③給水管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化改建擴(kuò)建。④給水管網(wǎng)系統(tǒng)緊急事故處理。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(fèi)，而且威脅著供水管網(wǎng)的安全運(yùn)行，增加供水企業(yè)運(yùn)行成本，損害供水企業(yè)對外服務(wù)形象，牽制了政府有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)等方方面面的精力。對于緊急事故的未發(fā)生前預(yù)警、發(fā)生后事故處理都給出了科學(xué)精準(zhǔn)的分析，為管理人員的決策提供了很大的便利。在管網(wǎng)工況模擬仿真計(jì)算的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步計(jì)算水在管網(wǎng)中的停留時間，進(jìn)而分析化學(xué)藥品的濃度擴(kuò)散、余氯衰減和分布等情況。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。為此在做到“新賬不欠”即確保新鋪設(shè)的給水管道質(zhì)量的同時，應(yīng)有計(jì)劃、分
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