丘陵山区重力式村镇供水管网优化及安全调控研究

摘要

本论文是结合某丘陵山区重力式村镇供水管网规划的实际工程而完成的。众所周知，丘陵山区村镇供水管网与一般城市供水管网有很大的区别：第一，丘陵山区重力式供水管网与其水源地面标高相差悬殊，低区管段压力大，爆管问题严重；第二，受山地村镇布局的影响，山地管网延伸远，成环困难，可靠性低；第三，村镇用水量小且不均匀，时变化系数大，增加管网投资。因此，从丘陵山区重力式村镇供水的特点出发，设计出合理、经济、高效运行的管网，降低给水管网的建造和运行费用，成为提高村镇供水企业效益的重要环节。
　　 本文针对丘陵山区重力式村镇供水管网的特点，从多个角度进行了探索和研究。首先对供水管网设计的基础、给水管网的布置及其简化、管网系统的水力分析等进行了深入的研究，研制出适于丘陵山区重力式村镇供水的减压储水调节装置，并对装置的结构、运行方式、容积以及安装位置等进行了系统的研究；其次介绍了给水管网优化设计的现状和背景，论述了给水管网优化设计理论和给水管网的数学模型，提出了以管网总费用年折算值最小为目标，并加入管网供水可靠度为约束，以规划求解的方法优化管网模型。
　　 运用优化模型对四亩地水库集中供水工程管网进行了优化，对比设置减压储水调节装置前后管网的优化结果，确定减压储水调节装置和优化模型的经济效益，具有较强的实用性和经济性，对丘陵山区重力式村镇供水系统优化设计具有一定的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 丘陵山区村镇供水现状

1.1.1 丘陵山区村镇供水现状

1.1.2 匠陵山区村镇供水特点

1.2 村镇管网优化及安全调控研究现状

1.2.1 村镇管网优化研究现状

1.2.2 安全调控研究现状

1.3 课题研究的来源、目的、内容及方法

1.3.1 课题研究的来源

1.3.2 研究的目的及意义

1.3.3 研究内容

1.3.4 研究方法

1.3.5 技术路线

2 减压储水调节装置研究

2.1 减压储水调节装置结构设计

2.1.1 减压储水调节装置结构

2.1.2 减压储水调节装置运行

2.2 减压储水调节装置安装数量及位置确定

2.3 减压储水调节装置容积确定

本章小结

3 丘陵山区重力式村镇供水管网

3.1 设计内容

3.1.1 水源的选择

3.1.2 给水管网布置与定线

3.1.3 供水量的计算

3.1.4 供水水压

3.2 管网水力计算

3.2.1 水头损失计算

3.2.2 流量分配

本章小结

4 管网优化模型研究

4.1 给水管网造价公式参数估值

4.2 管网优化数学模型

4.2.1 目标函数

4.2.2 约束条件

本章小结

5 举例论证

5.1 供水系统背景介绍

5.1.1 四亩地供水工程

5.1.2 供水系统

5.2 设计用水量计算

5.2.1 居民生活用水量计算

5.2.2 工业用水量

5.3 调节装置确定

5.3.1 给水管道造价公式参数估算

5.3.2 未设置调节装置的管网计算

5.3.3 减压储水调节装置位置、容积及数量确定

5.3.3 减压储水调节装置位置、容积及数量确定

5.4 设置减压储水调节装置管网的优化

5.4.1 给水管道造价公式参数估算

5.4.2 优化计算

5.4.3 效益分析

本章小结

6 结论与建议

6.1 主要结论

6.2 尚需继续研究的问题

参考文献

附 录

致谢

攻读学位期间发表论文情况