在城市给水系统优化调度中若干关键问题的研究

摘要

随着国内城市化进程的加快,给水系统作为城市最重要的基础设施之一,规模日渐庞大,管网结构也随之复杂起来,给水系统优化调度与管理亟待提上议事日程.在给水系统优化调度与管理中,建模无疑是其核心内容.该论文主要包括以下几个方面的内容:一、给水系统宏观模型研究二、给水系统微观模型研究讨论了建立给水系统微观模型的方法.主要是对建立微观模型所需的状态和参数进行了研究,提出了管段管径、管段摩阻系数和阀门摩阻系数的模拟方法.三、给水系统优化调度方法研究优化调度模型中包括直接优化调度模型、多目标直接优化调度模型和二级优化调度模型.实际上,每种调度模型有其适用范围,在这一部分中,对各种模型的优缺点及模型的择优进行了研究.四、给水管网合理布置和测压点布置方法研究针对中国现状管网的不合理布置,提出了基于节点压力变化为基础(包括敷设年代较久的旧管网和新敷设管网)的分区方法.五、给水管网漏损量控制模型研究

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述

1.1选题背景

1.2国内外给水系统的研究现状

1.2.1国外给水系统的现代化管理

1.2.2国内给水系统的现代化管理

1.2.3国内外研究现状

1.3课题的提出

1.3.1我国现行给水系统所面临的主要问题

1.3.2在建模基础上的给水系统优化调度与管理能解决以下问题

1.3.3给水系统调度模式展望

1.4本论文研究的主要内容

1.4.1本论文研究主要内容

1.4.2本论文创新点

第二章给水管网系统建模

2.1给水管网系统模型分类

2.1.1给水系统宏观模型

2.1.2给水系统微观模型

2.1.3给水管网简化模型

2.2给水系统建模所需信息

2.2.1管段静态信息

2.2.2动态信息

2.3影响供水管网优化模型准确度的因素

第三章给水管网宏观模型

3.1给水管网宏观模型分类

3.1.1时段宏观模型

3.1.2不受“比例负荷”限制的宏观模型

3.1.3理论-经验模型

3.1.4讨论

3.2给水管网状态估计

3.3管网事故状态时的宏观模型

3.3.1管网事故状态宏观模型的提出

3.3.2管网事故状态宏观模型建立的可行性分析

3.3.3管网事故状态宏观模型的建立

第四章给水管网微观模型

4.1建立供水管网系统微观动态水力模型方法

4.1.1管网分析软件及现场测试仪器的选择原则

4.1.2管网模型拓扑结构的建立

4.1.3微观模型建模方法概述

4.2微观模型中参数的估计

4.2.1管段管径与管段比阻

4.2.2阀门阻力系数的模拟

4.2.3多个阀门阻力系数的计算

4.2.4管段总阻力的表示

4.2.5局部水头损失与沿程水头损失

4.3节点流量的预测

4.3.1节点的含义

4.3.2节点流量的计算

4.4阀门阻力系数变化对管网水压变化的灵敏度分析

4.4.1灵敏度分析模型及原理

4.5模型评价与校验

4.5.1模型评价

4.5.2管网模型的校验

4.5.3校验标准

4.5.4讨论

第五章管网测压点的优化布置

5.1管网测压点布置决策

5.2测压点的位置及数量

5.2.1测压点布置位置

5.2.2测压点数量的决策

5.3测压点位置的理论依据

5.3.1节点压力变化分析

5.3.2节点压力变化模糊聚类分析

第六章给水系统优化调度

6.1城市给水系统的优化调度的涵义

6.2给水管网系统优化调度

6.2.1给水管网系统优化调度基本目标

6.2.2优化调度的总目标

6.3优化调度典型的计算机控制和优化调度软硬件模式

6.3.1优化调度典型的计算机控制和优化调度硬件模式

6.3.2优化调度典型的计算机控制和优化调度软件模式

6.4给水系统优化调度模型

6.4.1总体模型(直接优化调度模型)

6.4.2供水系统二级优化调度数学模型

6.4.3多目标直接优化调度模型

6.5用水量预测模型

6.5.1城市用水量的变化特征

6.5.2时间序列分析法

6.5.3时间序列方法模型优选

6.5.4建立预测模型的一般过程

第七章给水管网优化调度与管理中的管网分区方法

7.1城市给水管网分区新概念

7.2给水管网分区方法与流程

7.2.1旧管网分区

7.2.2新建管网的分区

7.2.3给水管网分区作用

第八章给水管网漏损控制模型研究

8.1管网漏损控制模型

8.1.1建立管网漏损控制模型的假设与规定

8.1.2状态方程的推导

8.1.3管网漏损控制模型

8.1.4模型的解法

8.2讨论

第九章结论及建议

9.1结论

9.2建议

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文