给水管网系统水力模型参数优化识别的实验研究

摘要

水力模型是给水管网系统运行调度和改扩建的科学依据。根据管网系统实测数据，反演给水管网系统水力模型参数，是保证水力计算准确性的关键。本文拟采用实验、数值模拟和理论分析相结合的方法，开展给水管网系统水力模型参数优化识别的实验研究，取得的主要研究成果如下： (1)建立了给水管网系统实验平台，该实验平台可进行单水源、多水源、重力供水、泵站供水，树状管网和环状管网多种组合形式的给水管网系统实验，可为各种给水管网系统水力模型参数识别方法提供实验场地和实验数据。 (2)以管网节点压力和高位水池给水流量的实测值和计算值的均方差最小作为目标函数，分别构建重力树状管网和环状管网水力计算参数识别的多目标优化模型，基于遗传算法，提出了求解该模型方法，根据实验数据，可获取管网系统中各管段的摩阻系数。 (3)以管网节点压力和泵站流量的实测值和计算值的均方差最小作为目标函数，分别构建泵站加压树状管网和环状管网水力计算参数识别的多目标优化模型，并基于遗传算法，提出了求解该模型方法，根据实验数据，可获取管网系统中各管段的摩阻系数和泵站流量一扬程特性曲线中的有关参数。 (4)结合工程案例，以陕北府谷县树状给水管网的监测数据为基础，进行给水管网的参数识别计算，模型计算误差在lO%以内，满足工程计算的要求，表明本文提出的给水管网水力计算参数识别模型是可行的。

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1绪论

1.1研究背景与意义

1.2 国内外研究进展

1.3 研究内容、方法与技术路线

2 给水管网系统实验平台

图2-2 场地纵剖面图

图2-9 树状给水管网流量分配

3.1.1 实验管网设计

3.1.2 参数识别模型

（1） 目标函数

（2） 约束条件

3.1.3 遗传算法优化过程

3.1.4 模型计算结果分析

3.2.1 实验管网设计

3.2.2 参数识别模型

（1） 目标函数

（2） 约束条件

3.2.3 遗传算法优化过程

3.2.4 模型计算结果分析

4.1.1 实验管网设计

4.1.2 参数识别模型

（1） 目标函数

（2） 约束条件

4.1.3 遗传算法优化过程

4.2.1 实验管网设计

4.2.2 参数识别模型

（1） 目标函数

（2） 约束条件

4.2.3 遗传算法优化过程

附录

硕士研究生期间发表论文和参与科研项目