给水管网动态微观水力模型的研究

摘要

给水管网是给水系统中的重要组成部分，掌握给水管网系统的动态运行工况，是管理者从事给水系统管理的必然要求。建立管网动态微观水力模型是实现市政给水管网的优化控制与科学管理的重要手段。本文以华北某开发区给水管网为研究对象，旨在建立给水管网的动态微观水力模型。 首先，阐明了给水管网动态微观水力模型的概念，分析国内外管网建模领域的研究现状及建立管网动态微观水力模型的必要性和相关技术。 其次，深入细致调研了开发区给水管网的基础资料，分别从管网水源、拓扑关系、基础信息、用户信息、SCADA系统几个方面详细阐述。在此基础上，分析建立开发区微观动态水力模型的相关参数，相应地确定以模型中的节点流量和摩阻系数为本课题主要的研究内容。 再次，在开发区地形图上划定节点流量区域，确定节点与水表号的对应关系，并利用Microsoft Access数据库建立了开发区管网的用水节点信息查询系统；然后通过对开发区用户用水结构和用水性质分类情况的分析，确定大用户、一般用户的测试水表，并组织一天24小时的现场抄表测试，绘制各类用户用水模式曲线图，根据节点和水表的对应关系进而动态模拟用水节点流量24小时的变化情况，从而建立起给水管网动态微观水力模型的用水量分析方法。 最后，根据开发区管网管材、敷设时间、地理位置和管网初步水力计算的结果对粗糙度系数进行分区，减少优化计算的自变量；再在管网水力平差计算的基础上，以压力监测点处节点服务水头的计算值和管网SCADA系统实测压力值之差的绝对值之和最小为目标函数，以加压泵站实际运行参数为约束条件，通过随机数逐步优化法对目标函数进行求解，得到管网中各管段的粗糙度系数的模拟值，并在另外两个工况下对确定的粗糙度系数进行校核，其结果比较令人满意，证明这组粗糙度系数基本符合开发区管网实际情况，具有实用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1课题的提出及研究意义

1.2国内外管网建模研究现状

1.3主要研究目标、内容、方法概述

第二章管网基础资料

2.1概述

2.2管网基础资料

2.3给水用户信息

2.4SCADA系统

2.5管网动态微观水力模型相关参数的确定

2.6本章小结

第三章 管网动态微观水力模型中节点流量的确定

3.1节点流量的计算方法概述

3.2确定节点与用户水表的对应关系

3.3给水用户用水情况分析

3.4现场测试

3.5制作用水模式曲线图

3.6开发区管网节点流量的确定

3.7本章小结

第四章 管网动态微观水力模型中摩阻系数的确定

4.1传统管道摩阻校正的方法

4.2本文采用的摩阻系数校正方法

4.3管网平差

4.4粗糙度系数的确定

4.5本章小结

第五章 总结与展望

5.1主要成果

5.2创新点

5.3不足与展望

参考文献

附表

附图1开发区给水管网简化图

发表论文和参加科研情况说明

致 谢