平原区农村供水管网联并与水源合理调配研究

摘要

随着农村供水工程建设力度的加大和城镇化建设的加快，农村饮水问题得到了缓解。但从已建工程状况来看，部分水厂供水规模较小、缺乏管理经验，加之农村人口用水时段集中的特点，由此导致供水得不到保障、停水事故频发，而且运行成本往往偏高。因此，开展平原区农村供水管网联并与水源合理调配研究，具有一定的理论意义和较明显的应用价值。　　本文以蒙城县农村饮水安全工程为依托，选择具有管网联并条件的板桥、唐集、王集水厂为研究对象。提出水源直接相连、干管末端相连和支管末端相连等三种管网联并方式。针对上述三种联并方式，一是对多个既有的树状管网，根据各节管网供水流量、压力分布与沿程水头损失，评价管网联并对供水保证程度的贡献;在此基础上，对所涉及的水源及设施，进行合理调配，选择合适的联并方式，以实现收益用户范围最大化，保证农村供水安全;二是选择能与GIS高度融合的WaterGEMS软件，依据GIS对图形拓扑关系的管理以及丰富的表达形式，建立给水管网模型，对给水管网水力数据进行分析研究，实现管网水力优化计算的目标，并将管道、节点信息表现出来，使其更加直观的展示在设计人员眼前;三是应用ArcGIS数字化管理技术，通过适宜的数据组织，建立相应的空间数据库和属性数据库，可实现农村供水工程中大量数据的有效管理、及时更新和可视化。　　研究表明:选择王集、板桥水厂采用支管末端联并，联并后，水头大于35m的高压区消减了约30％，水头低于20m低压区改善了约50％。另外，联并后现状管网输配水能力尚有较大缺口，通过对管网水源及输配水设施进行调配来满足未来事故工况下水量输配要求。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 农村供水系统概述

1．1．1 农村供水系统的基本类型

1．1．2 农村供水系统存在的主要问题

1．1．3 农村饮水解困历程

1．2 国内外研究现状

1．2．1 水源合理调配研究现状

1．2．2 管网水力模型研究现状

1．3 蒙城县农村饮水现状

1．3．1 工程建设标准

1．3．2 饮水工程现状

1．4 课题研究目的、意义和内容

1．4．1 研究目的和意义

1．4．2 研究内容和方法

2 研究区概况

2．1 自然地理

2．2 自然条件

2．2．1 地形地貌

2．2．2 气象条件

2．2．3 水文地质

2．3 社会经济状况

2．4 水资源概况

2．5 农饮工程概况

2．5．1 工程建设任务情况

2．5．2 研究区供水工程概况

2．5．2 研究区供水工程设计实例

3 ArcGIS概述与管网模型计算理论

3．1 ArcGIS概述

3．2 管网模型计算理论

3．2．1 管网水力计算基本方程

3．2．2 管网水头损失

3．2．3 管网优化设计

4 给水管网模型建立与校核

4．1 管网模型的拓扑特性

4．1．1 管网图形的基本概念

4．1．2 给水管网模型

4．1．3 拓扑结构简化

4．2 建模软件简介与选择

4．2．1 软件简介

4．2．2 软件比较

4．2．3 软件选择

4．3 管网模型基础数据

4．3．1 节点流量数据

4．3．2 节点高程数据

4．3．3 水厂、水泵设计数据

4．4 给水管网模型的建立

4．4．1 建模的技术流程

4．4．2 模型的表达

4．5 模型的校核与修正

4．5．1 模型校核的流程

4．5．2 模型校核的过程

4．5．3 模型校核的结果

4．6 本章小结

5 管网联并与水源合理调配

5．1 管网联并与水源合理调配的提出

5．2 水源合理调配的基本要求

5．3 管网联并方式评价

5．3．1 管网联并方式拟定

5．3．2 管网压力分布

5．3．3 事故工况下压力分布

5．4 水源合理调配分析

5．4．1 分析方法的确定

5．4．2 管网改造范围的确定

5．4．3 管径管段调整

5．4．4 工程费用分析

5．5 联并方式选择

5．6 本章小结

6 农村供水工程ArcGIS数字化管理

6．1 ArcGIS在农村供水工程中的作用

6．2 农村供水系统ArcGIS数据组成及特点

6．3 农村供水系统数据库结构设计

6．4 农村供水工程ArcGIS数字化管理

6．4．1 空间数据库的建立和管理

6．4．2 属性数据库的建立和管理

7 结论与展望

7．1 结论

7．2 不足与展望

7．2．1 存在的不足

7．2．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文