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压力管理控制供水管网漏损的研究

作 者: 冯爽
导 师: 赵新华
学 校: 天津大学
专 业: 环境工程
关键词: 供水管网 压力管理 漏损控制 遗传算法 EPANET
分类号: TU991.33
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要


城市供水系统是城市建设和发展的重要基础设施,是保障人民生活和发展经济建设不可缺少的物质基础,而供水管网系统是城市供水系统的重要组成部分。随着社会经济快速发展,水资源的不断减少,供水行业面临重大的挑战。如何在现有的条件下,进行管网漏损研究,控制并降低管网漏损率,不仅对提高供水企业的经济与社会效益,而且对节约水资源等都具有深远的实际意义。通过压力管理减少供水管网泄漏损耗是近年来在国外出现的新理念,它有效的解决了供水管网漏损这一棘手问题。对管网压力的控制可以有效的避免管网中不必要的高压力出现,减少爆管事故的发生进而降低漏损率。本文以我国北方某城区供水管网为研究对象,对有关压力管理的问题,进行了系统研究。首先,本文对一小型管网建立水力模型,将该管网作为试验对象,尝试建立了一个两阶段的供水管网压力管理模拟计算的数学模型,即以管网整体漏损值最小为目标,以水力平衡和节点压力为约束条件的数学模型,并用遗传算法的方法进行求解,得到该小型管网的压力调节阀门安装和设置方案。随后,以该城区两个供水小区为研究对象,建立水力模型,确定了拟合水压与漏损水量关系公式中待定参数的方法。得到参数值后,将该参数代入小区水力模型,对小区管网进行降压模拟,分析压力降低后,漏损量的变化情况,从而分析出小区管网压力管理的可行性。最后,将供水管网压力管理的方法带入到该城区的大管网中,得到全区管网压力调节阀门安装和设置方案,通过水力模型对于该方案进行验证。结果表明,压力管理对于区内供水管网效果良好,起到了降低漏损量,合理调控管网压力,提高供水安全性的效果。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-22
  1.1 选题背景  8-9
  1.2 国内外供水管网漏损控制研究的发展和现状  9-20
    1.2.1 漏损探测方法  9-12
    1.2.2 漏损控制方法  12-20
  1.3 课题的提出及意义  20
  1.4 研究的内容方法和目的  20-22
第二章 压力管理的理论基础和实现途径  22-38
  2.1 供水管网漏损的评价标准  22-26
    2.1.1 管网漏失组成和分类现状  22-23
    2.1.2 产销差水量组成分析  23-24
    2.1.3 国内外漏损指标  24-26
  2.2 压力管理的基本概念  26-28
  2.3 给水管网水力计算方法  28-34
    2.3.1 传统管网水力计算方法  28-30
    2.3.2 运用EPANET 进行水力模拟计算  30-34
  2.4 遗传算法原理及应用  34-38
    2.4.1 遗传算法基本原理  34
    2.4.2 遗传算法特点及应用  34-35
    2.4.3 遗传算法运算流程  35-36
    2.4.4 MATLAB 遗传算法工具箱概述  36-38
第三章 压力管理模型与算例  38-50
  3.1 压力管理模型的目标函数  38-40
    3.1.1 第一阶段目标函数  38-39
    3.1.2 第二阶段目标函数  39-40
  3.2 压力管理的约束条件  40
  3.3 压力管理数学模型求解思路  40-41
  3.4 压力管理算例  41-49
  3.5 本章小结  49-50
第四章 小区配水管网压力管理漏损研究  50-64
  4.1 实地测压实验  50-54
    4.1.1 实验对象介绍  50-53
    4.1.2 实验方案  53-54
  4.2 实验数据分析  54-57
    4.2.1 分析方法  54-55
    4.2.2 数据分析  55-57
  4.3 小区管网模型建立  57-59
  4.4 压力与漏损量关系模拟  59-60
  4.5 小区压力管理效果分析  60-62
  4.6 本章小结  62-64
第五章 北方某城区供水管网压力管理  64-72
  5.1 城区供水管网水力模型建立  64-65
  5.2 压力管理数学模型建立与求解  65-67
  5.3 城区供水管网压力管理效果分析  67-70
  5.4 本章小结  70-72
第六章 结论与展望  72-74
  6.1 结论  72-73
  6.2 展望  73-74
参考文献  74-78
附录  78-84
发表论文和参加科研情况说明  84-85
致谢  85

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 市政工程 > 给水工程(上水道工程) > 配水工程 > 配水管网
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