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供水管网系统漏失分析与模型研究

作　者: 刘保川
导　师: 吴晨光
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 市政工程
关键词: 供水管网系统漏失定位模型模式识别概率神经网络
分类号: TU991.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 115次
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内容摘要

漏失是供水行业普遍存在的严重问题,供水系统无论采用何种管材,随着时间的推移都会不可避免地发生漏失。我国水资源匮乏,人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一,水污染严重,水土流失加剧,漏失不仅浪费了宝贵的水资源,带来灾害问题,还给供水企业带来很大的经济损失。因此,漏失问题已成为我国供水行业着力研究的重要课题。供水系统发生漏失时,各压力监测点压力值会出现程度不同的波动,且不同的漏失位置、不同的漏失程度,对应的波动谱线也不相同,如同人的指纹,通过识别指纹,就可以确定人的身份,本文采用概率神经网络模型对波动谱线进行模式识别,进而对漏失位置进行初步定位。概率神经网络采用贝叶斯分类选择器,以漏失发生时压力监测点的波动作为神经网络的输入,设不同的漏失位置为各种模式,并以设定的模式作为神经网络的输出,对网络进行训练,建立漏失定位模型,并对建立的概率神经网络模型计算结果进行分析研究,对模型进行初步校核和修正。最后,本文以我国AS市SGS地区的实际供水系统为例,以实际监测数据对建立的概率神经网络模型进行校核,对模型存在的问题进行分析,并以模型为基础,对我国供水行业的漏失控制工作提出建议性措施。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-20
  1.1 课题来源  9
  1.2 课题研究背景  9-11
    1.2.1 我国水资源现状  9-10
    1.2.2 城市供水系统现状  10
    1.2.3 供水系统漏失现状  10-11
  1.3 课题研究目的和意义  11-12
  1.4 供水系统漏失问题国内外研究现状  12-18
    1.4.1 供水系统漏失检测技术与设备研究与进展  12-13
    1.4.2 给水管网检漏方法研究与进展  13
    1.4.3 供水系统漏失相关模型研究与进展  13-18
  1.5 课题研究内容和技术路线  18-20
    1.5.1 课题研究内容  18-19
    1.5.2 课题研究技术路线  19-20
第2章城市供水系统漏失相关问题分析  20-28
  2.1 供水系统漏失基础问题  20-23
    2.1.1 供水系统漏失相关概念  20-21
    2.1.2 供水系统漏失水量分类  21-22
    2.1.3 产销差分析  22
    2.1.4 供水系统物理漏失量分析  22-23
  2.2 供水系统漏失评价  23-25
    2.2.1 我国现行供水系统漏失评价标准  23-24
    2.2.2 我国供水系统漏失水平的评价  24-25
  2.3 供水系统漏失原因及漏失控制措施  25-26
    2.3.1 供水系统漏失原因  25
    2.3.2 供水系统漏失控制措施  25-26
  2.4 管网漏失量控制的方法  26-27
    2.4.1 间歇式供水方法  26-27
    2.4.2 分区供水  27
    2.4.3 调节管网控制阀门降低漏失量  27
  2.5 本章小结  27-28
第3章供水系统水力模型建立  28-39
  3.1 供水管网水力模型相关概念  28-30
    3.1.1 供水管网建模  28
    3.1.2 供水管网宏观模型  28-29
    3.1.3 供水管网微观模型  29
    3.1.4 供水管网简化模型  29-30
  3.2 供水系统建模所需信息  30-31
    3.2.1 管网静态信息  30-31
    3.2.2 管网动态信息  31
  3.3 供水系统建模基本方程组  31-33
  3.4 EPANET 中供水系统基本方程组解法  33-36
  3.5 供水系统技术流程与建模步骤  36-37
    3.5.1 建模技术流程  36
    3.5.2 建模主要步骤  36-37
  3.6 本章小结  37-39
第4章供水系统漏失分析模型研究  39-80
  4.1 漏水量存在工况下的水力分析  39-42
    4.1.1 漏失模型  39
    4.1.2 EPANET 中漏失点的设定  39-40
    4.1.3 漏失存在工况下供水系统水力分析  40-42
  4.2 漏失存在工况下供水管网压力变化特征  42-48
  4.3 供水系统压力监测点布置  48-58
    4.3.1 监测点布置  49
    4.3.2 聚类分析原理  49-51
    4.3.3 压力监测点优化布置与Matlab 实现  51-52
    4.3.4 实例分析  52-58
  4.4 漏失分析模型研究与漏失点初步定位  58-78
    4.4.1 模式识别  58-59
    4.4.2 概率神经网络  59-62
    4.4.3 漏失点初步定位思想与Matlab 实现  62-64
    4.4.4 实例分析  64-78
  4.5 本章总结  78-80
第5章供水系统漏失定位模型应用实例  80-87
  5.1 AS 市SGS 地区管网现状  80
  5.2 分区装表计量捡漏——DMA （District Meter Area）  80-81
  5.3 SGS 地区供水系统计量分区及各分区管网属性信息  81-82
  5.4 模型应用  82-85
  5.5 本章小结  85-87
结论  87-89
参考文献  89-94
致谢  94

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