市政给水管网水力计算问题探析

随着测压点、测流点、水质点在管网中的设置，这些测点的运行数据可及时传送至公司供水调度中心，管网建模开始进入实用化阶段．部分城市也相继建立了管网的计算机管理系统，并不断的进行系统的完善。到目前为止，管网建模是仿真给水管网系统动态工况的最有效的方法。     

管网抢修技术与组织实施

城市供水管网是城市供水系统中重要的一环，随着水资源日益紧缺和水资源开发利用率的提高，新系统的兴建和老系统的改扩建等所需的工程投入逐渐增大。因此，供水管网的规划、设计和运行管理是否科学、经济、实用，直接影响工程的投资、运行管理费用及系统的可靠性。文章分析了直接式管网叠压供水和无负压管网增压稳流给水这两种新型管网供水优化系统，并简要介绍了给水管网系统科教发展方向和任务。城市管网的抢修是管网安全供水的一个很重要环节，如何开展抢修工作，提高抢修效率就显得十分重要。     

城市供水管网系统工况分析的研究

通过分析实际供水管网系统的特征,对管网工况分析所涉及的几个尚未解决的计算问题进行了研究,提出了用计算机进行工况分析的思路与框架,为管网运行调度及研究管网水质模型打下了良好基础。     

基于ArcView和C/S模式的企业级供水管理信息系统建设

利用ArcView和SQLServer建立了一个基于C/S网络体系结构的企业级供水管理信息系统,该系统在企业内部局域网内实现了对企业供水管网图形数据和属性数据的共享,并初步实现了供水区域搜索和事故检修分析等二次开发功能。系统试运行表明该系统具有较高的运行效率。     

基于模糊聚类理论的城市供水管网ANFIS系统设计

利用自适应神经模糊推理系统（ANFIS）较强的结构性知识表达能力、容错能力以及自动提取模糊规则的学习能力，依据城市供水管网的特点，建立了一种基于模糊聚类理论的管网宏观模型，即城市供水管网ANFIS模型．该模型以管网测压点及出厂流量各负荷值的峰值、低谷和一般作为类别模式进行减法聚类，利用Matlab工具箱genfis2函数产生的模糊推理系统进行状态模拟．实际仿真结果表明，该方法建模及求解简单、迅速，误差小，是研究城市管网宏观模型的又一有效方法．     

基于水力-热力耦合模型的供热管网优化调度研究

在城市集中供热管网运行过程中,供热系统的输配能耗由水泵能耗和供、回水管网的热损组成,降低供热系统的输配能耗对实现低碳供热目标具有重要意义．本文基于网络图论、流体输配原理和管道的一维传热,建立了集中供热管网的动态水力-热力耦合模型,并针对天津市实际供热管网的运行过程进行了仿真模拟,利用实际运行数据验证了动态水力-热力耦合模型的精确性．建立了集中供热管网输配能耗的计算模型,并对供热系统的运行能耗进行经济性分析．基于所建立的能耗分析模型,结合粒子群优化算法,建立了多热源环状管网的优化调度方法,该方法以供热管网的总输配损耗的成本最低为目标函数,以热源的供水温度、热源泵的转速比、热力站入口处的阀门开度为决策变量,以满足能量守恒和质量守恒为约束条件,通过进行算法参数匹配,给出基于PSO算法的多热源环状供热管网优化调度的计算步骤,并结合天津市实际管网对优化调度方法的调控过程进行了分析．仿真计算结果表明,由于管网存在输配延迟属性,热力站的总负荷变化与室外温度变化不存在静态的正相关性,此外,也发现水泵运行费用为整个管网运行费用的主要组成部分,占总运行费用的58%以上．本研究为城市集中供热管网运行调节的优...     

自来水管网的可靠性分析与优化设计

以某科技园区自来水管网为例,分析研究了城市供水管网的可靠性和优化设计,提出了供水管网可靠性优化设计的数学模型.在确保供水管网系统可靠性的基础上建立优化模型,寻求最经济管径,从而建立最经济、最可靠的供水管网系统.对现有供水管网系统进行了优化,给出了优化设计方案.     

供水管网压力趋势面分析模型及其应用

从供水管网的压力分布特性出发,提出了运用趋势面分析法建立供水管网压力趋势面模型的可行性,讨论了模型求解的步骤,并用实例对模型进行了验证.结果表明,该模型能够真正实现管网压力的连续性模拟,为解决城市供水管理和调度系统中管网压力模拟提供了一个新方法,增强了决策的科学性和准确性.     

基于事故率的城市供水管网全寿命运行可靠性

利用不同管材的事故率模型、不同事故的模拟模型和基于Langelier的管道粗糙度时变模型建立了城市供水管网全寿命运行可靠性分析方法.通过敏感性分析,建议了模型中关键参数的取值.对某市供水管网进行了50年的运行可靠性模拟,根据分析结果指出了薄弱区域,并给出了管网改造措施.     

基于水力模型的供水管网分区管理在北方某市的应用

以实现某市供水管网分区管理为目标,在管网水力模型的基础上,根据北方城市供水系统的特定要求,将网络社区划分算法与管网分区管理理念相结合进行分区。结果表明:分区后东一区和西二区的管网压力有所上升,其他四个子区域压力呈现下降趋势,城市管网供水压力得以均衡。拓扑算法分区与理论分区相结合的管理方案能够有效降低管网漏失水量,提高供水安全可靠性。西二区一级水质百分比上升59.13%,其他区域水质发生不同程度变化,优质水百分比上升,水在管网中的停留时间得到有效缩短。管网分区后可为水务公司带来114.038万元的年收益。研究成果对改善供水管网管理及提高水务公司运行效率具有参考价值。     

海水入侵三维含水层渗透系数的BP网络逆反分析

为研究复杂地质体海水入侵渗透系数的不确定性,将非线性动力学神经网络用于海水入侵的三维含水层参数的逆反分析,建立了基于监测水头值的海水入侵渗透系数直接识别方法.采用正交设计试验方法进行三维数值试验产生代表性的样本数据,通过误差逆传播学习算法建立多层的神经网络模型,表示观测水头和渗透系数隐式的复杂非线性映射关系,通过观测水头信息直接预测含水层渗透系数.该方法可利用现有的海水入侵三维有限元模拟程序.算例表明该法具有良好的分析精度,可满足工程要求.     

基于网络污水处理实时仿真与控制

构建了基于网络的污水处理实时仿真与控制系统的硬件平台，采用C＋＋ Builder语言，利用UML建模方法，开发了基于TCP／IP协议系统仿真与控制软件，实现了污水处理系统的实时仿真与控制。以CSTR工艺为例，以ASM No．1模型和二沉池的沉淀模型，在Matlab／Simulink下建立了系统的仿真模型，利用Matlab／xPC Target生成了控制内核，实现了该工艺的仿真和自动控制。运行结果表明：采用厌氧-好氧生物处理的CSTR工艺中的反应池和二沉池，可以实现实时运行控制和实时仿真，并具有良好的扩充性和移植性；证明了利用网络技术对污水处理过程进行实时仿真和实时控制在技术上是可行的。     

基于综合水龄指数评价的供水管网优化调度

研究了通过计算节点平均水龄分析该地区供水管网的水质状况的方法,在此基础上,提出供水管网综合水龄指数评价指标,并基于该指数构建管网水力优化调度模型,采用遗传算法实现优化问题的求解,并以江苏某镇城乡统筹供水管网为实例进行了应用.结果表明,水力优化调度能够改善管网的综合水龄情况,尤其是对于流量较大的节点有明显的效果,但是对于管网末端水量相对较小节点,则需要结合水力调度以及管段冲洗等方式来改善管网水龄情况.     

BP神经网络用于饮用水管网细菌总数预测

为保障饮用水管网细菌学水质安全，并实现对细菌总数指标的预测，选定北方某市实验小区饮用水管网为研究对象，应用Matlab软件建立BP神经网络的细菌总数预测模型．结果表明，BP神经网络方法能较好地模拟复杂系统，模型精度较高；同时，建立BP神经网络模型，对水质指标间的相互作用进行模拟，拟合效果较好，并针对该实验管网给出了某些指标的限值．     

基于MultiPatch 模型的大气污染三维扩散模拟

 垂直尺度上的污染浓度分布状况越来越受到关注,因此三维大气污染模拟具有非常重要的应用价值.结合三维GIS,采用多面模型与高斯烟羽数学模型集成的方式,通过边界值计算、三角条带构建、多面内插与渲染等技术方法,构建了基于三维的高斯污染扩散系统,探讨了污染物迁移规律和三维模型生成算法,并对某工厂含SO₂有害气体连续排放过程进行了二维与三维模拟,分析了大气污染物质量浓度空间分布特征,并计算得到该污染源大气污染最大落地点距离为206 m.实践表明,采用多面模型表达三维污染物空间分布具有快速、直观的优势,也利于剖面与三维空间分析运算.     

给水管网内铁离子的释放

通过实验室构建的实验管网,模拟了实际给水管网的水力、水质条件,对各项水质指标进行了监测和相关性分析．结果表明余氯、浊度、pH值与总铁含量相关性较高．改变水力、水质条件,根据不同条件下实验管网中总铁含量的变化情况,分析了浊度、余氯、pH值、流速与铁释放现象的相互影响机理,提出了控制铁释放的方法．监测实际给水管网的水质,量化水中总铁含量与余氯、浊度和pH值之间的关系,分别建立了基于Excel的多元线性回归模型和基于Matlab的BP人工神经网络模型,对水中总铁含量进行了预测．     

城市雨水排水系统设计不确定性研究进展

针对应对环境变化对城市雨水排水系统设计带来的影响,从城市暴雨分布规律、城市化进程、雨水管网模拟等方面,分析了国内外研究成果。提出应综合考虑随机、模糊、区间、粗糙等多种不确定性信息,构建城市雨水排水系统的设计模型。研究结果显示,环境变化改变了城市雨水排水系统的原有规律,且存在较大不确定性,可基于信息熵理论构建城市雨水排水系统设计模型,减小不确定性。     

底泥盐分释放影响下的滨海水库 水体盐度变化过程数值模拟

为研究滨海水库大尺度水体盐度时空动态变化,改进了水动力与水环境数值模拟专业模型Delft3D中盐度输运方程的源汇项,对所得的数学模型计算值与理论值和实验值进行对比分析,并验证其合理性。结果表明,将改进后的Delft3D模型应用于拟建滨海水库的盐度变化过程模型,能定量预测不同工况情形下水库底泥盐分释放造成的盐度变化过程。     

初分流量程序及其接入主程序的方法

为使给水管网的初分流量完全由机器自动完成 ,必须将分配初始流量子程序接入主程序。文章采用赋值矩阵 ,构造了机器自动赋值的模型 ,给出了初分流量子程序及接入主程序的方法。文章提出的连接方法具有较强的通用性 ,可方便地用于给水管网的优化计算 ,以实现自动分配管网所有管段的流量。