城市供水管抗震功能可靠性分析

考虑节点流量随节点水压的动态变化,构建地震导致渗漏的供水管网水力模型,基于EPANET计算管网节点实际流量和水压,在此基础上结合一次二阶矩方法,得到震后低压供水时管网系统的功能可靠性指标.结合实例分析预测震后管网供水能力,并进行了震后低压供水时管网功能可靠性分析,研究结果可为城市供水管网抗震防灾管理提供借鉴.     

裂隙岩体贯通及锚固止裂路径有限元分析

供水管网地震过程中往往会遭到不同程度的破坏,以震后管线破坏状态模拟为基础,对带渗漏管网进行水力分析,进而评价其服务性能.在渗漏管网流分析时,引入节点配水量和节点压力的函数关系,结合中国点式渗漏模型,通过求解非线性方程组,得到震后管网节点的供水量和节点压力.该方法在传统的管网水力计算基础上,考虑节点流量随水压的动态变化,避免了负的压力计算值的产生.以一实际管网为例,介绍了震后供水管网功能分析的应用方法.     

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.     

矿井防尘供水管网水力水质模拟实现方法与应用

水力水质模型构建及模拟是研究供水管网性能的重要手段. 为了实现在MATLAB环境中调用EPANET水力水质计算引擎,研究矿井防尘供水管网水力水质特征,实现并对比分析了两种有效的EPANET-MATLAB对接方法,并基于其中面向对象的数据结构调用方式混合编程,构建了矿山井下防尘供水管网水力水质模型;结合防尘管网日用水需求,对水力工况和水龄分布分别进行了24h和48h动态模拟. 研究表明:使用EPANET-MATLAB Toolkit的混合编程更加灵活、高效,是进行水力水质模拟与分析的有效途径;防尘供水管网用水具有周期性,呈现明显的高峰和低峰时段;用水节点的水压变化范围约为1.5~5.5MPa,其变化规律与用水量变化呈负相关;水龄变化也具有日周期性的特点,不同用水节点的水龄呈现不同的波动特征;用水节点距离水源越远,其水龄相对较大,所有用水节点的水龄都在15h以内.     

多水源供水管网水力计算方法研究

采用有限元法分析供水管网的数学模型 ,建立了管网整体矩阵 ,引入节点水压边界条件 ,并求解管网水力平衡方程 ,得出各项水力要素 .编写了通用电算程序 ,可快捷准确地进行水力计算     

供水管网节点可靠性评估方法研究

文章基于供水管网水力分析,引入节点流量与节点水压的关系式,以管网管段故障状态下,节点实际可获得的流量与需求量的比值作为节点瞬时可靠度,结合管段可用度采用2种计算方法求得节点可靠度,对算例结果进行分析表明,节点的可靠度不仅与距离水源的远近有关,还与管网的拓扑结构、节点需求水量以及周围管段管径大小等因素有关。     

多目标大规模供水管网监测点的优化选址

针对供水管网水力模型中监测点布置的优化计算不易得到确定结果、运行数据不能完全代表管网状况的问题,提出反映管网节点水量和节点压力变化的节点覆盖水量和节点相关水压的多目标遗传算法,综合灵敏度分析、爆管分析,结合测压点布设原则、管网拓扑结构、水力计算结果最终确定测压点优化选址的方法。该方法用于城镇大规模实际管网中,采用管网节点中的0.3%个节点为水压监测点即可覆盖约45%的管网节点与43%的管网水量,通过与现有布设原则比较,发现其结果与布设原则匹配度较高。该方法提高了管网模型测压点的精度和准度,也代表了管网中水压变化和水量影响,可有效消除人为因素影响和提高监控管网漏水、爆管、能耗的效果。     

供水管网概率水力模型线性化求解方法

针对确定性水力模型无法模拟节点流量的随机变化对于节点水压、管段流量的影响,只能获得某一工况下的计算结果的问题,通过将确定性水力模型在节点流量取数学期望时进行线性化,将节点水压与管段流量用节点流量的线性组合进行表达,从而利用节点流量的数学期望和标准差,求得节点水压与管段流量的概率分布.随机试验验证表明,概率水力模型的线性...     

震后给水管网服务性能的模糊评价方法

基于震后城市给水管网水力分析模型和给水管网系统服务性能准则,引入模糊数学的理论与方法,以管网节点水压和流量为评判指标,建立了震后给水管网系统服务性能的二级模糊综合评判模型.根据水压和流量的服务性能等级划分构造了单因素指标的梯形隶属函数,通过加权平均型评判模型和最大隶属度原则对管网进行综合评定,实现了地震对给水管网服务性能影响的量化评价.对一给水管网的综合评价分析结果表明,该方法可较为全面、客观地评价震后管网服务性能的优劣水平,具有一定的实用价值.     

基于水龄熵的矿井防尘供水管网可靠性研究

为及时掌握矿井防尘供水管网性能状态,保障矿山井下综合防尘设施的正常运行,综合考虑防尘供水管网水力工况及其结构,基于信息熵和水力水质动力学机理,将水龄评价指标与路径流量相结合,推导水龄熵公式,构建基于水龄、流量和拓扑结构的矿井防尘供水管网的动态可靠度评价模型;并基于MATLAB编程平台,调用EPNAET动态水力水质模拟引擎,联合求解可靠度模型。研究结果表明:在48 h动态模拟时段内,防尘管网平均系统可靠度为0.180 3,说明管网可靠性还有较大提升空间;由于井下用水需求的实时变化,不同时段内各节点的可靠度分布较为离散,且与用水量不呈明显线性关系;整体上,管网系统可靠度同矿井总用水量变化趋势呈现较强正相关,具有日周期性,Pearson相关系数为0.814。增加多路径节点和环状结构,可以有效提高管网的可靠性。将评价模型应用于开滦集团某煤矿井下防尘供水管网系统,验证了所构建模型的合理性和可行性。     

水库群预报调度系统业务层重构研究

为解决业务漉程逻辑与业务单元相耦合影响基于图论的水库群预报系统的通用性问题,引入重构技术隔离业务漉程逻辑与业务单元,提高流程逻辑的重用与重组能力;利用有向图中并行拓扑排序算法重组流程逻辑,改善系统的计算速度;形成通用的水库群业务组件,屏蔽图的操作,让应用开发人员更关注于水库预报调度模型的研究.最后探讨了与已有系统的集成问题.实例证明,重构业务层可显著提高水库群预报调度系统的通用性.     

太原市自来水公司调流调压阀系统概述

太原市自来水公司在供水管线与城市供水网交接处增设了调流调压阀,保证了供水设备运行的稳定性和可靠性。阐述了调流调压阀系统的工作情况。     

城市分区供水时消防用水量的确定

现行给排水规范对城市分区供水时消防用水量标准未做详细规定，本文结合工程实例对城市分区供水消防用水量标准的确定提出探讨意见。     

基于遗传算法的供水系统一级优化调度研究

根据多水源多水塔供水系统的网络特性，以测压点压力宏观模型、水源供水量和水头之间的关系模型，替代管网水力平衡方程，并以泵站的供水压力、水塔初始水头为决策变量，建立了供水系统一级优化调度模型．采用罚函数法将各种约束转化为目标函数，然后利用乘除法将多目标优化转化为单目标优化问题，最后利用遗传算法求解．针对遗传算法容易早熟等不足，将遗传算法和模拟退火技术相结合，并采用自适应交叉和变异率的解决方法．算例计算表明，该算法具有较强的适用性．     

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。     

基于深度优先搜索算法的交通流向供需失衡路径辨识

针对城市路网中的交通流向供需失衡问题,首先分析了交叉口、路段的流向失衡特征和解决对策,进而提出了网络层交通流向供需失衡的表征模型及变向交通组合管控策略;其次,基于图论的思想定义了基础路网,并结合深度优化搜索算法(deep first search,DFS)构建了网络层交通流向失衡路径辨识模型;最后,通过一个包含16节点的4×4路网对模型进行了验证.结果显示,该模型能够对路网中的交通流向供需失衡路径进行快速准确辨识,为变向交通智能管控的实施提供决策支持.     

EPANETH在有水塔管网平差中的应用

从管网平差的定义和在供水管网系统设计中的重要性出发,指出了采用哈代．克罗斯法的弊端和EPANETH在管网平差中的算法及适用范围．选取了1个有清水池和水塔的给水管网的例子,在软件上直接建立管网模型,从管段、节点信息输入及处理方面入手,阐述了如何应用EPANETH来计算有水塔管网情况．结果用管段流量．节点压力图、管段流速一节点需水量图、节点总水头．管段流量图等表现,并详细说明了管段直径设计原则和做法;详细校核了水塔转输工况和自由水压情况,通过分析得出根据最高时确定的管径,不能满足转输时进入水塔流量的结论;最后通过反复调整个别管段管径,达到了要求,各节点的自由水压均满足要求;指出了软件使用时的一些注意事项．     

基于水力模型的多因子水质监测点优化布置方法研究

随着城市快速的发展,城市供水管网的规模也在不断的扩大,其拓扑结构也越来越复杂,增加了供水安全的难度。其中供水水质安全最为迫切,因此需要在供水管网中设置一定数量的水质监测点对供水水质进行监测。在前人研究的基础上,针对供水管网水质监测点优化布置的问题,在单一的节点水龄法的基础上综合考虑其他影响因素对管网水质的影响,利用北方某市供水管网水力模型进行水质监测点的优化布置方案设计,通过水力模拟软件,优化节点水龄法,设计出了基于多因子优化法的水质监测点优化布置程序。并对北方某市供水管网进行计算,结果表明,基于水力模型的多因子水质监测点优化布置方法计算出的水质监测点位置与实际位置有43.75%的重合度,不仅覆盖了在常规管网运行中水厂及加压泵站等重点水质监测位置,也在供水分界线、管网中以及管网末梢增加了部分监测点,同时对污染事故的预警时间也比优化前短,效果明显。因此,在人工经验的基础上,以多因子法为补充加强,理论与实际相结合,使布置方法更有科学依据,考虑因素更加全面,布点更加合理。利用该方法分析供水管网工况,可为水质监测点优化布置工作提供较好的实施方案。