给水输配系统优化设计的研究

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1、天津大学硕士学位论文给水输配系统优化设计的研究姓名：刘志强申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：赵新华20040101摘要由于近几年我国经济发展迅速、城市化发展快、自来水普及率提高，原有的城市供水系统己经不能满足城市发展的需求。因此各城市都在相继对现有供水管网进行改、扩(新)建，也有许多城市的开发区、卫星城镇存在新建供水管网的问题。据此本文着重对城市输配水系统的优化设计进行研究。首先对供水管网的费用函数进行了研究，指出了传统管网费用公式的不足及解决的方法。然后，由某市的工程实例与多年统计数据，对所提出的管网造价公式

2、和加压泵站的造价公式进行了回归分析，确定了有关系数并用遗传规划的方法研究建立了管网的年运行费用函数。在此基础上，本文从全局优化的观点出发，对大、中城市给水管网扩建改造的优化计算着重进行了研究。建立了管径优化与泵站优化计算的数学模型，确定了模型的解法并引入了LINGO优化软件包。根据模型及解法，设计并编写了调用LINGO的计算机程序，其功能强、界面友好、使用方便。对于每一模型，均结合实例进行了计算与分析，效果令人满意。最后，结合某市空港物流加工区拟新建的给水管网，依据规划情况进行管网的优化设计。优化前，首先对已有的管网设

3、计方案(简称原设计方案)进行水力分析计算、然后对平差结果进行经济核算。在此基础上，应用本文研究的优化设计模型与程序对区内新建管网进行优化设计，并将优化的结果与原方案进行对比、分析和评价。证明其具有显著的经济效益和较高的实用价值。关键词：给水管网；管径优化；泵站优化；优化设计AbstractDuetorapideconomydeveloping,urbanizationboostingandtapwaterpopularizationratioincreasinginChina,existingmunicipal-wat

4、ersupplysystemcannotalreadymeettherequirementofurbandevelopment．SomostofcitiesinChinamakereconstructionorextensiontoexistingwatersupplynetworkorconstructnewoneAtthesametime,manydevelopmentarOasandsatellitetownalsofacetheproblemofconstructingnewwaternetwork．Sothi

5、spaperputemphasisonthestudyonoptimaldesignofmunicipalwaterdistributionsystem．Firstly,thecostfunctionofwaternetworkwasstudiedandthedeficiencyandsolutionoftraditionalcostformulaofnetworkwaspointed，AfterthaLbasedononeprojectcaseandstatisticdataofyearsinonecity,regr

6、essionanalysistoconstructioncostformulasofnetworkandpressurepumpstationrespectivelywasmade，relativecoefficiemsweredeterminedandannualoperationcostfunctionofnetworkwasestablishedbasedonthemethodofGeneticProgramming．Onthebasisofthatandfromthepointofviewofglobalopt

7、imization,optimalcalculationtoextensionandreconstructiontoexistingnetworkofbigandmiddlemunicipalwatersupplysystemWaSstudiedemphatically．Mathematicalmodelsforpipediameteroptimizationandpumpstationoptimizationcalculationwel'econstructed、solutiontomodelwasdetermine

8、dandLINGOoptimizationsoftwarepackageWasintroduced．Basedonmodelsandtheirsolution,aprogramwiththecharacteristicsofpowerfulfunction,friendlyinterfaceandconvenientrun,whi