城市供水管网基于压力驱动节点流量模型漏失控制的研究

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1、ChangeVieChangeVieF-XwF-XwDeDerrPPwClicktobuyNOW!wClicktobuyNOW!wmwmwowo.dock.c.dock.cu-tracu-trac中图分类号：TU991学校代码：10213UDC：628.1密级：公开硕士学位论文城市供水管网基于压力驱动节点流量模型漏失控制的研究硕士研究生：张敏导师：高金良副教授申请学位：工学硕士学科、专业：市政工程所在单位：市政环境工程学院答辩日期：2009年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ChangeVieChangeVieF

2、-XwF-XwDeDerrPPwClicktobuyNOW!wClicktobuyNOW!wmwmwowo.dock.c.dock.cu-tracu-tracClassifiedIndex:TU991UDC:628.1DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONLEAKAGECONTROLBASEDONPRESSURE-DRIVENNODEFLOWMODELOFURBANWATERSUPPLYNETWORKCandidate:ZhangMinSupe

3、rvisor:AssociateProf.GaoJinliangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:MunicipalEngineeringAffiliation：SchoolofMuni.&Envir.Eng.DateofDefence:June,2009Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnologyChangeVieChangeVieF-XwF-XwDeDerrPPw

4、ClicktobuyNOW!wClicktobuyNOW!wmwmwowo.dock.c.dock.cu-tracu-trac哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要给水管网漏失问题一直是供水行业的一大难题，目前我国城市管网平均漏失率为20%以上，有的高达60%，造成了严重的资源浪费和经济损失。现常用的漏失控制措施有漏失检测技术、管道更换技术、分区管理技术等，前两者需消耗大量的人力、物力，经济性较差，而后者并不适合我国结构庞大、拓扑错综复杂的管网现状。而传统水力模型对于占总供水量相当比例的漏失没有专门进行考虑，并且还

5、存在其它严重的弊端，不利于管网漏失的预测控制工作，模型模拟结果与管网实际运行工况差距较大，指导性预测性较差。鉴于以上存在的问题，本课题对传统水力模型进行了校正，并在此基础上提出了通过优化调节阀门设置最小化管网漏失的有效措施。传统水力模型中存在两点弊端，其一是假定节点用水量为定值，实际上用水量是压力的函数，并非恒定的；其二将总漏失量在管网中平均分配，事实上漏失的影响因子繁多，难以量化，建立综合关系式，其中压力是一重要因素，管网压力不同，漏失亦不同。以上两点导致管网建模时节点流量与实际工况不符，模型准确度低的问题。

6、为此本文首先分别建立了节点用水量、漏失量与压力的关系式，通过MATLAB编程，在调用传统经典水力计算软件——EPANAT2.0的同时，对其节点流量依据上述关系式进行修正，建立了压力驱动节点流量水力模型。该模型与管网的实际运行状况更加逼近，更具有指导管网运行管理的价值。通过遗传算法（GA）对其进行求解，并以一管网算例加以证实说明，计算结果相当满意。为了实现管网漏失的控制，本课题选取了PRV，建立了阀门漏失控制模型，并将压力驱动节点流量水力模型嵌入其中，形成压力驱动节点流量漏失控制模型，这也是本论文的核心内容。以漏

7、失总量为目标函数，以遗传算法为优化算法，求解出最佳阀门设置，然后操作阀门动作，达到在正常供水的前提下，最大程度降漏的目的。以沈阳市区域管网作为实例，通过压力驱动节点流量水力模型的求解得出的节点流量和节点压力与管网实际监测数据更加稳合，这进一步证实该模型的优越性。在此基础上，又将压力驱动节点流量漏失控制模型应用到沈阳管网，结果显示漏控效果十分显著，管网压力平均降低23.23%，漏失平均降低26.5%。关键词：供水管网；漏失控制模型；压力驱动模型；节点流量；经济漏失率IChangeVieChangeVieF-XwF

8、-XwDeDerrPPwClicktobuyNOW!wClicktobuyNOW!wmwmwowo.dock.c.dock.cu-tracu-trac哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractLeakagehasbeeneveramajorproblemforthewatersupplyindustry.Atpresent,theaveragenetworkleakageratei