信赖域法用于给水管网水力计算的研究

给水管网水力计算是进行管网优化设计和进行管网运行工况模拟的一个不可缺少的重要环节,该过程的计算结果和求解速度决定了管网优化设计和运行模拟的可靠性和实时性.为快速、准确实现管网水力计算,建立了给水管网水力计算模型,针对该模型的为求解非线性方程组实质,以及常规求解方法存在的缺陷,提出了管网水力计算的信赖域法,并着重对信赖域法数学模型和求解过程进行剖析,用MATLAB编程语言编写了管网水力计算的计算程序.最后以河南省清丰县一个复杂的给水管网实例进行验证,结果说明了信赖域法能有效地应用于给水管网水力计算.同时也为信赖域法在给水领域和其他工程领域的应用提供了借鉴.     

基于ArcGIS Engine的给水管网信息系统的设计开发

依据给水管网信息系统及其管理的特点,利用COMGIS的设计思想,进行了给水管网管理信息系统的设计;采用ArcGIS Engine开发包,利用EPANET2.DLL管网模拟分析函数库,在VB平台上对模型进行集成,实现管网工况的动态模拟分析功能;同时采用Oracle Spatial进行数据库综合管理,实现对空间数据和属性数据的动态加载,建立基于C/S的给水管网信息系统,全面实现给水管网的动态空间模拟功能,为管理决策提供直观的可视化工具。     

基于Flowmaster的不同阀门开度对供水管网优化

为了进一步提高供水管网的优化性能,利用 Flowmaster仿真软件,给出了管道、闸阀、阀门开度控制器等原件的建模过程,研究了阀门在不同程度下开启度对优化供水管网系统的影响,并建立多组对比模型参数进行仿真且着重分析了在阀门不同开启度下系统中管道阻力系数的变化.首先以流体管路系统为研究对象,对系统整体进行建模,其次对闸阀、管道的阻力损失规律进行优化分析,最后针对不同供水工况分别探究了阀门开启度对管道阻力损失的影响,得出最佳阀门开启度.结果表明,当供水管网系统分别处于大、小流量运行工况时,此时应根据用户实际用水需求量、阀门阻力系数、管道损失系数等方面因素综合调节各阀门开度,从而可以适当降低管网中的水力阻力损失,优化供水管网系统.     

基于ArGS Engne的给水管网信

依据给水管网信息系统及其管理的特点，利用COMGIS的设计思想，进行了给水管网管理信息系统的设计；采用ArcGIS Engine开发包，利用EPANET2.DLL管网模拟分析函数库，在VB平台上对模型进行集成，实现管网工况的动态模拟分析功能；同时采用Oracle Spatial进行数据库综合管理，实现对空间数据和属性数据的动态加载，建立基于C/S的给水管网信息系统，全面实现给水管网的动态空间模拟功能，为管理决策提供直观的可视化工具。     

给水管网管段摩阻系数求解的反分析方法研究

给水管网仿真是城市供水系统管理的一个重点内容,给水管网管段摩阻系数的正确确定直接关系到给水管网仿真的准确性。将给水管网的水力模型与反问题分析方法相结合,建立管段摩阻系数反分析模型,给出其变尺度求解方法和计算步骤。结合室内给水管网实验平台在多种工况下的实测数据,按照反分析模型及其求解方法计算管段摩阻系数,再以求得的管段摩阻系数为基础,利用EPANET软件计算管网的节点水头与管段流量,与实测值进行对比分析。并利用实际城市给水管网对模型的准确性进行验证。     

基于线性规划的给水管网系统动态有限元优化设计

给水管网系统优化设计是解决城市供水管道故障有效方法之一,通过将给水管网年折算费目标函数对管径的非线性函数作线性处理,从而建立了每一段管网的造价折算模型,并以表征给水管网特征的坐标参数作为约束条件,计算出线性规划最优解,且对管段能量方程作线性处理,在水力学动态平衡原理和有限元理论基础上,建立有限元分析模型.该计算模型实用简便,可为工程应用提供参考.     

基于管网水力计算的无负压系统供水不足的预测分析

无负压设备直接与市政管网相连接,设备的运行和安全管理状况直接影响到整个供水管网的运行安全.一旦无负压设备超量取水,运行异常或是系统参数设置不合理,就有可能导致泵站上游、邻近用户和下游用户局部的供水不足.应用管网平差软件针对无负压泵站和管网进行建模和平差计算,并根据数值结果对管网的供水不足进行了预测分析,结果表明:管网的水力分析可实现供水不足的预测,并与实际维修记录相符.     

UPVC给水管材的现状与发展

阐述了给水管道的发展历史，并对不同材料的给水管道的主要力学性能、卫生性能及工程造价进行了对比，结论认为UPVC管道无论是在使用性能上还是经济上都优于其他管道，是供水管网的最佳选择。     

给水管网神经网络模型数据预处理

针对给水管网的神经网络工况宏观模型的结构过于复杂、精度不高等问题提出改善神经网络的输入数据的预处理方法。输入中增加测压点压力及水塔水位数据，建立节点压力和整个管网状态之间的必然联系。采用时间序列分析方法筛选神经网络的输入数据，合理选择输入成分及各成分的滞后组分，简化模型的结构。采用分布归一化处理方法，提高模型的识别能力。编制相应软件，对某海滨城市给水管网的进行工况模拟，结果与实际值较为一致，能够真实反应节点的运行状态。     

基于管网平差的城市无负压给水管网事故预测

无负压给水管网是近些年迅速发展的城市重要基础设施之一,其供水不足和爆管事故的发生直接威胁城市给水安全.基于当地的GIS系统数据,应用Flowmaster软件针对无负压供水管网进行建模和稳态模拟,其管网平差结果表明,管网的低压区域与维修记录中供水不足区域一致,说明模型可靠,并可实现供水不足事故预测;同时应用该模型进行瞬态模拟和管网爆管事故预测分析,发现开泵水锤、变频水锤变化均比较大,分别为50%、26.4%,容易导致爆管事故的发生,进而威胁管道系统的安全.     

高位泵站树状供水管网优化设计及水锤防护问题

讨论了某高位泵站树状管网优化前后,在泵的启停、阀的启闭以及消防等过渡工况中的水锤防护问题。首先基于LINGO软件对武汉市某小区供水管网进行了优化设计,然后利用PIPENET软件,分别对原方案管网在无阀防护下停泵、有阀防护以及逆止阀与空气阀联合防护下的停泵工况进行了水锤分析,发现停泵负压问题很难得到妥善解决。为此,采用优化设计结果,在同样工况下进行有、无逆止阀的停泵水锤计算,结果表明无附加防护措施的情况下,管网负压持续问题自然消失,且无明显停泵倒流,说明对于泵站相对位置较高的管网,可不设逆止阀。最后校核了优化方案在消防工况下的表现,进一步说明泵系统的经济运行与安全性问题可以协调考虑。消除水锤危害是确保供水安全性的一部分,本案例的模拟计算结果为管网供水安全性分析提供了新思路。     

供水管网气液两相流关阀水锤

为对管道内气液两相流时关阀水锤工况进行模拟研究,对给水管网内部气液两相同流的流态进行简化后采用自编C++语言水锤分析软件,以安徽省某县经开区给水工程树状管网为例,先建立末端关阀水锤的水锤计算模型,再对不同组合的末端关阀水锤进行模拟和分析计算.计算结果表明,气液两相流时,若给水管道产生末端关阀水锤,则水锤波会向临近的主干管及其他连接的支干管扩散.管网末端阀门全关的极端不利工况时,相较于不含气,含气率为10%的工况导致的末端关阀水锤振幅更大;含气率为10%的极端不利工况时,相较于部分关阀,管网末端阀门同时全关所产生的关阀水锤振幅更大,其关阀水锤的升压超过4.5倍的稳态压力,因此末端关阀水锤对给水工程危害极大.“无频动消锤控流控位阀+箱式双向调压塔+普通排气阀+恒速缓冲排气阀”的水锤防护措施对末端关阀水锤预防效果良好.     

减少农村供水工程管网漏损的思考

减少管网漏损可有效降低工程运行成本、增加水费收入、节约水资源、提升工程管理水平,是促进农村供水工程良性运行强身固本的必然选择,也是农村饮水安全巩固提升题中的应有之义,亟待引起行业管理部门和农村供水工程管理单位的关注和重视。总结了农村供水管网漏损的现状,分析了管网漏损的主要成因以及减少管网漏损的主要措施,并提出了相关建议。     

城市给水管网可靠性分析中阀门的作用

给水管网是城市给水系统重要的组成部分，其可靠运行对整个给水系统充分发挥经济效益和社会效益起着举足轻重的作用。对现有的给水管网设计、水力计算中的管网模型进行了综合的分析研究，基于某些合理假定，并在系统可靠性分析中详细考虑了阀门的配置作用，进而提出了一种新的管网简化模型：环节-阀门表示方法，可用于系统可靠性初步分析及期望缺水量计算，最后通过算例分析，进一步证明了该方法对指导维修人员的行动有一定的参考作用和实用价值。     

小城镇供水工程规划中的几个问题

供水工程规划应是城镇总体规划的内容之一。但是，一直以来，许多城镇总体规划滞后，导致供水工程建设困难重重并且难以发挥长远效益。根据现代规划理论，结合湘南某城镇给水工程规划的实例，对供水工程规划中存在的一些问题进行了分析，重点探讨了用水量计算、水源选择、水厂厂址选择和管网的布置。对类似小城镇的供水工程规划具有参考作用。     

石灰石接触池在水处理方面应用原理简析

低碱低硬度水的化学稳定性较差,在管网运行的过程中将会造成供水管网的腐蚀(金属管道的腐蚀或钢筋混凝土管道的侵蚀)结果势必大大增加运行成本和管网的维修费用,因此提高出厂水水质的化学稳定性具有极其重要的意义。针对这种情形研究的提高出厂水水质的化学稳定性的一种有效方法———再矿化技术。本文重要阐述了石灰石接触池的原理及其控制因素,并提出了今后再矿化技术研究的重点。     

变频调速恒压与变压供水的能耗分析

研究了恒压和变压两种供水方式的能耗。采用图示法对比了水泵全速、恒压和变压运行的能耗差别，分析了管网特性的静扬程随水泵工况变化的关系。基于某泵站水泵运行数据、运行图、变速状态下流量和泵效的关系得出了转速及流量与百吨水能耗的变化趋势，发现恒压供水调速、调流范围小，小流量供水时能耗趋势上升，而变压供水调速、调流范围宽。小流量供水时能耗趋势下降，并从变速范围、水泵高效区范围和百吨水能耗指标3个方面对比了恒压供水与变压供水的优劣，结果表明变压供水比恒压供水能降低能耗20％以上。     

冷却循环水系统节能及应用

为解决循环水系统由于水泵选型不当、工况调节方法不合理、管理不科学、能耗评估困难等原因造成的系统运行效率低下,能源浪费严重的问题,以某化工厂循环水系统为研究对象,通过现场对循环水系统设备安装情况和工厂生产周期内泵的运行工况进行调研,并与泵在变频调速运行下的能耗比较,找出节能空间,完成系统的能耗分析和评估.以泵的相似定理为理论基础,结合水泵单体节能和系统节能,制定基于供水泵站变频运行的循环水系统节能供水策略,在满足化工生产工艺需求的前提下实现循环水系统管网典型点的恒压供水.并总结建立一套基于泵外特性曲线、电动机负载特性曲线、循环水系统关键点工况数据的循环水系统能源调查方法.结果表明:该厂循环水系统按照节能改造后,通过对能耗的监测和推算,供水泵站年耗电量可由原来的2.1×105kW.h降为1.4×105kW.h,年节省电量近7×104kW.h,节电比例高达33%.     

加压泵站优化程序的模型建立

本文提出 ,当给水管网压力分布发生变化时 ,在高、低压区间的输水干管上增建加压泵站 ,对管网水压进行局部提升 ,降低管网压力及运行电耗 ,并采用非线性规划法对加压泵站进行优化计算 ,建立了优化程序的数学模型 ,并经实例考核 ,优于传统方式。     

加压泵站优化程序的模型建立

本文提出，当给水管网压力分布发生变化时，在高，低压区间的输水干管上增建加压泵站，对管网水压进行局部提升，降低管网压力及运行电耗，并采用非线性规划法对加压泵站进行优化计算，建立了优化程序的数学模型，并经实例考核，优于传统方式。