学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

供水管网水质可靠性与污染源定位研究

作　者: 张高嫄
导　师: 赵新华
学　校: 天津大学
专　业: 市政工程
关键词: 供水管网水质路径熵水质熵水质监测点污染源定位
分类号: TU991.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 2次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

作为城市重要基础设施的供水管网，其安全可靠地运行是人民正常生产生活的最重要保障。在供水管网安全输配领域的研究中，学者们大多着眼于管网的水力安全性能，常常忽视了管网的水质安全问题。因此，本文从水质角度出发对管网的水质可靠性评价、管网水质监测点布置方法与污染源定位三方面进行了深入研究，为管网不同工况的管理与调度提供了一定的理论依据和决策支持。首先，本文对管网正常运行工况下水质可靠性评价进行了研究，利用路径熵的分析方法，借助概率空间的概念，解释、定义了管网水质熵，并推导了管网水质熵的计算公式，同时根据该计算公式建立了水质熵计算模型。在此基础上，本文定义了单水源管网的水质最大熵与相对水质熵的概念，并以相对水质熵表征管网水质可靠度。经对某市开发区供水管网分析计算，绘制出该管网等水质可靠度分布图，利用此方法可以直观地找到管网水质可靠度较低的区域，并分析其造成的原因，为管网有针对性的改造扩建提供了重要依据。其次，本文提出了一套供水管网水质监测点优化布置的方法。本文定义了上游节点集合的概念，利用此概念找出管网中各节点的上游节点集合；并对其进行筛选以保证污染事故发生后在一定的时间内监测点能够监测到水质异常；利用本文定义的节点水质灵敏度的概念对管网所有节点进行求解，并在管网各大供水范围内按照节点水质灵敏度降序排列的顺序逐点比选，全方位考虑该节点监测范围、安装条件、施工难易程度、用户重要级别等诸多因素，在理论计算与实际条件相结合的情况下最终确定最优的水质监测点布置方案。最后，在输水路径的理论基础之上，本文以惰性污染物为研究对象，提出了一套较为完善的污染源定位模型。即在监测到水质异常的监测点的覆盖范围内对各用户节点逐一进行污染源事故模拟，通过模拟结果与监测点实际监测数据的误差分析，找到可能的污染源，并利用下一时刻监测点监测到的水质异常数据在第一时刻定位结果中再次进行污染事故模拟，找到与第二时刻监测数据更接近的污染源，在经历几个时刻的定位后，最终确定唯一的污染源位置、污染时间和污染物浓度。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-16
  1.1 课题背景及研究意义  8-11
    1.1.1 城市供水管网水质现状  8-9
    1.1.2 城市供水管网水质突发性污染事故  9
    1.1.3 城市供水管网水质影响因素及防治措施  9-10
    1.1.4 课题研究意义  10-11
  1.2 国内外研究动态  11-14
    1.2.1 供水管网可靠性评价国内外研究动态  11-12
    1.2.2 管网监测点优化布置国内外研究动态  12-13
    1.2.3 管网水质突发性污染事故污染源定位国内外研究动态  13-14
  1.3 主要研究内容与技术路线  14-16
    1.3.1 研究内容  14-15
    1.3.2 技术路线  15-16
第二章供水管网水质可靠性评价  16-27
  2.1 管网水质指标  16-17
    2.1.1 余氯衰减公式  16-17
    2.1.2 节点余氯计算方法  17
  2.2 信息熵在供水管网中的应用  17-18
  2.3 水质熵的定义  18-22
    2.3.1 路径方法  18
    2.3.2 概率空间  18-19
    2.3.3 节点水质熵计算公式的推导  19-22
  2.4 计算模型  22
  2.5 水质最大熵  22-23
  2.6 管网水质可靠度  23
  2.7 实例分析  23-26
  2.8 本章小结  26-27
第三章管网水质监测点优化布置  27-40
  3.1 上游节点集合的概念  27-28
  3.2 节点水质灵敏度的概念  28-29
  3.3 管网水质监测点优化布置方法  29-30
  3.4 实例分析  30-39
  3.5 本章小结  39-40
第四章管网水质突发性污染事故污染源定位  40-61
  4.1 管网水质污染物  40-41
  4.2 管网水质模型  41
  4.3 管网水质模拟软件  41-43
    4.3.1 EPANET 软件介绍  42
    4.3.2 EPANET 软件水质功能简介  42
    4.3.3 EPANET 软件的二次开发  42-43
  4.4 管网水质突发性污染事故的模拟  43-44
  4.5 管网水质突发性污染事故污染源定位流程  44-47
  4.6 管网水质突发性污染事故污染源定位模型详解  47-54
  4.7 实例分析  54-60
    4.7.1 单监测点监测到惰性污染物情况下污染源定位分析  54-57
    4.7.2 多监测点监测到惰性污染物情况下污染源定位分析  57-60
  4.8 本章小结  60-61
第五章结论与展望  61-63
  5.1 主要结论  61
  5.2 创新点  61-62
  5.3 展望  62-63
参考文献  63-68
发表论文和参加科研情况说明  68-69
致谢  69

供水管网水质可靠性与污染源定位研究

内容摘要

全文目录

相似论文