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基于仿真模拟的供水管网漏损控制研究

作　者: 于江杰
导　师: 崔建国
学　校: 太原理工大学
专　业: 市政工程
关键词: 供水管网 仿真模型 漏损控制 阀门控制 管网分区
分类号: TU991.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着我国城镇化的快速发展,城市缺水状况已经成为摆在我国供水行业面前突出的问题。城镇供水系统中供水管网的漏损现象,不仅是对宝贵的水资源严重的浪费,同时也给供水企业造成了巨大的经济成本压力。因此,供水管网漏损控制技术的研究和运用,不仅可以节约水资源,同时可以提高供水企业的经济效益和社会效益。本文通过对供水管网系统仿真理论的分析研究,对供水管网系统进行仿真模拟,进而将其应用于管网漏损控制工作中,为漏损控制技术的研究提供理论依据。本文力求使理论研究尽可能的用以指导实践,希望能够对我国供水行业解决管网漏损控制问题提供实用的方法。论文的主要研究内容包含以下几方面：(1)对影响供水管网漏损的主要因素进行分析研究,提出了评判漏损几率的实用模型。(2)对供水管网系统仿真理论和模型进行了介绍和分析,通过对供水管网系统的静态仿真和动态仿真系统的研究,总结出对不同特点管网系统进行仿真模拟的方法,力求对管网水力运行的特点和状况进行直观反映,对寻求进行供水管网漏损主动控制的方法提供依据。(3)在供水管网漏损原因分析的基础上,确定压力因素为进行主动漏损控制的目标因素。在管网仿真模拟的基础之上提出了进行主动供水管网漏损控制的几种方式,即通过阀门调节优化管段局部压力、设置减压阀降低局部管网过高压力、通过分区供水、分区计量、分压分时分量供水进行管网漏损控制。研究得出的主要结论：(1)影响我国供水管网漏损的因素是多方面的而且极为复杂,在各种影响因素中,我们已经认识到压力是供水管网发生漏损甚至是爆管的一个很重要的因子,通过调控供水管网中的过高压力,可以有效的降低供水管网的漏损率。(2)供水管网的仿真模型是建立在三种基础模型之上,通过对管网运行的水力参数的分析,可以得到供水管网系统的仿真模拟运行状态。供水系统仿真的研究,在管网优化设计的实践中得到了很成功的应用,本文将此仿真模型应用于已建的供水管网系统,对其进行管网的压力状况的分析,为通过控制管网的压力进行管网漏损的控制提供理论依据。(3)在管网仿真模拟的基础上,本文提出了通过调节管网中的阀门开启度的大小,设置减压阀等实现降低管网中部分区域水头压力过高的方法；通过对供水区域的分区供水分区计量,对小区域的分时分区分量供水等方法,实现供水管网的漏损控制。在供水管网漏损控制研究中这些方法使得对管网漏损工作的主动性控制得以实现。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
第一章 文献综述与选题  11-21
  1.1 选题背景  11-14
    1.1.1 我国水资源现状  11
    1.1.2 我国供水管网系统漏损现状  11-12
    1.1.3 我国供水管网漏损控制现状  12-14
    1.1.4 供水管网系统仿真研究现状  14
  1.2 供水管网漏损控制研究进展  14-18
    1.2.1 供水管网漏损预测研究  14-16
    1.2.2 供水管网漏损检测技术研究  16-17
    1.2.3 供水管网漏损控制研究  17-18
  1.3 课题的提出  18-20
    1.3.1 供水管网漏损控制的重要性  18-19
    1.3.2 国内供水管网漏损的控制工作存在的问题  19-20
  1.4 木论文研究的主要内容  20-21
    1.4.1 研究内容  20
    1.4.2 研究创新点  20-21
第二章 供水管网漏损控制目标因素研究  21-29
  2.1 供水管网漏损影响因素分析  21-26
    2.1.1 管材对管道漏损的影响  21-22
    2.1.2 管径对管道漏损的影响  22-23
    2.1.3 管道埋设年代对漏损的影响  23-24
    2.1.4 接口形式对管道漏损的影响  24
    2.1.5 温度对管道漏损的影响  24-25
    2.1.6 压力对管道漏损的影响  25-26
  2.2 漏损几率评价及模型分析  26-29
    2.2.1 供水管网漏损评价  26-27
    2.2.2 漏损几率评价模型  27-29
第三章 供水管网系统仿真研究  29-49
  3.1 供水管网仿真模拟基础  29-31
  3.2 供水管网系统的数学模型  31-35
    3.2.1 节点方程模型  31-33
    3.2.2 环路方程模型  33-34
    3.2.3 管道方程模型  34-35
  3.3 供水管网系统的静态仿真  35-44
    3.3.1 简单供水管网系统的静态仿真  35-38
    3.3.2 含增压泵站供水管网的静态仿真  38-41
    3.3.3 考虑供水泵站特性曲线的系统静态仿真  41-44
  3.4 供水管网系统的动态仿真  44-49
    3.4.1 供水管网系统的动态仿真  44-46
    3.4.2 考虑供水泵站特性曲线的系统动态仿真  46-49
第四章 基于仿真模拟的管网漏损控制分析  49-57
  4.1 供水管网系统仿真内容和模型  49-50
    4.1.1 供水管网系统仿真包含的内容  49
    4.1.2 供水管网仿真模拟应用模型  49-50
  4.2 供水管网漏损控制的压力目标分析  50-53
    4.2.1 指数回归方程确定漏损量与压力的关系  50-53
    4.2.2 一调控供水管网压力控制管网漏损日标  53
  4.3 供水管网漏损控制的压力系统仿真模拟  53-57
    4.3.1 管网漏损控制中的压力仿真模拟  53-56
    4.3.2 仿真系统与基本漏损因素藕合评判  56-57
第五章 管网漏损控制技术研究  57-71
  5.1 阀门调节下管网漏损控制技术  57-67
    5.1.1 可调节开启度的阀门的优选方法  57-59
    5.1.2 压力调节阀优化控制的数学模型  59-64
    5.1.3 布置减压阀门降低局部管网过高压力控制管网漏损  64-67
  5.2 分区计量对供水管网漏损控制技术  67-71
    5.2.1 供水管网分区计量分区供水探讨  67-68
    5.2.2 分压分时分量供水漏损控制  68-71
第六章 实例分析  71-81
  6.1 管网模拟参数仿真  71-77
  6.2 漏损控制方法  77-81
第七章 结论和建议  81-83
  7.1 结论  81-82
  7.2 建议  82-83
参考文献  83-87
致谢  87-89
攻读学位期间发表的学术论文目录  89

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 市政工程 > 给水工程（上水道工程） > 配水工程 > 配水管网
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