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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. 相似文献
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《中国农村水利水电》2020,(2)
随着城市化进程的加快,城市供水管网的运行工况发生变化。对给水管网平面图数字化处理,建立管网拓扑模型。借助营业抄表用水量计算节点流量,对多水源给水管网进行水力分析,评价管网运行工况。提出有效的低投资的节能降耗措施,可提高给水管网的运行指标,改善低水压用水区域的供水状况。 相似文献
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建立给水管网校正优化模型，目标函数使所求摩阻与初始摩阻差值的平方和最小，并满足与敏感度矩阵有关的约束。在建立较符合现状的给水管网微观模型的基础上，采用蚁群算法进行给水管网的改扩建研究，取得了较好的优化结果。 相似文献
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基于蚁群算法的给水管网改扩建优 总被引：1，自引：0，他引：1
建立给水管网校正优化模型，目标函数使所求摩阻与初始摩阻差值的平方和最小，并满足与敏感度矩阵有关的约束。在建立较符合现状的给水管网微观模型的基础上，采用蚁群算法进行给水管网的改扩建研究，取得了较好的优化结果。 相似文献
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给水管网优化设计的多目标遗传算法 总被引：2，自引：0，他引：2
为兼顾给水管网优化设计中的经济性和可靠性问题,以管网年费用和管网系统可靠性为目标函数建立给水管网优化设计的多目标遗传算法数学模型;并将系统可靠性定义为"节点富余水头加权平均值"和"管网恢复力",进而对多目标遗传算法模型求解过程进行分析。最后以一个典型的工程案例加以验证,结果表明,多目标遗传算法所得到的目标函数值和管网水力性能明显优于传统设计方法,充分说明了多目标遗传算法用于管网优化设计的实用性和有效性。 相似文献
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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。 相似文献
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应用瞬变流分析方法对大型给水管网中阀门状态变化影响分析是从理论上系统地建立在线管理与控制模型分析结构的重要组成部分.基于流体瞬变流动理论模型,对管网节点、水泵、阀门等边界条件的水力特性及模型方程的特征线解法进行了论述和分析.应用瞬变流分析方法分析实例管网的阀门状态变化对管网状态的影响,分析管网的实时响应.阀门状态变化分析有助于对管网状态的实时变化了解,是建立管网在线控制模型分析结构的基础. 相似文献
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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,以安徽省六安市霍邱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同流时,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优秀. 相似文献
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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。 相似文献
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A model for optimal operation of water supply/irrigation systems of various water quality sources, with treatment plants, multiple water quality conservative factors, and dilution junctions is presented. The objective function includes water cost at the sources, water conveyance costs which account for the hydraulics of the network indirectly, water treatment cost, and yield reduction costs of irrigated crops due to irrigation with poor quality water. The model can be used for systems with supply by canals as well as pipes, which serve both drinking water demands of urban/rural consumers and field irrigation requirements. The general nonlinear optimization problem has been simplified by decomposing it to a problem with linear constraints and nonlinear objective function. This problem is solved using the projected gradient method. The method is demonstrated for a regional water supply system in southern Israel that contains 39 pipes, 37 nodes, 11 sources, 10 agricultural consumers, and 4 domestic consumers. The optimal operation solution is described by discharge and salinity values for all pipes of the network. Sensitivity of the optimal solution to changes in the parameters is examined. The solution was found to be sensitive to the upper limit on drinking water quality, with total cost being reduced by 5% as the upper limit increases from 260 to 600 mg Cl l–1. The effect of income from unit crop yield is more pronounced. An increase of income by a factor of 20 results in an increase of the total cost by a factor of 3, thus encouraging more use of fresh water as long as the marginal cost of water supply is smaller than the marginal decrease in yield loss. The effect of conveyance cost becomes more pronounced as its cost increases. An increase by a factor of 100 results in an increase of the total cost by about 14%. The network studied has a long pipe that connects two distinct parts of the network and permits the supply of fresh water from one part to the other. Increasing the maximum permitted discharge in this pipe from 0 to 200 m3 h–1 reduces the total cost by 11%. Increasing the maximum discharge at one of the sources from 90 to 300 m3 h–1 reduces the total cost by about 8%. 相似文献
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为解决机电泵利用工频电源(50 Hz)作恒速运转条件下,灌溉面积或地形高差变化较大的管道式喷微灌系统灌水均匀度不能满足灌溉要求的问题,提出了一种变频调速分级恒压灌溉自动控制系统,该系统将变频技术和自动化技术相结合,具有变频调速和全自动闭环控制功能的机电一体化智能设备,可同时对1台或多台三相380 V,50 Hz水泵电动机进行自动控制.该系统设计了多段压力设置转换电路,可根据预先设定的压力控制值自动进行压力等级切换,并对管网的电磁阀开启、关闭进行控制,实现分级恒压自动供水灌溉.通过工程实例分析表明,采用水泵工频控制时喷灌系统水头最大差值为12.89 m,采用变频分级恒压控制时喷灌系统水头最大差值为3.38 m,满足设计压力变幅不大于4.00 m的要求.同时该系统具有节水、节能、自动化程度高、运行管理方便以及保证管网和水泵安全运行等功能,能够根据灌溉分区进行分级恒压自动供水灌溉,满足灌水均匀度要求. 相似文献
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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. 相似文献
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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。 相似文献
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从建设模式、投资模式与产权界定、运行机构与制度、水费制定与收缴。水价与运行成本、水质监测几个方面对杭州农村供水工程进行了调查与评估分析。通过调查表明:城市水厂管网延伸工程基本能可持续,乡镇集中供水工程可持续有一定困难,而以村为单位分散供水工程可持续性具有较大困难。 相似文献
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【目的】研究多水源高扬程供水工程在断电停泵时的水力过渡特性及其水锤防护措施。【方法】基于一维瞬变流理论和特征线法,对空气阀采用自由气体空穴理论,建立供水系统整体数学模型。针对无防护措施下的断电工况过渡过程计算结果,选择在水泵出口侧和扬水管地面段末端设置快关式逆止阀,在供水管道局部高点设置空气阀的联合水锤防护措施,并进行了空气阀参数的敏感性分析。【结果】在未采取水锤防护措施时,在水泵出口侧发生较大压降且供水管道沿线最低内水压力严重超标。在采取合适的水锤防护措施后,在断电工况下,水泵无反转且泵后最小压力不低于-5m,泵后扬水管最小压力不低于-5m,供水主管最大压力不超过160m,最小压力不低于-5m。【结论】空气阀可对水泵出口侧和供水管道的负压起到很好的控制效果。 相似文献
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结合可靠度的自压树状管网管径优化研究 总被引：1，自引：1，他引：0
《灌溉排水学报》2019,(1)
在自压输水系统中,管道投资占系统的比例较大,管径既是管道系统的一个基本技术参数,也是影响管道经济性的一个重要因素。【目的】合理地选取管径,节约工程投资、降低能耗、保证系统供水安全。【方法】以管网投资和运行管理费用最小为目标函数,管网节点水量可靠度指标、水压、流速等为约束条件,建立了自压树状管网管径优化模型,以新疆苏巴什河自压输水灌区为例进行分析,采用PSO算法与SAPSO算法优化求解模型。【结果】对比相同节点水量可靠度下的目标函数费用,SAPSO算法均低于PSO算法,其优化结果更好;对节点水量可靠度Ri=0.7下SAPSO算法的计算结果与最优解的相对偏差统计分析可知,小于10%的概率达到97%,其所建模型稳定,计算精度较高。【结论】考虑管网可靠性,所建模型能够较为系统地反映自压输水管网在全寿命周期的运行情况,运行结果的可靠性高;利用SAPSO算法优化求解模型,优化结果更为精确可靠,该方法能为类似工程的管网管径优化问题提供借鉴。 相似文献