供水管網(wǎng)優(yōu)化壓力控制漏失研究.pdf

1、城市供水管網(wǎng)漏損不僅會(huì)造成了水資源以及能源的浪費(fèi),而且還會(huì)引發(fā)一系列環(huán)境社會(huì)問(wèn)題。壓力管理是國(guó)際水協(xié)(IWA)推薦的漏失控制策略之一,它是通過(guò)優(yōu)化管網(wǎng)壓力,以降低漏失。本研究針對(duì)城市供水管網(wǎng)由于壓力過(guò)高,導(dǎo)致漏失加劇的現(xiàn)象,提出了基于壓力分區(qū)的減壓閥優(yōu)化壓力漏失控制模型,以分區(qū)調(diào)節(jié)管網(wǎng)壓力,降低由于壓力過(guò)高導(dǎo)致的漏失量。
　　在建立減壓閥優(yōu)化壓力漏失控制模型之前,本文先就漏失控制選擇一個(gè)水力建模方式,對(duì)算例管網(wǎng)分別建立了節(jié)點(diǎn)流量驅(qū)

2、動(dòng)水力模型和壓力驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)流量模型,比較分析兩模型,發(fā)現(xiàn)壓力驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)流量模型無(wú)論在精度還是對(duì)漏失量的處理上都優(yōu)于傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)流量模型,所以本研究的漏失控制模型以壓力驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)流量模型為基礎(chǔ)。其中利用EPANET軟件建立傳統(tǒng)水力模型;而壓力驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)流量模型是通過(guò)遺傳算法利用MATLAB軟件編程進(jìn)行求解。
　　通過(guò)對(duì)城市供水管網(wǎng)進(jìn)行壓力分區(qū)以確定減壓閥的安裝位置,并實(shí)現(xiàn)分區(qū)域控制管網(wǎng)。通過(guò)對(duì)城市供水管網(wǎng)壓力分布現(xiàn)狀進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)富裕水頭可

3、以用來(lái)表示壓力變化進(jìn)行壓力分區(qū),而管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以利用節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)表示。經(jīng)過(guò)多方案比較發(fā)現(xiàn)采用Mahalanobis樣品距離的重心法聚類分析能夠取得較好的分區(qū)效果。
　　在城市供水管網(wǎng)進(jìn)行了壓力分區(qū)之后,選擇每個(gè)分區(qū)的入口,并在每個(gè)壓力小區(qū)入口處設(shè)置減壓閥,以實(shí)現(xiàn)壓力的控制。在此基礎(chǔ)上,建立基于壓力分區(qū)的減壓閥漏失控制數(shù)學(xué)模型,希望獲得不同工況下,優(yōu)化壓力漏失控制的減壓閥優(yōu)化動(dòng)作策略;該數(shù)學(xué)模型是一個(gè)混合非線性優(yōu)化問(wèn)題,選擇遺傳算法對(duì)