收藏本站
《北京工业大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

分区管理模式给水管网的水力分析与模拟技术研究

刁克功  
【摘要】:随着城市化的加剧,给水管网的规模不断扩大,构造复杂度也不断提高,从而增加了运行管理的难度,如用水量计量、漏失控制、实时监控等。为了提高给水管网的管理水平,特别是减少供水产销差,国内外在一些地区进行了分区域管理模式尝试,并在近年来对这种模式的优缺点以及分区方法进行了更深入的研究。虽然大多数研究结果都肯定了分区域管理的有效性,也有越来越多的地区开始采用此种管理模式,但是该模式在实际运行管理中的应用仍存在着很大局限性,其效用尚未充分发挥。产生上述问题的主要原因如下:第一,在实际工程中,分区方案的制定仍然主要依靠工程经验,并辅助以水力模型分析,目前尚无规范且高效的技术和方法流程。第二,分区方案的设计和分区域管理模式下给水管网的水力模拟都需要使用包含管网所有要素的微观模型,此类模型的建立和校核本身就是一项非常复杂的工作,其水力计算效率也相对较低。第三,对按分区理念进行设计和改造的管网在水力特性等方面仍未开展广泛的研究,因此欠缺足够深入的认识。为了能更可靠且快捷的制定分区方案,并使其通过与水力模型更好的结合,更适用于运行管理所需的多方面要求,本文从系统科学的角度进行了相应的研究,取得的主要成果如下: 1)探索了科学的分区方法,提出了一种基于拓扑结构演化的给水管网分区方法。 依据复杂系统分解定理,复杂网络社区分析,以及城市形态学的相关理论,研究出了一种基于拓扑结构演化的给水管网分区方法,并依据实际工程案例验证了其可靠性。与传统的经验方法相比,此方法不但具有科学的理论依据,且实现简便快捷,分区边界的确定由计算机自动完成。 2)研究了分区管理模式下给水管网的校核方法,提出了专门服务于分区模式给水管网且基于动态场景的校核方法。 针对一种特定分区管理模式下给水管网的特性,对传统的模型校核方法进行了改良,提出了专门服务于分区模式给水管网校核的方法。此种方法在基于静态场景校核的基础上,通过全面选取一系列表征管网重要变化过程的动态场景进一步校核,不仅很大程度上提高了校核的精度和效率;更为重要的是,实现了对管网运行过程的校核,而非仅仅局限于校核管网在孤立的特定时刻的状态。此项研究表明,充分利用分区域管理模式的特点,甚至能够简化模型校核过程,提高精度和效率。 3)提出了基于分区结构的给水管网水力模拟并行计算的方法。 借鉴大规模电力网络的分块计算,依据分解协调算法,为三种最为常用的水力计算方法分别构造了在分区域管理模式下的并行计算方案,以进一步提高水力计算的效率。经实际计算验证,并行算法的准确性与收敛性都与原方法一致。此外,这一研究克服了以往单纯用数学方法分析此类问题所产生的局限性。具体表现为:分配至每个处理器的并行计算子单元都具有实际的物理意义,而且每个子单元的求解都最大程度的与所使用的水力计算方法的原有体系保持一致,从而保护了原方法自身的优势和收敛性。 4)提出根据分区模式给水管网各子系统的流量特性,选用不同的峰值流量系数的设计方法。 为了了解分区模式给水管网的水力特性,从基础设计理论与分区模式给水管网的流量特性出发,以描述管网流量特性的峰值流量系数作为线索,结合实际案例,确定了依照传统采用单一峰值流量系数设计的给水管网,在处于分区域管理模式下时,其水力特性和生命周期成本可能发生的变化。据此,为分区模式管网的设计和分区改造方案的评估提出了有意义的建议,即,在设计分区模式的给水管网时,有必要根据不同子系统的流量特性,为其选用特定的峰值流量系数。在对按传统方法设计的给水管网进行分区改造时,需要全面分析分区改造后,管网流量特性可能发生的变化,并依据模型分析确定这些变化会对管网水力特性产生的影响,并针对不同的负面影响制定具体的改善措施。
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU991.33

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙立国;周玉文;谢文锋;;城市供水管网泄漏频谱与预警参数研究[J];北京工业大学学报;2010年10期
2 赵维兴;刘明波;缪楠林;;基于对角加边模型的多区域无功优化分解算法[J];电力系统自动化;2008年04期
3 赵洪宾,何文杰,韩宏大,周建华,郑毅;我国供水管网实现区域管理的思路[J];中国给水排水;2001年09期
4 孙立国;周玉文;;基于压电传感器与GSM技术的供水管网漏损控制系统[J];中国给水排水;2010年06期
5 刘俊;孙佳;俞国平;;分区供水技术在漏损控制中的研究现状与进展[J];中国给水排水;2010年16期
6 赵洪宾;周建华;;新型供水模式探讨[J];哈尔滨工业大学学报;2003年11期
7 陶其育;高金良;鲁宁波;;城市给水管网实用优化分区探讨与实践[J];给水排水;2007年S1期
8 徐强;陈求稳;刘锐平;顾军农;;基于管网水力模型的独立计量分区优化[J];给水排水;2008年03期
9 雷景峰;;供水管网模型在区域计量分区管理中的应用[J];给水排水;2009年11期
10 李克非;曹惠;孙大军;;吉林市城区供水管网分区计量简介[J];给水排水;2009年S2期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王菲;城市供水管网漏损控制技术研究[D];太原理工大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贾德香,唐国庆,韩净;电力市场中基于改进模式法的电压校正控制[J];安徽电力职工大学学报;2003年03期
2 韩净,侯宜祥;基于改进遗传算法的电网无功优化[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2004年01期
3 邓建斌;叶洪江;;基于混沌遗传算法的配电网无功补偿优化[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
4 贾德香;韩净;;基于改进粒子群算法的配电网电压无功优化控制[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年01期
5 李学翔,蔡昌凤,宫建龙;基于Capdet Works的污水厂工程项目快速概预算分析[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2005年02期
6 李学翔,蔡昌凤,周福来;基于MATLAB的活性污泥法曝气量模糊控制的仿真实现[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2005年03期
7 薛同站;王国明;;城市用水量动态预测的双线性模型[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年06期
8 邓群钊;贾仁安;梁英培;;多层次多轮实地群决策法及其应用[J];安徽农业科学;2006年08期
9 郑志宏;许强;;基于宏观模型的西安市给水管网研究[J];安徽农业科学;2007年33期
10 杨朗;陈恩海;黄立飞;;系统科学在害虫管理中的应用[J];安徽农业科学;2009年21期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈树文;高琼;;网络结构视角下中关村产业集群创新驱动困境与建议[A];创新驱动与首都“十二五”发展——2011首都论坛文集[C];2011年
2 吴庆洲;;迎接中国城市营建史研究之春天[A];《营造》第五辑——第五届中国建筑史学国际研讨会会议论文集(上)[C];2010年
3 邓方;陈杰;陈文颉;朱琳;;元胞自动机及其在兵力推演中的建模与仿真[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 王春生;吴敏;曹卫华;;基于集成预测模型与专家推理策略的铅锌烧结配料优化方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 耿志勇;;具有静态非线性互联结构的分布式异构系统的稳定性[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 王瑞庆;李渝曾;张少华;;计及环路潮流约束的电力远期与现货市场古诺均衡分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 李鑫滨;王腊梅;刘仙;;基于动态复杂网络的Van der pol振子同步[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 李立;;BA无标度网络中混沌动力系统的同步分析及控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 胡伟;侯佑华;徐飞;于骥;;电力系统发电厂联络变压器的降损研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 张跃;蒋国平;;一类混沌复杂动态网络不稳定平衡点的牵制控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨莉;基于可持续发展的我国电源结构优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 陆军;基于组合学的数据编码方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王劲松;复杂系统脆性理论及其在电力系统风险分析中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 赵金宪;复杂系统脆性理论在煤矿生产系统脆性风险评价中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 石云龙;基于CAS理论的地震紧急救援系统模型构建与模拟仿真[D];中国地质大学(北京);2010年
6 杜文博;面向航空交通系统的复杂网络与网络动力学研究[D];中国科学技术大学;2010年
7 陶有德;可修复模型的系统分析[D];北京信息控制研究所;2010年
8 籍艳;几类时滞系统的稳定与同步[D];江南大学;2010年
9 于群;电力系统大停电的自组织临界特性研究[D];中国电力科学研究院;2010年
10 罗国亮;灾害应对与中国政府治理方式变革研究[D];南开大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱圣鑫;并行GPBiCG(m,l)算法与预处理技术[D];中国工程物理研究院;2010年
2 苏延森;刺激下拟南芥基因逻辑网络构建与分析[D];山东科技大学;2010年
3 纪二云;基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究[D];山东科技大学;2010年
4 李二艳;刺激下拟南芥基因相关网络构建与分析[D];山东科技大学;2010年
5 周斌;复杂网络的社团结构挖掘及应用研究[D];广西师范学院;2010年
6 李京京;城市给水管网改扩建优化设计模型研究[D];郑州大学;2010年
7 张笑;配电网短路故障计算方法研究[D];郑州大学;2010年
8 张峰;丘陵山区重力式村镇供水管网优化及安全调控研究[D];山东农业大学;2010年
9 高萌;复杂神经元网络的同步问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 徐滨海;船舶电力仿真系统建模及拓扑分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李智慧,姜印平,邵磊;新型压电加速度传感器[J];传感技术学报;2003年03期
2 王云海;影响管网节点水压的两个重要参量[J];城市公用事业;2001年06期
3 张志明;;供水管网漏损控制分区装表计量技术[J];城市公用事业;2006年04期
4 陈玲俐,李杰;供水管网渗漏分析研究[J];地震工程与工程振动;2003年01期
5 蔡大用,陈玉荣;用重叠分块牛顿法计算潮流问题[J];电力系统自动化;2001年23期
6 张海波,张伯明,孙宏斌;基于异步迭代的多区域互联系统动态潮流分解协调计算[J];电力系统自动化;2003年24期
7 程新功,厉吉文,曹立霞,刘雪连;电力系统最优潮流的分布式并行算法[J];电力系统自动化;2003年24期
8 张明军,曹立霞,厉吉文,董洁,程新功;考虑多分区无功电压优化的多Agent系统[J];电力系统自动化;2004年17期
9 苏新民,毛承雄,陆继明;对角块加边模型的并行潮流计算[J];电网技术;2002年01期
10 吉兴全,王成山;电力系统并行计算方法比较研究[J];电网技术;2003年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 杨红;卜增文;;用改进模拟退火法实现供热管网可靠性和经济性的双目标优化[A];全国暖通空调制冷2004年学术年会资料摘要集(2)[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 许刚;给水管网水力模型校正研究[D];浙江大学;2005年
2 李霞;城市供水管网漏损定位及控制研究[D];天津大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 王俊岭;城市给水系统的优化调度方法[D];太原理工大学;2002年
2 傅玉芬;城市供水管网漏损控制[D];天津大学;2004年
3 连鹏;城市供水管网漏损控制方法的研究[D];天津大学;2004年
4 段焕丰;城市供水系统动态建模技术研究[D];同济大学;2006年
5 李稳;利用趋势面分析法判定城市供水管网中漏失区的研究[D];太原理工大学;2006年
6 高亚萍;供水管网漏损原因与控制措施的研究[D];天津大学;2007年
7 覃炫;供水管网漏损预测及健康度评价[D];湖南大学;2009年
8 黄茂林;供水管网漏损控制的DMA技术及阀门布置的优化研究[D];湖南大学;2009年
9 徐玉岩;基于GIS的城市供水管网爆管预警模型研究[D];浙江工业大学;2009年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐富;浅议住宅小区给水管网的设计[J];科技情报开发与经济;2004年10期
2 伍悦滨,曲世琳,张维佳,赵洪宾;给水管网中阀门阻力实验研究[J];哈尔滨工业大学学报;2003年11期
3 李欣,王郁萍,赵洪宾;给水管网中细菌再生长的研究[J];哈尔滨工业大学学报;2002年03期
4 徐晶,夏西宁,毕征云,钟俊;PE内衬技术在给水管网维修方面应用的探讨[J];环境保护科学;2004年04期
5 陶陶,闾国年,张书亮;GIS技术支持下的给水管网模型与网络分析[J];给水排水;2005年02期
6 彭祖平;莫官容;周先礼;;基于MATLAB的给水管网等水压线图的绘制[J];西南给排水;2007年05期
7 李艳杰;;浅谈市区给水管网的建设[J];黑龙江科技信息;2011年12期
8 曹瑞玉;;“环流网”理论与实践[J];给水排水;1984年06期
9 张土乔,康会宾,毛根海;城市给水管网可靠性分析初探[J];浙江大学学报(工学版);1998年03期
10 鲁旭,童祯恭;给水管网水力模型系统应用分析[J];管道技术与设备;2005年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 付踊跃;于涛;;论抢修节在给水管网抢修中的应用[A];土木建筑学术文库(第11卷)[C];2009年
2 薛晓波;陈浩涛;;对汕头市中心城区给水管网规划的几点体会[A];规划创新:2010中国城市规划年会论文集[C];2010年
3 张志军;张存章;;给水管网水力模型的应用[A];2011全国给水排水技术信息网年会暨技术交流会论文集[C];2011年
4 黄吉琳;;给水管网漏损的防治[A];2010年全国给水排水技术信息网年会论文集[C];2010年
5 施卫红;;给水管网水力模型在供水专业规划中的应用[A];规划创新:2010中国城市规划年会论文集[C];2010年
6 吴斯文;张建明;胡新立;陆中华;;湛江市海湾西片给水管网改扩建设计[A];2011全国给水排水技术信息网年会暨技术交流会论文集[C];2011年
7 王黄金;张潇;;农村给水管网设计概述[A];河南省土木建筑学会2010年学术研讨会论文集[C];2010年
8 李进民;;旧给水管网改造设计粗糙系数n值的确定[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
9 刘桂臣;蒋白懿;刘新;冯青;;给水管网优化设计研究与探讨[A];2007年全国给水排水技术信息网成立三十五周年纪念专集暨年会论文集[C];2007年
10 朱晔;寇新建;;给水管网可靠性分析中的若干问题[A];2007年全国给水排水技术信息网成立三十五周年纪念专集暨年会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 田远进;万福路机场路 给水管网建设两路并进[N];桂林日报;2009年
2 记者 田远进 实习生 黄芸 通讯员 李翔;万福路给水管道建设强力推进[N];桂林日报;2008年
3 王力平 黄传宝;点点滴滴物尽其用 扎扎实实促进发展[N];中国质量报;2008年
4 朱敏;“数字化”管理:节能好帮手[N];无锡日报;2009年
5 本报记者 程熳;银龙管业:做一流的环保节能产品[N];黄石日报;2009年
6 记者 李文生;9月前新增优质学位7000个[N];深圳特区报;2011年
7 记者 刘佳丽;我市市区建设进展良好[N];定西日报;2009年
8 特约记者 陈庆;1040万改善贡井老街基础设施[N];自贡日报;2011年
9 孙殿军 高波;龙腾虎跃展新姿[N];北大荒日报;2010年
10 中铁五局(集团)有限公司海外工程分公司 张朋;建筑给水中的水锤防护技术[N];经济信息时报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刁克功;分区管理模式给水管网的水力分析与模拟技术研究[D];北京工业大学;2011年
2 于志强;给水管网水力模型软件与校验抽样设计研究[D];天津大学;2010年
3 钟丹;给水管网余氯衰减规律及影响因素研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 王洋;给水管网铁稳定性特性及控制技术研究[D];清华大学;2009年
5 王丹宁;城市给水管网水质因子宏观研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
6 肖笛;城市给水管网爆管事故在线监测研究[D];天津大学;2007年
7 许刚;给水管网水力模型校正研究[D];浙江大学;2005年
8 黄亚东;给水管网水质传感器优化选址研究[D];浙江大学;2007年
9 陈军;分布式存储环境下并行计算可扩展性的研究与应用[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
10 张理论;面向气象预报数值模式的高效并行计算研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯炳燕;基于分形理论的M项目给水管网规划研究[D];华南理工大学;2011年
2 王晓轩;吉林省抚松县松江河镇给水管网多工况优化设计研究[D];吉林建筑工程学院;2010年
3 杨宗森;基于慢变流理论的给水管网漏失模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 丁丽丽;给水管网事故工况建模方法研究[D];郑州大学;2012年
5 胡婧;基于水力瞬变流理论的给水管网漏失实验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 杜敏娜;多水源切换对给水管网水质的影响研究[D];西安建筑科技大学;2010年
7 付亚平;基于WATERGEMS的城市供水系统规划与改造研究[D];北京工业大学;2011年
8 姚丽萍;给水管网水力计算方法与应用程序的开发研究[D];武汉理工大学;2003年
9 黄纯凯;既有给水管网输配淡化海水水质稳定性控制研究[D];天津大学;2012年
10 魏戈;基于粒子群遗传混合优化算法的给水管网优化设计的研究[D];兰州理工大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026