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基于GIS系统的城市供水管网漏损评价方法研究

郎鹏凯  
【摘要】: 城市供水是城市的命脉,是保障人民生活生产不可缺少的物质基础,已成为我国城市可持续发展和建设的重要制约因素,直接关系到社会的稳定和经济的发展。城市供水管网是供水系统的主要组成部分,良好的管网运行和管理,将直接关系到城市供水的社会效益和经济效益。然而,城市供水管网在其运行过程中,由于一些无法预测和无法控制因素的影响,会不可避免地遭到一定程度的损坏,从而造成部分自来水漏失。 长期以来,管网漏损一直是影响水司产销差的最大问题,降低管网漏损也成为供水企业亟待解决的问题之一。目前,国内外进行漏损控制主要是在对管网漏损认识的基础上研发一些检漏方法和检漏仪器,但这些方法和仪器都存在一些问题,比如投资大、精度低、难见效益等。 本文的主要目的是在进行漏损因素分析的基础上对供水管网的漏损可能性大小做出评判,从而将评价结果用于实践。如何正确分析和评价供水管网的漏损情况对整个供水系统的漏损控制有着重要的意义,也可以作为供水企业做出漏损检测、管网更新等决策的重要依据。 本文在大量城市管网漏损数据的基础上,系统分析了影响管道漏损的各种因素,才能更深入的了解管网漏损的机理。进行漏损因素分析,才能更深入的了解管网漏损的机理。经过研究发现,管道埋设附近的土质情况和管道的供水压力是主要因素。土质情况会引起其它漏损因素如基础沉降等的变化从而导致接口松动,当管道敷设完成后,供水压力则是众多影响因素中唯一短时期内存在变化的因素。与管网工作压力相比,管道的埋设年限看似与漏损的关系密切,但研究却表明它与管网的漏损之间的关系不是很明显。这些分析结果是漏损评价过程中选取评价因子、确定因子权重和构造评判矩阵的基础。 由于管网的漏损评价为模糊事件,评价结果应该用模糊语言表达,故本文选取模糊综合评判法作为进行漏损评判的数学模型,为此文中还详细分析了进行模糊综合评判所需的几个要素(包括评语集、因子集、因子权重以及评判矩阵)。考虑到一般的因子权重获取方法如专家打分法带有一定的主观性,本文选取层次分析法作为计算因子权重的方法,从而使得权重分配更加合理。 考虑到进行供水管网漏损评价的基础数据量大且较为繁杂,在分析了供水管网GIS的优势的基础上,本文提出了以GIS为平台构建评价模型的设想,并对GIS平台中集成评价所需模块进行了可行性分析。 本文研究取得的研究结论是: 1)经过对大量漏损数据的研究,发现影响管网漏损的因素主要是土壤性质和供水压力,而一般认为影响较大的服役年限与漏损之间并无明显关系; 2)模糊评判法既结合了主观判断又融入了数学方法,既避免了主观判断可能出现的错误,又缩小了在数据不足的情况下过分依赖数学方法出现的误差; 3)基于本次漏损因子的数据分析,对供水管网的漏损评价过程进行了研究,并针对隶属函数的分级点难以确定的问题作了简化处理,即在数据分析的基础上进行因子评分,确定单因子的隶属度; 4)结合管网漏损数据分析,确定使用AHP法作为评价过程中因子权重的获取方法。AHP法实现了定性分析与定量分析的结合,相比于专家打分的权重分配方法更加合理; 5)研究了GIS系统进行二次开发的可能,并认为在GIS中集成其他功能是完全可行的;做了漏损评价的需求分析,为以后在GIS系统中构建评价模块提供了一个思路。 以上研究为城市管网的漏损评价提出了一种实际可行的方法,也为供水企业进行漏损控制提供了一个新的思路。


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