供水管网漏损控制的DMA技术及阀门布置的优化研究

摘要

目前，管网漏损控制已经成为供水企业乃至全世界都关心的重要课题。在消费者对供水要求的日益提高和环境保护意识的日益强烈的情况下，管网漏损问题及其控制越来越引起供水系统的关注，特别是在缺水型的城市，一方面供水资源不足，另一方面却是经过处理的优质水资源没有经过利用就白白的浪费了。而我国是一个水资源总量较大的国家，但人均可利用水量却属于贫水国家，因此，进行管网的漏损控制是势在必行的，进而更加需要漏损控制的技术支持。 本文以降低城市供水管网漏损率为目的，分别以中部某市城西给水管网和一个小区为研究对象，针对供水管网的DMA技术和以降低管网漏损率为目标的阀门安装位置的优化布置，进行了以下研究：1)系统地阐述了DMA技术，包括DMA实施步骤框图，DMA的设计、管理和维护等内容；2)以某市城西管网为例，阐述了DMA技术实施时的要点，并借助EPANET2.0软件，辅助分析了DMA对管网压力以及水质指标的影响；3)以全局剩余压力为最小为目标函数，采用遗传算法对管网阀门安装的数量及安装位置的优化进行了研究。结果表明：城市供水管网利用DMA技术来控制管网漏损，不能只是通过人工主观规划，应与计算机仿真模拟相结合，这样可以规避人工规划的局限性和预测DMA运行后可能存在的问题，进而在后续的工作中加以修正。通过计算机模拟DMA技术对管网运行的影响得出DMA对压力的影响是负面的，而对水龄和余氯却有轻微的改善作用。阀门位置对管网压力的影响研究中，分别分析了实例小区安装不同数量阀门时对管网压力调降的效果，结果表明阀门的数量越多，压力调降的效果就越好，但是阀门数量时与压力调降并不是线性关系，而是阀门超过一定数量后，压力降低值就不明显了。但是对漏水量的控制效果是正相关的关系，随阀门数量增加而降低。

目录

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声明

第1章绪论

1.1课题背景与研究意义

1.1.1课题背景

1.1.2研究意义

1.2国内外研究进展

1.2.1当前国内外衡量漏损控制的指标

1.2.2国外供水管网漏损控制研究进展

1.2.3国内供水管网漏损控制研究进展

1.3本文的研究内容及方法

1.3.1本文的研究内容

1.3.2解决问题所用的方法

第2章DMA的设计、管理与维护

2.1 DMA的概念与目的

2.2 DMA的设计与安装

2.2.1 DMA的设计原则

2.2.2 DMA的规划设计与安装

2.3 DMA的管理

2.3.1 DMA建成时的初期管理

2.3.2 DMA的常规管理

2.3.3 DMA的边界管理

2.3.4建立DMA的数据库

2.4 DMA维护

2.4.1管网系统变化引起的DMA维护

2.4.2 DMA设备的维护

2.5本章小结

第3章DMA实例研究

3.1设计要求

3.2初步DMA规划

3.2.1 DMA分区方案

3.2.2压力分区方案

3.2.3管理分区方案

3.2.4方案比较与推荐方案

3.3推荐方案的计算机水力模拟测试

3.3.1推荐方案水力模拟测试

3.3.2推荐方案修正

3.3.3 DMA对管网压力影响评价

3.4推荐方案的DMA对水质影响的计算机模拟研究

3.4.1 EPANET水质模拟模型简介

3.4.2 DMA对管网水龄的影响模拟研究

3.4.3 DMA对管网余氯的影响模拟研究

3.5本章小结

第4章管网漏损控制中阀门位置的优化研究

4.1阀门布置点优化模型

4.2遗传算法的概念

4.3利用遗传算法求解阀门布置点优化模型

4.3.1求解思路

4.3.2编码方法

4.3.3目标函数的确定

4.3.4适应度函数的确定

4.3.5优化模型中的参数设置

4.3.6终止条件

4.4阀门布置点优化模型求解流程

4.5阀门布置点优化实例

4.5.1实例来源

4.5.2遗传算法计算结果分析

4.6本章小结

结论与建议

参考文献

致 谢