城市供水管网漏损率量化及控制研究

论文摘要

我国是水资源严重短缺的国家,随着社会经济的发展,水资源供需矛盾进一步恶化,城市缺水问题显得尤为突出。在保证供水安全可靠的前提下,解决供水管网漏损严重的问题已是刻不容缓,成为长期困扰世界供水行业的一大难题。降低漏损率、有效的控制漏损已成为从事供水管网工作的科技人员和学者致力研究的重要目标。所以,进行供水管网漏损控制研究,降低管网漏损,既可节约宝贵的水资源,又可降低供水成本,提高供水企业的经济效益和社会效益,具有重要的现实意义。根据国际水协颁布的供水管网漏损率的构成因素,由现场数据确定了基于夜晚最小流量供水管网平均压力和物理漏损水量的非线性幂指函数关系,而传统的水量平衡法无法完全地反映出管网中的有效售水量;利用置信区间方法进行了水表低流量未计量水量的研究;以S地区供水管网为例,采用灰色关联动态分析理论来确定各个供水管网漏损率影响因素的关联度排序为物理漏失水量、管龄、管材、水表误差、偷窃水和施工质量;再将所得到的关联结果和影响因素的评价指标相结合,利用模糊聚类技术分析贴近度相似供水区域,并阐述了方法的优缺点和适用范围。这样水司可以有目的、有计划、有重点地逐渐提高对管网的维护水平进而降低管网漏损率;最后,从漏损控制的实际操作方面,建立了以控制点富裕水头最小为目标函数的压力控制模型,使控制点与泵站出口压力形成闭环反馈模型,模型在S地区应用得到了较好的效果。本文旨在现场试验、理论和数据分析的基础上,提出想法和见解,为供水企业提供一些技术理论和实用工具上的支持,提高管网漏损控制工作的针对性、主动性和预见性,对将管网漏损控制,具有重要的指导意义和使用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 城市供水管网漏损现状
• 1.1.3 城市供水管网漏损评价
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 供水管网漏损数学模型研究
• 1.2.2 供水管网漏损控制方法研究
• 1.3 本文主要研究内容和意义
• 1.3.1 课题研究内容
• 1.3.2 课题研究意义
• 第2章 试验原理与方法
• 2.1 MNF 测定方法
• 2.2 灰色系统及灰色关联分析原理
• 2.2.1 灰色系统简介
• 2.2.2 灰色关联动态分析理论
• 2.2.3 灰色关联动态分析模型
• 2.3 模糊聚类分析原理
• 2.3.1 模糊聚类分析简介
• 2.3.2 模糊聚类算法
• 2.3.3 模糊相似度计算
• 第3章 城市供水管网漏损率量化研究
• 3.1 基于MNF 的物理漏失水量分析
• 3.1.1 基于 MNF 的物理漏失模型的建立及求解
• 3.1.2 结果分析与讨论
• 3.2 账面漏失水量分析
• 3.2.1 水表未计量水量分析
• 3.2.2 水表离线鉴定误差率分析
• 3.2.3 免费供水量的统计
• 3.3 供水管网漏损率量化实例分析
• 3.3.1 实例管网简介
• 3.3.2 结果分析与讨论
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于灰色—模糊理论的漏损控制研究
• 4.1 供水管网漏损率影响因素分析
• 4.1.1 灰色关联动态模型的建立
• 4.1.2 漏损率影响因素灰色关联度分析
• 4.1.3 漏损率影响因素权重分析
• 4.2 基于漏损率影响因素的灰色-模糊聚类分析
• 4.2.1 灰色—模糊矩阵的建立
• 4.2.2 灰色—模糊矩阵的求解
• 4.2.3 结果分析与讨论
• 4.3 本章小结
• 第5章 基于压力控制模型的漏损控制研究
• 5.1 压力控制模型的建立及求解
• 5.1.1 压力控制模型的建立
• 5.1.2 压力控制模型的求解
• 5.2 压力控制模型实例分析
• 5.2.1 实例管网简介
• 5.2.2 结果分析与讨论
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录Ⅰ水表离线鉴定数据
• 附录Ⅱ模糊聚类源程序
• 致谢