基于压力估计的供水管网水力模型校核

供水管网水力模型校核过程中,由于监测点个数较少而校核的参数过多,校核结果往往与实际不符。为使校核结果较为符合实际,提出一种基于压力估计的水力模型校核方法,根据实测监测点压力和入口流量数据估计非监测点的压力,并将估计的节点压力作为校核问题中的已知条件。以管道海曾威廉系数为校核参数,使用多层感知器(Multilayer perceptron,MLP)估计节点压力,使用遗传算法(Genetic algorithm,GA)优化目标函数。案例分析表明,提出的MLP-GA比GA校核效果更好,3个监测点压力绝对误差之和从37.81 m减小到33.65 m,降幅达11.0%;管道海曾威廉系数的绝对误差之和从933.5降低到847.0,降幅达9.27%。

基于供水管网水力模型的市政管网消防供水能力研究

为提高城市消防安全水平和火场救援的效率和质量,基于供水管网水力模型,对市政管网消防供水能力进行研究,利用算法分析计算应急状态下满足消防取水需求的市政管网最大消防给水量,得出市政给水设施在火灾条件下的实际给水能力。填补城市消防给水设施管理部门和消防实战应用单位之间的真空地带,解决各信息之间的“信息断层”和应用系统之间的“信息孤岛”问题,充分发挥城市消防给水设施效能,保障消防安全。

基于水力模型的地下式水质净化厂防洪风险评估

以位于滞洪区的地下式水质净化厂为例,基于Infoworks ICM构建流域一维模型和滞洪区二维模型并开展耦合,通过实测暴雨数据和分洪过程进行率定和复盘,保证了模型可靠性。在此基础上,对滞洪区和水质净化厂防洪风险进行分析。结果表明:在现状防洪标准下,厂区存在防洪风险,其中降雨、控泄、河道构筑物及滞洪区糙率等因素也会不同程度影响水位变化,研究成果为滞洪区及水质净化厂后续的运营和应急管理提供科学的技术支撑。

基于NSGA-Ⅱ的供水管网水力模型的校核优化

传统的城市供水管网的水力模型参数的设置存在精确性差、响应速度慢等缺点。为提高水力模型校核效率,保证校核精度,文章采用实时监测点数据、水池水位监测数据以及仪器测量误差,确定校核目标函数,利用NSGA-Ⅱ算法对目标函数进行迭代计算,得到准确的管网动态水力模型。为验证该模型的有效性,将其应用于某区域实际供水管网,并与传统的水力模型进行对比。结果显示,基于NSGA-Ⅱ算法的供水管网水力模型具有响应速度快、准确性高等优点,能够提高城市供水管网的智能化水平。

县域供水管网水力模型建设与应用实践

与大中城市相比,县域城镇供水管网具有独特的地形特征、管网覆盖密度等特点。以安吉县供水管网为例,总结近年来水力模型在降本增效、动态评估、联合调度等场景中的建设与应用实践,为其他县域城镇供水管网水力模型应用提供参考。

基于水力模型的污水管网高水位运行问题对策研究

管网高水位运行严重影响着水质净化厂运行效率和水环境安全。以六安市城北片区污水系统为例,由于存在用水早晚高峰的情况,区域内泵排区和自流区高峰水量叠加,造成水质净化厂进水泵房及相关管网全天大部分时间处于高水位运行情况。基于数值模型技术,通过分析泵站片区可调蓄水量和需要调蓄的水量,对二级污水泵站设置时序控制规则,利用多方案寻优方法,判断最优方案。最优方案通过PLC对各泵站进行实际设置,基于实际运行效果,发现利用时序控制方法可以有效降低管网高水位运行情况,并且增强了进水稳定性,保证水质净化厂稳定运行。

基于水力模型耦合机器学习的城市污水干管风险评估

污水干管承担了主要的污水转输任务,失效后对环境影响大,为保障污水系统安全稳定运行,需要开展污水干管风险评估。以广州市中心城区的污水干管为研究对象,基于最新的管网现状结构数据和运行数据,耦合使用机器学习、水力模型等多种方法用于评估,简化用于评价的数据种类,筛选出7类指标作为风险评估指标,找出“高风险”污水干管,采用增设连通管等方法降低风险。结果表明:机器学习模型“非高风险”管段预测精度为96.84%,“高风险”管段预测精度为85.95%,可认为模型精度满足使用要求;与改造前的管段进行对比,有88.92%的“高风险”管段转变为“非高风险”管段,保障了污水干管的安全运行。

基于水力模型的城市大型调蓄湖泊退水时间测算方法

调蓄湖泊在城市内涝防治中发挥着重要作用。当城市遭遇多场长历时强降雨时,若调蓄湖泊未及时腾空库容而漫溢,易引发系统性内涝灾害。为评估调蓄湖泊应对多场长历时强降雨时的防灾韧性水平,结合武汉市实际,提出了湖泊退水时间评价指标。以武汉市最大的3个湖泊水系为例,基于构建的湖泊水系水动力模型,模拟了100 a一遇不同超长历时设计降雨下的重点湖泊水位变化。结果表明:遭遇1 d设计降雨时,汤逊湖、东湖模拟最高洪水位均未超过控制最高水位,但退水时间较长,分别达到9 d、3 d+6 h;退水期间,再次遭遇强降雨时,存在较大内涝风险。该研究可为平原河网地区排涝标准的制定及排涝设施规模的设计提供参考。

基于实时水力模型的智慧管网管理系统建设与应用

厦门市政水务在自行建立离线模型的同时,抓紧推进信息化基础建设,补充完善GIS管网数据、对水厂管网的监测数据进行了整合,为建设基于实时水力模型的智慧管网管理系统做好了基础数据准备。系统的建设不仅解决了维护更新困难的问题,还创新地把实时机理模型拓展到移动端,使得模型的应用从有线向无线,大大拓展了系统的应用场景。实践表明,智慧管网管理系统的建设是高水平供水管网管理的综合体现,也是对数字化转型工作的检验。

水力模型在山地丘陵地区洪涝分析中的应用

某项目建设于山谷带中,易受暴雨山洪水影响,需要在规划设计阶段采取工程措施疏导山洪水,降低项目建设后的洪涝风险。文章通过ArcGIS软件进行水文分析,确定项目范围、受山洪影响的汇水面积和流量,并设计截洪沟布设位置和尺寸;基于InfoWorks ICM软件构建现状工况、规划工况两个洪涝风险评估模型,分析项目建设前后的洪涝风险。结果显示,项目范围现状洪涝风险等级较高,但通过设计截洪沟将山洪引至下游天然冲沟中,项目范围内的洪涝风险等级明显降低。

基于EPANET水力模型的隧道消防供水管网模拟

随着城市发展,旧城区交通流量不断增加,下穿隧道成为缓解交通压力的一种有效方法。位于我国西南地区的旧城区因地形高差起伏较大、现状市政供水管道压力分布不均匀,导致常规计算难以判断隧道内各点的消防供水压力。文章以四川省宜宾市某隧道工程为例,采用EPANET水力模型对隧道消防供水管网进行模拟研究,分析3种消防水源不同组合工况下消火栓系统的运行压力。研究表明,消防水源采用对角线的布置方式更为合理,使得管网运行压力更均匀,消防供水也更加安全。通过EPANET进行水力模拟,可更加准确、直观地判断不同水源工况下管网系统的运行状况,为复杂型隧道消防系统设计提供理论依据。

水力模型在城市供水管网施工改造中的应用研究

随着城市化进程的加快,城市供水管网的施工改造已成为城市基础设施建设的重要组成部分。在供水管网的施工改造中,水力模型技术的应用可以有效地指导工程实践,提高工程施工的效率和质量。本文通过对水力模型在城市供水管网施工改造中的应用进行研究,探讨了水力模型在城市供水管网施工改造中的作用和意义,明确其中存在的种种问题,针对性地提出了相应的解决策略,以期为城市供水管网的施工改造提供支持。

基于水力模型的建筑加压调蓄系统能耗评估及优化研究

建筑加压调蓄系统的能耗在建筑能耗中占据较大比例,泵组优化及能耗控制已成为目前业内的研究焦点之一。该研究基于水力模型对上海市某养老院二~七层现状供水系统进行建模并校核,针对用水特性提出节能优化方案,并对不同供水模式中泵组运行能耗进行评估。研究结果表明,该养老院的现状变频泵选型过于保守,造成较大能源浪费;在单泵工况下,同型号变频泵比工频泵更为节能,而叠压供水设备与变频泵相比可节约67.8%的能耗;在双泵工况下,2台变频泵采用同频调速的方式能够有效控制能耗,其与变频泵+工频泵并联供水相比可节约9.1%的能耗,但仍然无法摆脱低流量下处于非高效区运行的影响;而采用变频大泵与工频小泵组合的供水方式可以有效利用工频小泵过渡低效区,其与全变频相比可节约18.4%的能耗。但在实际双泵运行工况下,需要根据泵房的自控系统条件折中选择供水模式。

区域供水管理单位角度的供水管网水力模型应用探索

随着社会的进步和城市化进程的加快,供水管网拓扑日益复杂,由于供水管网的稳定运行直接关系到居民生活和城市发展的可持续性,故供水管网管理的重要性也日益突出。水力模型作为现代管网管理的数字化工具,逐渐从发展期过渡到成熟期。在这样的背景下,供水管网水力模型的建立和应用成为提升供水管网管理效率和解决供水问题的重要手段。以武汉长江供水实业股份有限公司为例,系统性地阐述了区域供水管理单位供水管网水力模型建立和应用的过程,并提出建模过程中存在的问题及应对方法,可供类似单位作为案例参考。通过实际案例的验证,进一步展示了在区域供水管理单位具备良好基础管理能力的前提下,水力模型建设不仅能够顺利实施,而且在提升供水管网运行效率、优化调度及降低事故发生率等方面具有显著效果。

城市给水管网动态水力模型构建与实时调度策略研究

本论文以某市给水管网管理为研究对象,对动态水力模型构建和实时调度策略应用进行了深入的研究。通过对大量管网数据采集分析,构建详细动态水力模型并将仿真结果同实测数据比较,证明该模型准确实用。并以此为基础实施实时调度策略,同时通过应用数据采集与监控系统及调度决策支持系统显著增强供水系统响应速度及稳定性,减少供水事故发生,带来明显的经济与社会效益。研究表明,动态水力模型及实时调度策略对提高供水管网管理效率,确保供水安全起着至关重要的作用。今后随着科技的进步,动态水力模型及实时调度策略仍有较大的改进空间,可以在更多领域得到运用。

城市给水管网水力模型构建与动态校核方法研究

在城市化迅速推进的时代背景下,如何对城市给水管网进行有效管理与安全运行就变得非常重要。研究目的是探索城市给水管网水力模型构建方法及动态校核技术,促进模型准确实用。在对流体力学、管网分析以及水质模拟理论基础进行分析的基础上,论文对水力模型建设需要的数据类型进行了详细说明,主要包括管网拓扑结构、管道属性以及节点信息。同时讨论EPANET、InfoWorks模型构建方法与工具的利弊。动态校核中,引入移动压力监测、虚拟监测点的方式,对其适用性及结果进行分析。另外对国内外水力模型校核中的准则及建议进行了论述,并对如何建立合理校核准则进行了探讨。研究结果表明,该模型实现了供水系统运行优化,能够有效地开展压力管理、漏损控制及故障诊断等工作,对于供水系统长远规划与拓展具有十分重要的意义。

水力模型在城市排水管网改造设计中的应用

利用水力模型软件InfoWorks CS建立广州市沙河涌截污主管水力模型,评估管道水力运行状况,找出截污主管高水位运行及局部旱天溢流的原因,制定针对现状问题的解决方案,并利用水力模型对设计方案进行校核,保证方案的合理性和可行性。通过实例介绍排水管网水力模型在城市排水管网改造设计中的应用方法和具体流程,可为其他地区模型应用提供参考。

平面S形流道双向轴流泵装置水力模型研究

采用双向对称翼型设计轴流泵叶轮 ,配合平面 S形布置的进出水流道组成双向抽水装置。通过不同的导叶及布置方式来适应泵站不同的正反向运行工况的要求。该装置只要改变电机的转向即能实现双向抽水 ,结构简单、运行管理方便。净扬程在 3m左右时 ,泵装置正向最高效率可达到 6 2 %～ 6 6 % ,反向装置效率可达到 5 5 %～ 6 2 % 。

双向潜水贯流泵装置水力模型研究

基于常规潜水轴流泵的结构组成双向贯流泵装置 ,双向抽水功能通过潜水泵整体掉头和采用双向叶轮这两种方式来实现。通过模型试验掌握导叶和流道结构尺寸对潜水贯流泵装置水动力性能的影响。研究表明 ,这两种双向贯流泵装置的性能均优于目前常用的井筒式装置 ,特别是双向叶轮潜水贯流泵装置具有结构简单、维护管理方便的优点 ,适合于低扬程双向泵站使用。

基于CADTableConvert和雨水管网设计计算表的自动SWMM水力模型构建方法研究

为了高效快捷地构建SWMM雨水管网模型,根据雨水管网设计计算表的管网信息存储特点,提出了基于CADTableConvert和雨水管网设计计算表构建SWMM雨水管网模型的方法,以哈尔滨市水泥路区域雨水管网模型构建为例,介绍了该方法的具体实施过程。首先通过CADTableConvert软件将管网图形数据和属性数据进行同步的自动GIS转化,然后在GIS中完成汇水区的转化,最后通过CADTableConvert软件将检查井图层、管段图层和汇水区图层转化为inp文件,并在SWMM中进行模型的相关设置,从而完成SWMM水力模型的自动构建。