给水管网管径管材联合优化算法的设计及应用

给水管网设计中经常面临管径和管材的联合优选问题。针对传统管径优选技术的不足,提出了管材管径联合优化方法,改进了遗传算法的染色体编码方式,并以我国北方某县镇的供水管网扩建工程为例,对改进后的算法进行了应用。

基于EPANET的供水系统中变频变压供水方式的模拟

供水系统中取水泵站的变频运行属于变频变压供水方式。EPANET为模拟供水系统提供了通用的框架,其中的水泵模型可以用来模拟各种工况下的水泵运行。水泵的外特性曲线、水泵转速及转速模式决定了水泵变频运行的模拟精度。通过联合应用EPANET内的水泵模型和压力破除阀模型,建立了供水系统中变频变压供水方式的模拟方法。将此方法应用于模拟我国南方某城市原水系统取水泵站的变频运行。经过模型校核及验证,结果表明该方法可以较为准确地反映此取水泵站系统的运行状况。

给水管网水质监测点优化选址研究进展

介绍了给水管网水质监测点优化选址研究的发展历史、基本原理和基本算法,分析了两类监测点优化布点问题的差异,回顾了国内外在城市给水系统管网水质监测点优化布点方面的研究与实践进展,针对日益突出的饮用水安全问题,提出应尽快开展以确保管网水质安全为目标的应对突发外侵式管网水质事件的监测点优化选址研究。

基于改进层次分析法的小城镇供水消毒工艺的选择

小城镇消毒工艺的选择是一个多因素、多目标的决策过程。根据小城镇及其供水特点，选取游离氯、氯胺、二氧化氯、紫外线和臭氧五种消毒工艺为研究对象，将评价过程中的定性和定量指标分别处理，并运用模糊理论，对传统层次分析法做出改进，为小城镇选择实际、经济、有效的消毒工艺提供科学的评价方法。

供水管网水力计算引擎OWA-EPANET 2.2特性分析及应用

2019年12月,开源水分析(Open Water Analytics,OWA)社区在GitHub上发布了OWA-EPANET Toolkit 2.2。为了便于用户更好地了解和使用新版工具箱,重点阐述OWA-EPANET Toolkit 2.2对计算引擎和编程接口的改进,包括压力驱动分析、高效的单周期水力模拟、多线程并行以及通过代码建立供水管网模型等。此外,通过案例和实际管网验证了OWA-EPANET Toolkit 2.2可以更快速、准确地获取管网模拟结果。同时,结合数字水务的发展趋势,展望了OWAEPANET Toolkit 2.2对我国水务企业转型的应用价值。

基于NSGA-Ⅱ算法的给水管网多目标优化设计

为了得到科学合理的给水管网设计方案,在设计时要同时考虑其经济性和可靠性。经济性以"管网建造费用"为目标函数,可靠性以"节点富余水头总和"和"节点富余水头方差"为目标函数,综合这两方面建立了给水管网优化设计的多目标数学模型,并通过MATLAB和EPANET等软件平台,运用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对该多目标数学模型进行求解分析。最后以纽约隧道(New York Tunnel)工程案例加以验证,结果证明了所采用的基于非支配遗传算法的多目标数学模型在给水管网设计中的合理性和有效性。

基于覆盖水量的监测点优化选址法的缺陷与改进

研究了给水管网水质监测点选址的方法,分析了覆盖水量法存在的缺陷,针对这一缺陷,提出了一种基于覆盖水量指数的改进方法,在评价节点的代表性时,该方法同时考虑了总覆盖水量和覆盖水量时间分布对节点代表性的影响,提高了管网水质监测点优化选择的准确度和监测数据的代表性.为了提高优化问题求解的速度,采用了遗传算法求解水质监测点优化选址问题,并将此两类方法应用于2个案例管网.对于案例中的管网,采用布设7个监测点,可有效监控所有95个节点中85%以上的管网水量.同时,实际案例管网的应用表明,与覆盖水量法相比,覆盖水量指数法的计算结果具有更好的代表性,基于此建立的给水管网在线监测网络能够更好地代表管网的水质情况.

遗传算法与其变型求解管径优选问题的比较

在优化配水管网的管径设计方案时,为了缩短计算时间、简化参数选择过程,需要选取速度快,参数敏感性低的算法。该文比较分析了标准遗传算法、稳态遗传算法和子群遗传算法进行管径优化计算时的求解速度和其速度对参数的敏感性。依据经典的管径优化问题框架,编写测试程序,利用3种算法对纽约隧道管网算例进行了多次管径优化计算。比较了不同的种群大小、重组率和变异率下3种遗传算法获得已知最优解时的水力计算次数和参数局部敏感性。结果表明:子群遗传算法达到已知最优解的平均水力计算次数少,不同的参数选取对其平均水力计算次数的影响较小。该算法求解速度快,参数敏感性低,推荐在管网设计时选用。

基于风险分析的多水源原水系统应急优化调度

为了更积极地应对我国城市水源地的突发污染事故,提高多水源原水系统供水的安全性和可靠性,将基于不确定性分析的供水风险概念引入原水系统的水量调度中,采用历史数据统计分析应急条件下城市取水量与用水量的变化规律,利用图论与网络分析的思想建立了多水源原水系统的网络规划模型,并通过模拟计算得到原水系统供水风险的分布规律,对拟定的原水供需条件给出了优化调度方案。然后将此方法应用于Z市咸潮期应对城市水源地突发污染事故的水量调度中,计算结果与实际情况比较吻合,证明了该方法的可行性。