地震破坏供水管网低压水力分析

供水管网遭受地震破坏后会产生渗漏和爆管,在震后的紧急救援和修复阶期,供水管网处于低压带漏损供水状态。根据断开管段的沿程水头损失关系,提出一种在断开管段端点附加扩散器模型模拟断开点漏水,简化了断开管段的建模方法;将压力决定的节点配水量模型加入到水力分析中,避开了低压管网水力分析中的节点负压问题;利用线性搜索与回溯算法控制管网节点非线性方程组的迭代步长,确保了管网低压水力分析的全局收敛性。此方法具有建模简单,计算量小,全局收敛速度快的特点;通过示例计算及结果比较,验证了其有效性。

城市供水管网系统抗震能力分析模型对比研究

城市供水管网的抗震能力分析模型,可服务于管网系统的规划、设计和震后修复工作。抗震连通可靠性和抗震水力功能分析模型是两类应用广泛的管网抗震能力分析模型,现有研究中多选取1种模型进行评价,缺乏2种分析模型评价结果的对比研究。本文采用管网节点的连通可靠度、水量和压力满足率指标,作为管网节点的抗震连通可靠性、水力功能可靠性评价指标;基于Monte Carlo模拟方法,计算了不同地震烈度条件下4个Benchmark管网算例的抗震连通可靠性、水力功能可靠性;对比分析了2种模型得到的管网抗震能力指标结果的相关性和一致性。结果表明:对于多源点供水管网,2种分析模型节点抗震能力评价指标结果的相关性很低,排序一致性差;管网的抗震连通可靠度指标计算结果高于水量、压力满足率指标结果,管网的抗震连通可靠性指标表征的管网抗震能力偏高;管网中抗震连通可靠度低的节点,其震后水力功能指标取值虽然较低,但这些节点的震后水力功能指标在整个管网节点中的排序并不一定低;管网中震后水力功能指标高的节点,其抗震连通可靠度取值虽然较高,但这些节点的抗震连通可靠度在整个管网节点中的排序不一定高。为准确表述管网震后服务状态,建议采用水力功能分析模型进行管网的抗震评价。

地震破坏管线漏损分析模型对比研究

城市供水管网震后水力功能分析是评价管网震后服务能力的重要手段,针对震后漏损管网水力分析中的破坏管线出流量及其拓扑结构进行模型对比研究。通过管线破坏处的水流形态分析,得到了管网渗漏点和断开点的流出量表达式;利用局部水头损失与沿程水头损失间的等损失转化关系,建立了渗漏点与断开点出流模型的转化关系;比较分析了不同漏损出流模型的差异及其在震后管网水力计算中的适用性。分析和示例管网计算结果表明,渗漏点和断开点的水流量应分别由孔口出流处的局部水头损失和断开管段的沿程水头损失计算。

城市供水管道性态抗震设计方法

为了解决城市供水管道抗震设计较为落后的问题,提出基于性态的抗震设计方法进行研究分析,以城市供水管道抗震设防标准为出发点,以管道震害率、管道失效概率及震后供水量为衡量指标的管道性态水平划分方法,提出各类管道在不同设防地震下的性态目标,进而对不同分类管道管网的水力功能地震破坏影响进行分析.研究结果表明:基于性态的抗震设计方法能够更进一步识别供水管网的薄弱环节,为实现供水管道性态抗震设计提供初步思路.