Identification of Water Quality Model Parameter Based on Finite Difference and Monte Carlo

Identification results of water quality model parameter directly affect the accuracy of water quality numerical simulation. To overcome the difficulty of parameter identification caused by the measurement’s uncertainty, a new method which is the coupling of Finite Difference Method and Markov Chain Monte Carlo is developed to identify the parameters of water quality model in this paper. Taking a certain long distance open channel as an example, the effects to the results of parameters identification with different noise are discussed under steady and un-steady non-uniform flow scenarios. And also this proposed method is compared with finite difference method and Nelder Mead Simplex. The results show that it can give better results by the new method. It has good noise resistance and provides a new way to identify water quality model parameters.

基于NSGA-Ⅲ算法的长距离调水泵站多目标优化调度研究

针对长距离调水泵站运行过程中水泵运行效率低、安全隐患较大等问题,以调水泵站运行电费最小、水泵平均效率最大、水泵流量平均偏离度最小、水泵平均启停频次最小为目标建立优化模型。以华东某沿海城市调水工程为例,采用第三代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)求解优化模型,运用层次分析法与CRITIC法进行组合赋权,结合逼近理想解排序法(TOPSIS)进行方案优选。结果表明,相较于常规调度方案,优化调度方案中两泵站的运行电费和水泵流量平均偏离度均显著降低,水泵平均效率均显著提高,水泵平均启停频次均有所减少。表明在综合考虑泵站运行经济性的情况下,所建优化模型能够有效降低安全隐患。

基于智慧水力学的长距离调水工程调度参数预测方法研究

为提高长距离调水工程调度参数的计算精度,提出了智慧水力学的概念,基于南水北调中线工程的运行监测数据,采用人工智能方法开展了长距离调水工程调度参数预测方法研究。在对数据清洗的基础上,基于长短时记忆神经网络(LSTM)模型建立了白河、十二里河、东赵河节制闸调度参数的预测模型,采用鲸鱼优化算法(WOA)优化模型的超参数并进行调度参数预测。结果表明:3个节制闸的闸前水位和流量预测值与其实测值的最大平均绝对误差分别为0.655 cm和1.326 m^(3)/s,说明智慧水力学理念和人工智能方法在长距离调水工程调度参数预测中的适用性和精准性。研究内容可为实现工程调度参数预测与精准智能调度提供理论基础。

线性输水工程断水工况临时应急输水方式

我国采用线性输水工程实施大型远距离引调水,以优化水资源时空配置。长距离输水工程所经路线地质条件及气象条件复杂,需经受地质灾害及洪水考验,本研究旨在探讨此类工程受异常外界因素影响导致输水中断,如何采用应急输水方式快速恢复输水功能,以保障受水地区生活用水正常供应。

远距离调水工程调度运行研究

我国水资源分布非常不均匀,为了解决部分地区水资源稀缺的问题,国家有很多建设和正在建设中的调水工程,这些工程都可以很好地解决部分城市水资源稀缺的情况。调水过程本身就是一个很复杂的流程,调水相关工作人员更应该认真分析其特点做出相应工作上的调整,以便更好地完成调水工作,很好地解决水资源紧缺地区的用水问题。因此,分析了调水工程的供水调度的特点、调水运行的原则并探究了调水运行的流程,希望给有需要的相关工作人员提供一些帮助。

长距离重力流输水管道系统水锤防护设计

为研究长距离重力流输水管道系统水锤防护设计,文章基于水锤压力理论,利用水锤波的波速、特征线方程及边界条件,建立水锤分析模型。应用该模型计算新疆准东五彩湾供水工程输水管道水锤防护的不同方案,结果表明,新疆准东五彩湾供水工程通过在管道既定位置安装双动式空气阀、超压泄压阀、液控蝶阀及双向调压塔能达到水锤防护要求。对长距离重力流输水管道水锤压力控制有一定的指导价值。

南水北调中线PCCP管道工程安全监测方案研究

PCCP管道工程是南水北调中线北京段最长的大型输水工程,为两排直径4 m预应力钢筒混凝土管道(包括2条隧洞)。通过对PCCP安全监测设计进行研究,阐述了长距离、超大口径PCCP输水工程安全监测的设计原则、监测项目、详细布置及监测结果分析,为同类输水工程的监测设计提供借鉴,并为超大口径PCCP管道结构安全与质量控制研究提供合理的数值依据。

长距离输水泵站管道优化设计

长距离输水泵站管道设计合理与否，对泵站工程的正常运行和投资影响较大．本文建立了长距离输水泵站管道优化设计的线性规划模型，并附有算例和解法．

再生水与长距调水的费用—效果比较

以北京市为案例,分别在静态和动态两种条件下,采用费用—效果分析的方法对污水再生利用和远距离调水这两种供水方案进行了比较。研究结果表明,在满足相同供水效果的条件下,不论是静态比较还是动态比较,再生水工程都是更具有成本有效性的方案;尤其是在动态条件下,投资的阶梯曲线效应使得污水再生利用工程具有更大的成本优势。

长距离大口径PCCP管道水压试验方法改进研究

水压试验是压力管道竣工验收之前履行的一个试验项目,验证管道及各附属建筑物设计工况。对于长距离超大口径PCCP管道,受水源、工期、靠背等工程条件限制,若采用规范中的有关试验要求将难以实施。文中分析了不同规范的水压试验要求,阐述了水压试验改进的必要性,并针对南水北调PCCP管道工程,从加强工程前期的管道压力分段、检修设施布置、管道接头打压设计以及严格控制管道制造、安装相关试验过程等方面,论述了设计改进方法。

复合式排气阀用于长距离输水系统水锤防护

针对具体工程提出了利用复合式排气阀进行长距离输水系统水锤防护的措施.结果表明:复合式排气阀可避免因液体汽化形成的断流弥合水锤,大幅度降低水锤暂态过程中管路最高正压、最低负压的绝对值;长距离输水系统应在缓闭阀出口、管路最高点、局部凸起点以及大坡度长距离上升段的适当位置安装复合式排气阀.

重力有压流长距离输水可靠性模拟

以重力有压流长距离输水系统为研究对象,采用水厂需水量满足程度作为系统可靠性的量化指标,建立输水系统可靠性模型,模拟分析了连通管间距对输水系统可靠性的影响.算例结果表明,随着连通管数目的增加,系统可靠度趋于稳定;同一连通管间距下,输水距离越大,系统可靠度越低;随连通管间距的减小,输水距离导致的可靠度差距逐渐减小.在保证输水系统可靠度要求的前提下,定量测算了不同输水距离下连通管间距的参考值,为科学设计长距离重力有压流输水系统,提高系统可靠性提供依据和参考.

GIS技术在引渤济锡海水输送工程选线中的应用

引渤济锡海水输送工程是锡林郭勒盟恢复草原生态和实施以发展电力和煤化工为主体的褐煤开发战略的基础工程,该工程自渤海湾引海水到内蒙古自治区的锡林浩特市,线路全长607km。基于ArcGIS平台,在综合考虑地形、地质、宗地利用等多种影响因素的前提下,利用三维空间建模及栅格分析技术,通过对各影响因素设定不同的权重组合生成多条备选输水线路,并利用遥感图像,结合人工辅助决策,在三维视景环境中对所选线路进行比对、优化,选出符合工程实际的最优输水路线,提高选线的效率。

大型输水工程网络三维场景建设关键技术研究

为了直观展示大型输水工程的整体规划设计和建设成果,给调水管理部门运行管理和综合决策提供技术支持,以南水北调中线一期工程为研究对象,运用数字地球理念,针对工程距离超长、建筑物规模庞大及地形复杂等特点,研究了长距离大范围网络三维场景建设关键技术问题,分析了三维场景构成要素及难点。通过试验论证提出了长距离大规模工程建筑物在Skyline平台上基于三维模型部件和位置的分组切割和融合方法,解决了地球表面长距离大范围工程建筑物与高精度地形表面模型的无缝集成及海量数据的流畅加载问题,实现了大型输水工程三维场景的网络在线快速浏览和三维分析应用。该技术在南水北调中线一期工程三维场景建设中取得良好应用效果,为类似长距离大范围输水工程网络三维场景建设及分析应用提供参考。

长距离输水工程中排气阀的性能探讨

排气阀是长距离输水管道安全的重要防护设备。通过对比分析传统浮球式排气阀和气缸式恒速缓冲排气阀的,指出传统浮球式排气阀普遍存在的技术缺陷,认为气缸式恒速缓冲排气阀的结构更合理。工程实证研究结果表明,气缸式恒速缓冲排气阀对于管道水锤防护具有重要意义。

南水北调中线干渠冰期拦冰索水力控制条件研究

通过控制水力条件,使拦冰索能够有效拦截浮冰、使得浮冰能够在拦冰索前停滞堆积而形成冰盖,是保证南水北调中线工程冰盖下安全输水的关键。本文基于中线干渠冰期原型观测数据,分析了浮冰下潜的临界水力条件,表明传统的第二临界Fr(0.08~0.09)只适用于判别冰盖前缘的浮冰运动状态,对于判别拦冰索前浮冰运动状态、分析拦冰索的拦冰能力具有局限性,并论证了采用Ashton孔口排冰公式来判断拦冰索前的流冰运动状态的合理性。研究表明,同一水力条件下,拦冰索的水下淹没深度越大,其拦冰性能越好,拦冰索前冰凌下潜的临界Fr越大;并在此基础上确定了中线工程各渠池拦冰索的最小淹没深度。研究成果可为中线工程冰期输水方案制定和拦冰索技术改造提供依据。

加利福尼亚调水工程对我国调水工程的启示

始建于20世纪60年代的加利福尼亚州北水南调水利工程,为解决美国加利福尼州水资源分配的不均衡起到了至关重要的作用,也为加州的经济社会发展做出了杰出贡献,同时也是世界长距离调水工程的典范。现从综述的角度介绍加州调水工程中涉及到的基本问题,并基于综述,提出几点启示,以期对我国正在进行的举世瞩目的南水北调工程提供一定的参考。

南水北调中线工程PCCP及暗涵输水系统空气阀型式研究

南水北调中线工程惠南庄—大宁段采用2排4 m直径的PCCP管,为大口径长距离管道输水系统,其运行工况复杂,压力变幅大,应充分考虑长距离大型有压输水管道发生破坏性水锤事故的多样性及其特点。针对工程特点着重对空气阀型式、布置等进行分析论证,确保压力输水系统安全、可靠,减少维修,节约运营成本。

长距离调水工程最优控制数学模型

为了降低输水成本,利用电网峰荷期和基荷期不同的电价及最优化原理,提出了一种针对长距离复杂调水工程的最优输水控制方法。建立了在一个运行周期内,使整个渠道输水费用最低为目标函数的最优输水控制控制模型。算例结果表明,较传统的渠道控制方法,用本优化模型控制渠道运行,可大量减少输水成本,减少泵站开停机次数,且能保持渠道内水流稳定,保证渠道安全运行,是一种较理想的远距离复杂渠道输水控制方法。

自流压力输水管路保水堰最小安全超高分析

自流压力输水管路的保水堰是保证稳定供水和安全运行的重要工程措施。本文把调节池-输水管道-保水堰作为一个水力系统,分析保水堰的工作原理和运行特点,建立动态水流的数值计算模型。利用试验数据对计算模型进行验证后,采用数值方法对保水堰的水流特性进行模拟。结果表明,当输水系统停水时,长管道水流的惯性力作用可能引起调节池的水位跌落和波动,为了防止进水口发生水体脱空现象,保水堰的最小安全超高需大于上游突然停水时调节池的最大跌落深度,从而建立了保水堰安全超高的估算公式。