供水管網(wǎng)系統(tǒng)是保障城鎮(zhèn)正常運(yùn)作的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一,關(guān)系到人民生活、企業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展,是緊密聯(lián)系凈水廠和用戶的重要載體之一,在飲用水的存儲(chǔ)、運(yùn)輸和調(diào)度上發(fā)揮重要作用。管網(wǎng)漏失問(wèn)題是影響供水服務(wù)水平的重要因素,尤其隨著城市擴(kuò)張、水源數(shù)量增加、管網(wǎng)不斷延伸、老城區(qū)管網(wǎng)老化,若水司缺少管理調(diào)度規(guī)劃,會(huì)造成多水源間水量分配不協(xié)調(diào)、管網(wǎng)壓力分布不均衡,使得漏失問(wèn)題更為嚴(yán)重。大量水資源在輸配過(guò)程中流失,不僅造成浪費(fèi),不利于水資源的可持續(xù)利用,還增加制水售水成本,制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)長(zhǎng)足發(fā)展。多水源管網(wǎng)作為現(xiàn)今普遍存在的供水系統(tǒng),如何通過(guò)劃分各水源供水區(qū)域,協(xié)調(diào)各水廠二泵站運(yùn)行,對(duì)其進(jìn)行漏失管理從而提高運(yùn)行管理水平,成為亟待解決的問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題,本文對(duì)多水源管網(wǎng)漏失控制進(jìn)行深入分析。首先基于管網(wǎng)短期需水量預(yù)測(cè)改進(jìn)管網(wǎng)動(dòng)態(tài)水力模型,為優(yōu)化調(diào)度提供指導(dǎo);通過(guò)研究壓力驅(qū)動(dòng)漏失理論,準(zhǔn)確模擬漏失現(xiàn)象。然后研究一級(jí)分區(qū)理論和泵組工況多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度理論,探討靜態(tài)與動(dòng)態(tài)調(diào)整相結(jié)合的方法對(duì)漏失控制的作用效果,并在B市管網(wǎng)應(yīng)用。供水管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)不僅與靜態(tài)屬性（管道屬性和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）相關(guān),同時(shí)也受動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的影響,尤其是節(jié)點(diǎn)需... 

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【部分圖文】：

我國(guó)城市各年漏損水量及供水總量圖[3]

1.2.3管網(wǎng)漏失控制措施1994年，May[18]提出經(jīng)典的固定和可變區(qū)域漏失模型FAVAD，指出漏失水量的變化率與壓力變化率以及指數(shù)N1有關(guān)。對(duì)于一個(gè)漏點(diǎn)，壓力越大，漏失水量也就越多。國(guó)際水協(xié)的漏失控制協(xié)會(huì)和美國(guó)土木工程協(xié)會(huì)認(rèn)為，壓力控制是進(jìn)行漏失控制的重要措施，不僅能有效降低現(xiàn)有探漏手段難以發(fā)現(xiàn)的微小漏口產(chǎn)生的漏失水量，還能有效降低管網(wǎng)的壓力水平，降低爆管事故頻率，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看還具有節(jié)約用水的作用[19]。相比于其他的控漏技術(shù)，具有實(shí)施成本低、作用時(shí)間長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，能有效平衡運(yùn)行管理指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)。圖1-2國(guó)際水協(xié)總結(jié)的四種控漏策略[20]壓力控制常運(yùn)用泵站調(diào)度、水池水位優(yōu)化、管網(wǎng)壓力分區(qū)等方法實(shí)現(xiàn)[21]。因此，本文選取供水水源分區(qū)和泵站調(diào)度作為主要研究分析的漏失控制措施。1.2.3.1供水管網(wǎng)分區(qū)城市管網(wǎng)尺寸龐大、管道數(shù)量眾多，增大漏控難度，漏失水量難以精準(zhǔn)計(jì)算，一些漏點(diǎn)也難以檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，使得日常運(yùn)行維護(hù)難以高效開(kāi)展。由于標(biāo)準(zhǔn)化分區(qū)流程的缺位和管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的差異，大多數(shù)管網(wǎng)分區(qū)依賴人工經(jīng)驗(yàn)法，限制分區(qū)技術(shù)的推廣使用。近年來(lái)，不少學(xué)者參與管網(wǎng)分區(qū)研究工作，提出不同的技術(shù)方法。目前常用的分區(qū)方法可以分為三類：路徑搜索、聚類分析和社區(qū)發(fā)現(xiàn)[22]相較于其他的方法，路徑搜索方法更直觀、便于理解，事實(shí)上最早應(yīng)用的分區(qū)方法也是路徑搜索方法。2002年，李黎武[23]使用有向圖鄰接矩陣分層方法確定多水源供水分區(qū)，繪制出供水分界線。路徑類方法最為常見(jiàn)的是最小功率耗散

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-10-第2章供水管網(wǎng)短期需水量預(yù)測(cè)2.1引言為準(zhǔn)確模擬用戶節(jié)點(diǎn)實(shí)際用水量，首先應(yīng)收集歷史用水量數(shù)據(jù)，剔除其中的異常數(shù)據(jù)，建立用水戶短期需水量預(yù)測(cè)模型，并將預(yù)測(cè)結(jié)果結(jié)合用戶性質(zhì)、大用戶用水統(tǒng)計(jì)量和時(shí)變化系數(shù)將整體用水量按比例分配在各節(jié)點(diǎn)，準(zhǔn)確校準(zhǔn)微觀水力模型，為泵組工況優(yōu)化調(diào)度提供指導(dǎo)。本文提出DBSCAN-XGBoost的組合預(yù)測(cè)方法，其中DBSCAN用于識(shí)別剔除異常用水量數(shù)據(jù)，XGBoost預(yù)測(cè)需水量。供水管網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，泵組的啟閉和調(diào)節(jié)需要針對(duì)未來(lái)一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的用水量，既要滿足基本供水服務(wù)需求，又要盡可能降低壓力，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、控制漏失。精準(zhǔn)的調(diào)度運(yùn)行依賴于精確的預(yù)測(cè)，管網(wǎng)需水量預(yù)測(cè)是指導(dǎo)優(yōu)化運(yùn)行的依據(jù)。針對(duì)尚未實(shí)際發(fā)生的用水行為，只有給出預(yù)測(cè)用水量，才能模擬未發(fā)生時(shí)刻下的水力條件，才能評(píng)價(jià)不同調(diào)度運(yùn)行方案的各項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)，從而選出最優(yōu)方案。因此，提高短期預(yù)測(cè)的精度，能有效提高調(diào)度運(yùn)行方案的指導(dǎo)意義。2019年，Tiago和Luna[52]提出管網(wǎng)優(yōu)化框架如圖2-1所示，其中需水量預(yù)測(cè)結(jié)果和管網(wǎng)數(shù)值模型是獲得優(yōu)化方案的重要前提。圖2-1管網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度框架圖為實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度目的，本研究關(guān)注較短的時(shí)間周期內(nèi)需水量的變化，為管網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度措施控提供精準(zhǔn)指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗和控漏降漏的目標(biāo)，應(yīng)采用分鐘或小時(shí)為單位的短期需水量預(yù)測(cè)。另外，本文提出將機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的XGBoost算法應(yīng)用于短期需水量預(yù)測(cè)，通過(guò)與傳統(tǒng)時(shí)間序列法預(yù)測(cè)模型對(duì)比，檢驗(yàn)極端梯度提升方法的預(yù)測(cè)性能。2.2DBSCAN識(shí)別異常用水量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)需水量需要有準(zhǔn)確的歷史用水量數(shù)據(jù)記錄。以分鐘、小時(shí)為時(shí)間顆粒度的短期需水量預(yù)測(cè)一般通過(guò)電子遠(yuǎn)傳水表、流量計(jì)完成數(shù)據(jù)讀娶傳輸和記

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于魯棒能力的體系多目標(biāo)組合優(yōu)化[J]. 李瑞陽(yáng),王智學(xué),禹明剛,何紅悅.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2019(05)
[2]基于大規(guī)模時(shí)間序列的井漏事故預(yù)警方法[J]. 涂曦予,于露,耿子辰,薛質(zhì),張保穩(wěn).  信息技術(shù). 2018(12)
[3]國(guó)家“水十條”考核與城市節(jié)水[J]. 舒詩(shī)湖.  供水技術(shù). 2018(02)
[4]《城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損控制及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》CJJ 92-2016重點(diǎn)內(nèi)容解讀[J]. 劉闊,趙順萍,劉鎖祥,王新.  城鎮(zhèn)供水. 2017(05)
[5]城市供水管網(wǎng)三級(jí)分區(qū)水力模型漏失控制研究[J]. 譚奇峰,高金良,葉健,刁美玲,譚本源.  中國(guó)給水排水. 2016(13)
[6]水污染防治行動(dòng)計(jì)劃[J].   中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2015(05)
[7]水源切換條件下管網(wǎng)管垢穩(wěn)定性和水質(zhì)腐蝕性判定指標(biāo)探討[J]. 李玉仙,王敏,李禮,趙蓓,虞睿,柴文,顧軍農(nóng),林愛(ài)武.  給水排水. 2015(02)
[8]分形理論在城市供水管網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用研究[J]. 葉健,高金良,刁美玲,李冬平,王晶惠,周連波.  工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào). 2014(06)
[9]住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、國(guó)家發(fā)展改革委聯(lián)合發(fā)布城鎮(zhèn)供水設(shè)施改造與建設(shè)“十二五”規(guī)劃[J]. 宮仁.  建筑工人. 2012(07)
[10]石羊河流域蒸發(fā)蒸騰量遙感反演及靈敏度分析[J]. 馬宏偉,王乃昂,朱金峰,董春雨.  水資源與水工程學(xué)報(bào). 2010(06)

博士論文
[1]缺水城市多水源供水管理的系統(tǒng)分析方法與應(yīng)用研究[D]. 于冰.大連理工大學(xué) 2019
[2]大規(guī)模供水系統(tǒng)直接優(yōu)化調(diào)度研究[D]. 陳磊.浙江大學(xué) 2005

碩士論文
[1]基于漏失控制的供水管網(wǎng)水力模型及其應(yīng)用研究[D]. 陳偲.湖南大學(xué) 2018
[2]基于高維多目標(biāo)優(yōu)化的供水管網(wǎng)設(shè)計(jì)研究[D]. 熊柳.廣東工業(yè)大學(xué) 2018
[3]基于圖論的山地城市供水管網(wǎng)DMA分區(qū)控漏技術(shù)研究[D]. 王荀.重慶大學(xué) 2018
[4]沈陽(yáng)市A小區(qū)供水管網(wǎng)漏失評(píng)價(jià)及控制研究[D]. 張璐.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[5]供水管網(wǎng)優(yōu)化壓力控制漏失研究[D]. 張飛鳳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[6]多水源供水系統(tǒng)泵組優(yōu)化控制漏失[D]. 陳晨.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3111886