供水管網(wǎng)系統(tǒng)是保障城鎮(zhèn)正常運作的重要基礎(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、運輸和調(diào)度上發(fā)揮重要作用。管網(wǎng)漏失問題是影響供水服務(wù)水平的重要因素,尤其隨著城市擴張、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,使得漏失問題更為嚴(yán)重。大量水資源在輸配過程中流失,不僅造成浪費,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)濟社會長足發(fā)展。多水源管網(wǎng)作為現(xiàn)今普遍存在的供水系統(tǒng),如何通過劃分各水源供水區(qū)域,協(xié)調(diào)各水廠二泵站運行,對其進行漏失管理從而提高運行管理水平,成為亟待解決的問題。針對上述問題,本文對多水源管網(wǎng)漏失控制進行深入分析。首先基于管網(wǎng)短期需水量預(yù)測改進管網(wǎng)動態(tài)水力模型,為優(yōu)化調(diào)度提供指導(dǎo);通過研究壓力驅(qū)動漏失理論,準(zhǔn)確模擬漏失現(xiàn)象。然后研究一級分區(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)與動態(tài)調(diào)整相結(jié)合的方法對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),同時也受動態(tài)數(shù)據(jù)的影響,尤其是節(jié)點需... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

我國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)。對于一個漏點，壓力越大，漏失水量也就越多。國際水協(xié)的漏失控制協(xié)會和美國土木工程協(xié)會認(rèn)為，壓力控制是進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，長遠(yuǎn)來看還具有節(jié)約用水的作用[19]。相比于其他的控漏技術(shù)，具有實施成本低、作用時間長的優(yōu)點，能有效平衡運行管理指標(biāo)和經(jīng)濟效益指標(biāo)。圖1-2國際水協(xié)總結(jié)的四種控漏策略[20]壓力控制常運用泵站調(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)計算，一些漏點也難以檢測發(fā)現(xiàn)，使得日常運行維護難以高效開展。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)驗法，限制分區(qū)技術(shù)的推廣使用。近年來，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2.1引言為準(zhǔn)確模擬用戶節(jié)點實際用水量，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)測模型，并將預(yù)測結(jié)果結(jié)合用戶性質(zhì)、大用戶用水統(tǒng)計量和時變化系數(shù)將整體用水量按比例分配在各節(jié)點，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)測方法，其中DBSCAN用于識別剔除異常用水量數(shù)據(jù)，XGBoost預(yù)測需水量。供水管網(wǎng)運行過程中，泵組的啟閉和調(diào)節(jié)需要針對未來一個時間段內(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，從而實現(xiàn)節(jié)能降耗、控制漏失。精準(zhǔn)的調(diào)度運行依賴于精確的預(yù)測，管網(wǎng)需水量預(yù)測是指導(dǎo)優(yōu)化運行的依據(jù)。針對尚未實際發(fā)生的用水行為，只有給出預(yù)測用水量，才能模擬未發(fā)生時刻下的水力條件，才能評價不同調(diào)度運行方案的各項指標(biāo)表現(xiàn)，從而選出最優(yōu)方案。因此，提高短期預(yù)測的精度，能有效提高調(diào)度運行方案的指導(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)度框架圖為實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度目的，本研究關(guān)注較短的時間周期內(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)采用分鐘或小時為單位的短期需水量預(yù)測。另外，本文提出將機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的XGBoost算法應(yīng)用于短期需水量預(yù)測，通過與傳統(tǒng)時間序列法預(yù)測模型對比，檢驗極端梯度提升方法的預(yù)測性能。2.2DBSCAN識別異常用水量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確預(yù)測需水量需要有準(zhǔn)確的歷史用水量數(shù)據(jù)記錄。以分鐘、小時為時間顆粒度的短期需水量預(yù)測一般通過電子遠(yuǎn)傳水表、流量計完成數(shù)據(jù)讀娶傳輸和記

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3111886