供水管網(wǎng)穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)水力模擬研究
發(fā)布時間：2021-01-16 23:56
城市供水管網(wǎng)系統(tǒng)是城市的“生命線”工程。為保證供水管網(wǎng)運行、管理以及安全等方面正常有序,供水管網(wǎng)水力模型成為必要的技術(shù)手段。另外供水管網(wǎng)破壞性水錘時有發(fā)生,這不僅僅導致爆管、損壞設(shè)施從而造成水資源浪費,而且嚴重時還給人們的生命財產(chǎn)安全帶來巨大威脅。因此,在水力模型的基礎(chǔ)上有必要對管網(wǎng)系統(tǒng)的瞬變狀態(tài)（水錘）進行研究。隨著智慧水務(wù)的推進和對供水漏損的研究,供水管網(wǎng)的模型也起著舉足輕重的作用。針對目前管網(wǎng)水力模型與GIS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)集成不充分以及對供水管網(wǎng)水錘模擬研究甚少等問題,提出借助GIS系統(tǒng)和SCADA系統(tǒng)完成水力模型的搭建和需水量的自動分配,然后在穩(wěn)態(tài)模型基礎(chǔ)上,對供水管網(wǎng)中經(jīng)常發(fā)生且危害較大的停泵水錘和關(guān)閥水錘進行數(shù)值模擬研究,并對相應(yīng)的防護措施做了分析研究。研究的主要工作與成果如下:（1）課題選取了山地城市重慶某片區(qū)管網(wǎng),由于特殊地形導致該管網(wǎng)系統(tǒng)起伏不定,高差大,二次加壓普遍,增加了管網(wǎng)建模工作的難度�；谒δＰ秃虶IS、SCADA系統(tǒng)的高度集成,建立了該供水管網(wǎng)的恒態(tài)水力模型和延時水力模型,大大提高了建模的速率和準確率。（2）經(jīng)過粗調(diào)和精調(diào)工作完成管網(wǎng)水力模型校核。...
【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：104 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
研究技術(shù)路線
16圖 2.1 水力模型建立的基本步驟Fig.2.1 The basic steps for establishing a hydraulic model2.2.2 管網(wǎng)基本信息在建立模型之前的第一步就是搜集關(guān)于管網(wǎng)基本信息的數(shù)據(jù)。獲取構(gòu)建供水模型所需要的數(shù)據(jù)可以從許多潛在的數(shù)據(jù)源中得到，常見的數(shù)據(jù)源可以來自于系統(tǒng)圖，地形圖，竣工圖以及電子地圖和記錄。隨著信息化的發(fā)展，管網(wǎng)系統(tǒng)的某些電子表示形式越來越來普遍和便利。比如一些非圖形的數(shù)據(jù)庫，或者僅僅是圖形的計算機輔助設(shè)計圖（CAD），又或者是綜合了圖形和數(shù)據(jù)的地理信息系統(tǒng)（GIS）。① 地理信息系統(tǒng)（GIS）本文中管網(wǎng)的基本信息獲取自地理信息系統(tǒng)（GIS）。GIS 是一個強大的計算機硬件和用于匯編、存儲、管理、操作、分析、制圖空間參照信息軟件的綜合體[97]。它能夠通過其空間關(guān)系將各個數(shù)據(jù)庫集成在一起，不僅含有對象的圖形還包含對
圖 2.2 課題研究片區(qū)管網(wǎng) GIS 數(shù)據(jù)Fig.2.2 Project research district pipeline network GIS data2.2.3 建立管網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)從上面軟件功能我們知道，建模軟件 WaterGEMS 可以與 GIS 進行數(shù)據(jù)連接。我們知道大多數(shù)地理數(shù)據(jù)主要有三種表達方法，即柵格、矢量和不規(guī)則三角形網(wǎng)格（TIN）[97]。而水力模型的大多數(shù)數(shù)據(jù)是矢量文件。比如，節(jié)點可以視為幾何點，管段可以視為集合線段，節(jié)點服務(wù)區(qū)域可以視為多邊形。盡管大多數(shù)模型數(shù)據(jù)是由矢量特征組成的，但在一些任務(wù)上也可以使用柵格數(shù)據(jù)和 TIN 數(shù)據(jù)，比如在提取高程或者使用航拍圖作為該模型的背景時。針對于管網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)建立，顯然基本上為數(shù)據(jù)。而這種數(shù)據(jù)主要是以一種 shapefile 文件進行存儲的，圖 2.2 正是該文件在 ArcMap 中打開的樣子。換言之，建立管網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)就是將存儲著管網(wǎng)信息的 shapefile 文件導入建模軟件 WaterGEMS 中。但是，將 GIS 數(shù)據(jù)直接導入建模軟件中建立管網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)還存在如下幾個方面的問題。第一，GIS 本身提供的數(shù)據(jù)也不一定完全正確。比如可能存在著某些孤
【參考文獻】：
期刊論文
[1]淺談水力模型在智慧水務(wù)中的應(yīng)用[J]. 任印強,游志鋒. 河北水利. 2017(05)
[2]智慧水務(wù)實現(xiàn)路徑[J]. 劉小梅,朱俊,童穎,郭東麗. 中國建設(shè)信息化. 2017(03)
[3]An Overview of Smart City in China[J]. Minjie Guo,Yiheng Liu,Haibin Yu,Binyu Hu,Ziqin Sang. 中國通信. 2016(05)
[4]復雜地段管道試壓掃水時彌合水擊數(shù)值模擬[J]. 羅金恒,楊鋒平,郭苓,魏進家. 工程熱物理學報. 2016(02)
[5]智慧水務(wù)建設(shè)需求探析[J]. 楊明祥,蔣云鐘,田雨,王浩. 清華大學學報(自然科學版). 2014(01)
[6]在GIS平臺上建立供水管網(wǎng)水力模型的方法探討[J]. 胡炯. 科技創(chuàng)業(yè)家. 2012(20)
[7]空氣閥在多起伏輸水管線中的應(yīng)用[J]. 陸天友. 中國給水排水. 2012(09)
[8]基于EPANET與ArcEngine的供水管網(wǎng)建模軟件[J]. 于志強,趙新華,程曙初. 計算機工程與應(yīng)用. 2009(06)
[9]城市配水管網(wǎng)改造工程配水分析及其應(yīng)用[J]. 高金良,常魁,方海恩,湯維佳,代進,田芳芳. 中國給水排水. 2008(02)
[10]給水管網(wǎng)GIS和水力模型無縫連接的方法研究[J]. 陳凌. 工業(yè)用水與廢水. 2006(05)
博士論文
[1]給水管網(wǎng)動態(tài)模型維護與校驗方法研究[D]. 陳宇輝.同濟大學 2006
[2]給水管網(wǎng)水力模型校正研究[D]. 許剛.浙江大學 2005
碩士論文
[1]蘇丹長距離輸水管線工程水錘防護與數(shù)值模擬應(yīng)用研究[D]. 句偉.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[2]停泵水錘數(shù)值模擬及其可視化技術(shù)的研究[D]. 許志剛.湖南大學 2009
[3]長距離高揚程多起伏輸水管道采用箱式雙向調(diào)壓塔等措施的水錘防護研究[D]. 徐艷艷.長安大學 2008
[4]箱式調(diào)壓塔在長距離重力流輸水管道系統(tǒng)中的水錘防護研究[D]. 李樹軍.長安大學 2008
本文編號：2981782
【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：104 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
研究技術(shù)路線
16圖 2.1 水力模型建立的基本步驟Fig.2.1 The basic steps for establishing a hydraulic model2.2.2 管網(wǎng)基本信息在建立模型之前的第一步就是搜集關(guān)于管網(wǎng)基本信息的數(shù)據(jù)。獲取構(gòu)建供水模型所需要的數(shù)據(jù)可以從許多潛在的數(shù)據(jù)源中得到，常見的數(shù)據(jù)源可以來自于系統(tǒng)圖，地形圖，竣工圖以及電子地圖和記錄。隨著信息化的發(fā)展，管網(wǎng)系統(tǒng)的某些電子表示形式越來越來普遍和便利。比如一些非圖形的數(shù)據(jù)庫，或者僅僅是圖形的計算機輔助設(shè)計圖（CAD），又或者是綜合了圖形和數(shù)據(jù)的地理信息系統(tǒng)（GIS）。① 地理信息系統(tǒng)（GIS）本文中管網(wǎng)的基本信息獲取自地理信息系統(tǒng)（GIS）。GIS 是一個強大的計算機硬件和用于匯編、存儲、管理、操作、分析、制圖空間參照信息軟件的綜合體[97]。它能夠通過其空間關(guān)系將各個數(shù)據(jù)庫集成在一起，不僅含有對象的圖形還包含對
圖 2.2 課題研究片區(qū)管網(wǎng) GIS 數(shù)據(jù)Fig.2.2 Project research district pipeline network GIS data2.2.3 建立管網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)從上面軟件功能我們知道，建模軟件 WaterGEMS 可以與 GIS 進行數(shù)據(jù)連接。我們知道大多數(shù)地理數(shù)據(jù)主要有三種表達方法，即柵格、矢量和不規(guī)則三角形網(wǎng)格（TIN）[97]。而水力模型的大多數(shù)數(shù)據(jù)是矢量文件。比如，節(jié)點可以視為幾何點，管段可以視為集合線段，節(jié)點服務(wù)區(qū)域可以視為多邊形。盡管大多數(shù)模型數(shù)據(jù)是由矢量特征組成的，但在一些任務(wù)上也可以使用柵格數(shù)據(jù)和 TIN 數(shù)據(jù)，比如在提取高程或者使用航拍圖作為該模型的背景時。針對于管網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)建立，顯然基本上為數(shù)據(jù)。而這種數(shù)據(jù)主要是以一種 shapefile 文件進行存儲的，圖 2.2 正是該文件在 ArcMap 中打開的樣子。換言之，建立管網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)就是將存儲著管網(wǎng)信息的 shapefile 文件導入建模軟件 WaterGEMS 中。但是，將 GIS 數(shù)據(jù)直接導入建模軟件中建立管網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)還存在如下幾個方面的問題。第一，GIS 本身提供的數(shù)據(jù)也不一定完全正確。比如可能存在著某些孤
【參考文獻】：
期刊論文
[1]淺談水力模型在智慧水務(wù)中的應(yīng)用[J]. 任印強,游志鋒. 河北水利. 2017(05)
[2]智慧水務(wù)實現(xiàn)路徑[J]. 劉小梅,朱俊,童穎,郭東麗. 中國建設(shè)信息化. 2017(03)
[3]An Overview of Smart City in China[J]. Minjie Guo,Yiheng Liu,Haibin Yu,Binyu Hu,Ziqin Sang. 中國通信. 2016(05)
[4]復雜地段管道試壓掃水時彌合水擊數(shù)值模擬[J]. 羅金恒,楊鋒平,郭苓,魏進家. 工程熱物理學報. 2016(02)
[5]智慧水務(wù)建設(shè)需求探析[J]. 楊明祥,蔣云鐘,田雨,王浩. 清華大學學報(自然科學版). 2014(01)
[6]在GIS平臺上建立供水管網(wǎng)水力模型的方法探討[J]. 胡炯. 科技創(chuàng)業(yè)家. 2012(20)
[7]空氣閥在多起伏輸水管線中的應(yīng)用[J]. 陸天友. 中國給水排水. 2012(09)
[8]基于EPANET與ArcEngine的供水管網(wǎng)建模軟件[J]. 于志強,趙新華,程曙初. 計算機工程與應(yīng)用. 2009(06)
[9]城市配水管網(wǎng)改造工程配水分析及其應(yīng)用[J]. 高金良,常魁,方海恩,湯維佳,代進,田芳芳. 中國給水排水. 2008(02)
[10]給水管網(wǎng)GIS和水力模型無縫連接的方法研究[J]. 陳凌. 工業(yè)用水與廢水. 2006(05)
博士論文
[1]給水管網(wǎng)動態(tài)模型維護與校驗方法研究[D]. 陳宇輝.同濟大學 2006
[2]給水管網(wǎng)水力模型校正研究[D]. 許剛.浙江大學 2005
碩士論文
[1]蘇丹長距離輸水管線工程水錘防護與數(shù)值模擬應(yīng)用研究[D]. 句偉.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[2]停泵水錘數(shù)值模擬及其可視化技術(shù)的研究[D]. 許志剛.湖南大學 2009
[3]長距離高揚程多起伏輸水管道采用箱式雙向調(diào)壓塔等措施的水錘防護研究[D]. 徐艷艷.長安大學 2008
[4]箱式調(diào)壓塔在長距離重力流輸水管道系統(tǒng)中的水錘防護研究[D]. 李樹軍.長安大學 2008
本文編號：2981782
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