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《城市给水管网系统的优化设计理论及应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、城市给水管网系统的优化设计理论及应用研究琶缎密分类号太原理工大学硕士学位论文题目城市给水管网蚕缠的优化设计理论及应用研窍英文并列题目墅多曼蔓唑型’垒研究生姓名:堂塑这学号:市政工程专业:研究方向:壅筮垒盐坐墨丝垡垡焦建堕导师姓名:教授职称:学位授予单位:太原理工大学/论文提交日期地址:山西?太原太原理工大学太原理工大学硕士研究生学位论文城市给水管网系统的优化设计理论及应用研究摘要近几年我国经济发展迅速、城市化发展快、自来水普及率提高,原有的城市供水系统已经不能满足城市发展的需求,因此各城市都在相继对现有供水管网进行改、扩新建,使管网造价占整个给水系统的比重越来越大。这样,依据经济流速、界
2、限流量等传统管网设计方法将带来很大误差,造成的工程投资浪费也越来越明显。所以,基于系统工程理论的给水管网设计理论将越来越受到重视,以此有效地解决管网设计技术经济问题的研究具有重要意义。本文首先对给水管网系统进行分类,然后对给水管网系统模型中的目标函数和约束条件进行研究,解析和改进了传统给水管网系统模型中的不足,分析了经济参数对优化计算结果的影响,提出了比较完善的给水管网数学模型;其次采用广义简约梯度法对多元、非线性给水管网系统模型进行求解;根据模型及解法,设计并编写了计算机程序,其功能强、界面友好、使用方便,计算与分析,结果令人满意。太原钾。大学硕十研究生学位沦文最后,以阴县的给水系统作
3、为工程实例,采用编制的程序,对该县的给水管网系统进行优化设计计算。并将优化的结果与原方案进行对比、分析和评价。本研究的主要结论是:对不同类型的管网系统建立优化设计模型是必要且可行的;管网压力多控制点约束理论使给水管网模型更适合实际设计要求;广义简约梯度法是求解单水源环状管网系统优化设计模型较为简便而有效的方法,但其关键是做好计算管径规格取整工作。通过实例验证,说明基于语言编制的计算程序软件具有实用价值。关键词:给水管网,优化设计,数学模型,广义简约梯度法,程序太原理工大学硕士研究生学位论文,,’.,.,,,.,太原理:火学硕士研究生学位论文.,.,.,.,,,,,,,..,’太原理人学硕
4、研究生学位论文..?.,.,.,.:,,,,太原理工大学硕士研究生学位论文符号说明一新建管网年折算值元/年;元/年。??整个给水系统的动力费用,元/年:??整个给水系统的折旧、大修费,。~管段巧的管径;一管段玎的管长;、、一管线造价公式系数,因管材和施工条件不同而异。心一管网造价动态折算系数;??能量不均匀系数:占??电费换算系数即电费,分/?卵??泵站效率%,水泵功率小的泵站,效率较低??水的密度。/;占??重力加速度,./??水泵流量,.;;Ⅳ??水泵站扬程,;日。??水泵静扬程,∑Ⅱ一一从管风起点到控制点的任一条管线的水头损失总和,太原理:人学硕十研究生学位论文。??一给水泵站个数
5、。太原理工大学硕士研究生学位论文第一章绪论.选题背景城市给水系统是由取水构筑物、水处理构筑物、泵站、输水管线及管网、调节构筑物等组成的一整套工程设施?。它肩负着卫生安全和经济合理地供应人们生活与生产活动用水及消防用水的使命。随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,城市化建设的速度和规模也越来越快,使得城市用水量不断的递增。城市给水工程在国民经济和人民生活中占有重要地位,目前已成为城市经济可持续发展的主要制约因素之一。为了充分保证供应用户所需的水量和水压,全国各个城市每年都要投入相当数量的资金用于现有给水输配系统的新建、改造和扩建。以给水管网为例,在整个给水工程投资中,不仅管网部分
6、的造价比重约占%~%,而且还涉及到每年大量的供水能量消耗。同时管网的运行状态还影响着供水水质。因此,对给水管网技术经济合理性进行研究,探讨如何对管网进行统一规划、合理布局、合理选择管径、布置泵站,以期达到降低投资,节约能量和保证安全供水的目的,对提高供水系统的经济效益和社会效益有着重要的意义。我国是一个发展中国家,改革开放以来,城市建设的规模和速度是空前的,给水系统新建成时,泵站、管网及其调节构筑物的能力可以满足用水要求。随着社会的发展,用水人口的不断增多及人民生活水平的日益提高,用水量急剧增长,使原有给水系统不堪重负,导致部分地区出现水量欠缺、低压区不断扩大的情况发生。另外,由于管网的
7、管理维护主要依赖于经验,缺乏理论依据和科学分析,加之用户发展、分布的不均衡等原因,使管网工作状况无法处于最佳状态,不但造成巨大供水太原理一大学硕十研究生学侮论文能量浪费,还使管网漏水、爆管频繁,断水事故不断发生,有时甚至引发水淹,大面积停水等恶。阽事故。长期以来,各地供水企业大都是根据经验确定管线走向、管径等参数,由于实际管网的复杂性,工作量大,对管网改扩建仅拿出很少几个方案做比较,很难达到经济合理要求。管网设计具有变量多、约束条件
