基于som算法的城市给水管网水质评价

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1、工学硕士学位论文基于SOM算法的城市给水管网水质评价WATERQULITYEVALUATIONIN URBANWATERDISTRIBUTION NETWORKBASEDONSOM ALGORITHM李娜娜哈尔滨工业大学2008年6月国内图书分类号：TU991.41 国际图书分类号:628.1工学硕士学位论文基于SOM算法的城市给水管网水质评价硕士研究生:李娜娜导师:袁一星教授申请学位:工学硕士学科、专业:市政工程所在单位:市政环境工程学院答辩日期:2008年6月授予学位单位:哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TU991.41U.D.C.：628.1Disserta

2、tionfortheMasterDegreeinEngineeringWATERQULITYEVALUATIONINURBANWATERDISTRIBUTIONNETWORKBASEDONSOMALGORITHMCandidate:LiNanaSupervisor:Prof.YuanYixingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MunicipalEngineeringAffiliation:SchoolofMunicipal&EnvironmentalEngineeringDateofDefence:Ju

3、ne,2008Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要给水管网作为向用户提供优良水质的“载体”，其主要目的是向各类用户提供符合国家相应水质标准的水。而水在传输过程中在管内滞留，在管道中发生的物理、化学以及生物作用，导致水质监测指标结果恶化，水质部分指标不能达到标准，因此分析给水管网水质是提高用户水质的一个重要环节。文中选取反映实际给水管网水质的指标，对其在管网中的变化规律及预测模型等进行了研究。由于对上述部分指标的研究尚未成熟，文中引用国际公认权威的三大饮用水标准作为参照

4、，分别以单指标——余氯、总三卤甲烷和水龄对哈尔滨市给水管网水质进行等级评价。由于单指标等级评价存在局限性，故研究中尝试性地构建自组织特征映射网络（Self-OrganizingFeatureMap，简称SOM）聚类评价体系对管网进行水质评价。较目前国内外已有水质状况评价模型及多采用的等级评价而言聚类评价人为干预少评价结果更为客观。通过实测给水管网运行数据并结合计算机模拟，以前文介绍的给水管网中各节点和管段的水质指标24h数据为基础，使用MATLAB高级语言编写聚类评价程序。结合算例管网进行试运行，将节点水质分为8种类型，管段水质状况划分为7种类型，从第1类到第7类或第8类，水质

5、逐步走向恶化。最终将SOM算法应用于哈尔滨市给水管网的水质聚类评价体系中，分别以节点和管段将水质状况划分为8种类型，第8类水质最差，不能满足水质标准要求。与单指标评价相比，SOM网络能兼顾对单个水质指标监测数据和整体数据的分析，客观反映水质在整个管网中的格局分布。得到的分类结果与实际供水状况相符，对合理布置水质监测点，指导水质运行安全调度、优化改扩建等供水水质安全的高层次管理有重要意义。关键词给水管网；水质指标；聚类评价；自组织特征映射网络；K-均值-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWaterdistributionnetworkasa‘carrier’top

6、rovideuserswithexcellent qualityofwater,itfinishestheimportanttaskoftransportingwaterwhich correspondstothenationalwaterqualitytovarioustypesofusers.Inthe transmissionprocess,thephysical,chemicalandbiologicalacthappenedleadsto waterqualityindicatorschangealotandnotcorrespondtothestandard.The

7、 analysisofwaterqualityinwaterdistributionnetworkisanimportantstep. Inthisthesis,significantwaterqualityindicatorsreflectedtheactualstatus inthewaterdistributionnetworkhadselected.Itschangesinlawsandpredictive modelsdiscussed.Becausedomesticresearc