基于微粒群算法的给水管网改扩建分析

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重鏖太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：旁术乏签字日期：如7年妒月麴日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重庆太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庞态堂可以将学

2、位论文的全都或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存，汇编学位论文。保密()，在年解密后适用本授权书．本学位论文属于』不保密(V)。(请只在上述一个括号内打“√”)学位论文作者签名：孔无导师签名．鹚f签字日期：列／年印月；D日签字日期：沙／年印月如日q‘4重庆大学硕士学位论文1绪论1．1我国城市供水系统的现状水是人类赖以生存和发展的必要条件，它直接关系到人们的生产和生活的发展。城市供水系统是保证城市，工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统，它的任务是从水源取水，按照用户对水质的要求进行处理，然后将水输

3、送到用水区，并向用户配水【l-21．城市给水系统是现代城市中最重要的基础设旌之一，直接关系到城市中人们的生活水平和经济发展的好坏。从1879年在旅顺建立了第一座供水设施开始，城市供水系统在我国开始建立起来。刚开始时发展比较缓慢，直到1949年新中国成立前，全国只有60个城市建立了供水设施。新中国成立后，随着社会的进步，经济的发展，人们生活水平的提高，给水行业得到了迅速的发展，城市中的供水状况得到了前所未有的改善。到目前为止，全国几乎所有的城镇都建立了自己的供水系统。给水管网在城市供水系统中处于极为重要的地位，它直接承担着向用户输水的任务，由于

4、我国大规模的给水管网建设是在五，六十年代进行的，之后陆续进行了一定程度的改扩建。许多城市给水管网的现状差强人意，大多数给水管网在建设初期就缺乏系统的合理规划，更谈不上合理的改扩建，还有一些供水企业连起码的供水管网现状图都是不完整的，同时，由于当时的设计理论，施工条件和管道材质等方面的限制，经过多年来的使用，管网的腐蚀结垢现象比较严重，导致城市给水管网的爆管频率高，漏损现象严重。根据对全国408个城市的统计[21，在2002年，全国城市公共供水系统的管网漏失率平均高达21．5％，全国城市供水年漏失损失量将近100亿立方米，造成了巨大的浪费．另外

5、，管网设计的不合理，使得水流在管网中停留时间加长，造成微生物在管网中大量繁殖，加重了给水管网中的二次污染，降低了供水水质．同时，管网设计和运行调度的不合理，还会造成运行的能耗高，能源方面浪费严重，提高了供水成本，降低了企业的竞争力。给水管网作为城市供水系统中的重要的一部分，其设计的好坏直接关系到各个用户的用水水压和用水的可靠性能否得到保证，管网中的二次污染情况关系到供水的水质能否得到保证，管网中爆管的事故率和管网的漏损率关系到水资源的利用情况，管网运行的好坏还关系到能源的使用情况，同时给水管网的工程投资是整个水工程造价的重要组成部分，约占总造

6、价的70％--80％，其投资大，投资偿还期长，所产生的经济效益也比较显著，有很大的可塑性．对给水管网进行优化技术研究，如何进行统一规划，合理布局，选用合理的管径，设置泵站，优化调度，达到在保证供水的安全可靠的基础上，降低能耗，节约水资源，节省投资，提高供水企业竞重庆大学硕士学位论文1绪论争力的目的。因此，对管网优化技术的研究具有重要的经济和社会意义。1．2管网优化设计研究的发展和现状给水管网设计的任务是艰巨而复杂的，在设计过程中涉及到大量的需要考虑的相关因素。在设计过程中，要将费用效益和可靠性同步考虑，其复杂性通过以下几点因素来体现：决策变量

7、的离散性，设计中涉及到的多种需水量荷载形式，在加压系统中，为了计算能量费用所需管道流量和压力等一系列知识。常规的给水管网设计方法首先是人为拟定管段流量，然后利用经济流速或界限流量表选择管径，再根据选定的管径进行水力计算，求得各节点的水压，最后求得水塔高度和水泵扬程，而管网优化设计方法则是利用数学规划法进行满足水力平衡条件和边界约束条件的最优管网方案的择优。传统设计法所得管网方案很大程度上依赖于预先拟定的管段流量，但对大型管网来说，要预先进行合适的流量分配是一件困难的事，与此相比，管网优化设计法可以在不预先分配流量的条件下进行方案选择，而且所得

8、方案经济合理．最早的管网优化设计模型是，奠什宁及罗巴乔夫建立的适用于环状管网的优化模型[21，该模型以管网建造费及运行费之和作为目标函数，以水力平衡关系为约束条件，