城市给水管网改扩建优化与数值计算

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1、西华大学硕士学位论文originalcostoftheprogramincomparisontoprovethattheprogramistooptimizetheeconomyandreasonable。Keywords：watersupplynetwork；rebuildingandextending；practicaloptimization；numericalcalculation；checkingworkingcondition；costcompansonV西华大学硕士学位论文声明本人声明

2、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。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括为获得西华大学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。本学位论文成果是本人在西华大学读书期间在导师指导下取得的，论文成果归西华大学所有，特此声明。作者签名：导师签名：卞、i其jlB8“Y鹋月r年∥_一I、、比西华大学硕士学位论文西华大学学位论文版权使用授权书本学位论文

3、作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，西华大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书；2、不保密∥适用本授权书。(请在以上口内划4)嚣文揣：g哦醐：r7l指导教师签名：日期：89西华大学硕士学位论文1．1课题的来源及名称1．1．1课题来源第一章绪论本课题来源于四川省重点学科建设重点项目(SZD0

4、412)及企业委托，与中国市政工程西南设计研究院合作完成。1．1．2课题名称城市给水管网改扩建优化与数值计算1．2课题研究的背景、目的及意义1．2．1课题研究的背景几十年来，我国给水事业的迅速发展。各地城市均具规模，城市给水管网在其新建成的一定时期内，其供水能力是可以满足用户用水要求的。由于给水工程在工业建设和人民生活中占有重要地位，随着城市的发展、用水入口的不断增加和人民生活水平的日益提高，城市用水量急剧增长，给水管网供水能力逐渐不能适应用水最增长的需要，同时，由于给水管网规模的不断扩大，管线改造

5、、铺设缺乏统一规划，大规模给水管网系统在管线连接、构筑物设置等方面存在诸多不合理之处，增大了供水能耗，并使部分供水区域水压欠缺、低压区不断扩大、供水安全性降低。另外，由于管网的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，不但造成上述供水能量的浪费，还使管网漏水、爆管，断水事故等不断发生，有时甚至引发水淹、大面积停水等恶性事故。目前，凭经验设计及采用传统的分析方法，使计算结果与管网实际工况很难吻合，产生偏差的原因较多，突出地表现在节点

6、流量难以跟踪实测，管网管西华大学硕士学位论文段阻力系数难以确定，计算误差大。因此，合理的进行给水管网改扩建不仅能够丰富和完善管网设计内容，更为给水系统优化调度提供合理、可靠的基础资料，值得一提的是，改扩建又不同于新建，管网优化问题的目标函数中也包含了旧有管段u’引，即有某些旧有管段的不合理存在，这些往往由经验设计的旧管段，大大影响了整个管网的运行费用，并且会对管网造成许多危害，比如供水可靠性差等。这一系列问题成为我国各城市面临的给水管网扩建优化的重大问题和难题㈣1。1．2．2课题研究的目的及意义城市

7、给水系统u1由取水、净水和输配水三个子系统组成，输配水管网是城市给水系统的重要组成部分，它担负着把水安全可靠地输配到用户，并满足用户对水量、水压和水质的要求。给水工程建设中，输配水管网的投资占整个给水工程投资的60％-80％，而且还涉及每年庞大的能量消耗，同时管网的运行状态还影响着给水水质。因此，给水管网改扩建优化与数值计算，对节约投资，降低供水能耗，提高投资效益等有着重要的意义；合理的给水管网改扩建优化与数值计算，是实现提高供水水质，提高供水安全可靠性，降低能耗，降低漏耗和降低药耗“二提高三降低”

8、奋斗目标的重要环节¨_3，是供水行业亟待解决又具有重大经济效益和重要社会效益的研究课题。1．3给水管网改扩建优化发展历史1．3．1国外给水管网优化研究自从二十世纪六十年代人们就开始应用系统分析方法设计给水管网，并将优化程序应用于其中。最早的给水管网优化模型是针对树状网建立的，如Kanneli(1968)‘叫等人的模型，这些模型能够获得全局最优解，但是模型仅仅适用于树状网，不利于实际工程运用。1977年和1981年Alperovits，shamirt¨]等人开始使用线形