基于管网水质安全保障的余氯衰减AVRC模型研究.pdf

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1、硕士学位论文基于管网水质安全保障的余氯衰减AVRC模型研究RESEARCHONAVRCMODELOFRESIDUALCHLORINEDECAYBASEDONWATERQUALITYASSURANCEOFPIPENETWORK姜晓茜哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU991.33学校代码：10213国际图书分类号：628.1密级：公开工学硕士学位论文基于管网水质安全保障的余氯衰减AVRC模型研究硕士研究生：姜晓茜导师：钟丹副教授申请学位：工学硕士学科：市政工程所在单位：环境学院答辩日期：2018年6月

2、授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU991.33U.D.C:628.1DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONAVRCMODELOFRESIDUALCHLORINEDECAYBASEDONWATERQUALITYASSURANCEOFPIPENETWORKCandidate：JiangXiaoqianSupervisor：AssociateProf.ZhongDanAcademicDegreeAppliedfor：Ma

3、sterofEngineeringSpeciality：MunicipalEngineeringAffiliation：SchoolofEnvironmentDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要供水管网中余氯浓度的控制在管网水质安全保障中具有重要意义，一般通过研究余氯衰减模型来预测和控制管网中的余氯水平。余氯衰减模型包含主体水余氯衰减模型和管壁衰减模型，前

4、者的准确性是后者建模的基础。在主体水余氯衰减模型中，目前应用最广的一级模型存在诸多不可靠因素，其他模型也存在一些局限性。其中，VRC模型具有准确性高、可靠性好等优势，但也存在一些问题受到了其他研究者的质疑。因而，论文对VRC模型进行了改进和完善，以提高模型的适用性。受VRC等模型的数学推演思路的启发，经过对氯衰减因素的分析，提出了一种主体水氯衰减二级模型，称为AVRC模型。在该模型中，随着反应进行，总体反应速率系数是连续变化的，其变化率反映了主体水中与氯反应的物质反应活性逐渐降低。反应速率系数与温度的关系由Ar

5、rhenius关系式表示。设计并开展了在不同温度、二次加氯、水体混合情况下的主体水氯衰减实验。用实验数据对模型进行了求解和验证。分析了模型拟合的确定系数R2、均方根误差RMSE和F拟合优度检验，结果表明AVRC模型的准确性、适用性良好。AVRC模型相对于VRC的改进之处可以概括为：采用实验确定水样的最大需氯量来表示所有氯反应物浓度，而不是采用经过运算找到的定值；采用氯衰减比率的转化分数解释了总体反应速率系数的变化含义，而不是单纯通过数学公式表示；模型参数由4个变为2个，简化后运算效率提高；参数校核使用matla

6、b非线性最小二乘法函数，相比于VRC模型的SCE法校准参数，校核过程更加简单；使用真实的初始氯浓度代入模型，而不是使用初始快速反应阶段之后的氯浓度来提高数据的适应性；对HRB水样，在初始氯浓度为1.77~2.93mg·L-1范围内，模型参数值不变；在温度2~28℃范围内，不同温度下的模型系数可以直接由公式计算得到，无需对每个温度下的参数单独校核；水体混合后参数值不变，模型系数直接由公式获得。关键词：主体水；氯衰减模型；VRC；变化的反应速率系数-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractNowadays

7、,chlorinedisinfectionisthemostwidelyusedmethodofdrinkingwaterdisinfectioninwaterworks.Andthedisinfectionby-productsgeneratedbychlorinedisinfectionisalsotoomuch.Therefore,theresidualchlorinelevelinthepipenetworkisusuallypredictedandcontrolledbystudyingthechlo

8、rinedecaymodel.Thechlorinedecaymodelsincludechlorinebulkdecaymodelsandchlorinewalldecaymodels.Theaccuracyoftheformeristhebasisforthelattermodelling.Inchlorinebulkdecaymodels,firstordermodelisthe