基于地统计的给水管网状态分析方法研究

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1、基于地统计的给水管网状态分析方法研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：邰明明指导教师：龙天渝教授专业：市政工程学科门类：工学重庆大学城市建设与环境工程学院二O一三年四月 StudyontheStateAnalysisMethodofWaterSupplyNetworkbasedontheGeostatisticsAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEn

2、gineeringByTaiMingmingSupervisedbyProf.LongTianyuSpecialty:MunicipalEngineeringCollegeofUrbanConstructionandEnvironmentalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril2013 中文摘要摘要给水管网作为重要的城市市政设施之一，其安全稳定运行关系到整个城市生活和生产的正常进行。为了对日益庞大复杂的给水管网进行有效的调度和监控，各级城市逐

3、渐安装了城市给水管网SCADA系统来对管网中某些重要节点的流量和压力进行实时监测。但是，由于经济和技术原因，SCADA系统能够监测的节点数量十分有限。所以准确掌握管网的运行状态除了依赖于管网中有限的水压或流量监测点外，采用有效的给水管网状态分析方法对获得的数据进行分析拓展也尤为重要。本文在对给水管网状态分析方法进行综述和分析的基础上，针对目前管网状态分析方法都只是对已监测节点进行预测，而对管网整体运行状态缺乏把握的不足，将地统计分析方法引入给水管网节点压力估计中。并对给水管网节点压力采用地统计分析方法的可行性进行

4、了论证。在此基础上，将普通克里格插值法与给水管网相结合形成对给水管网节点压力进行克里格插值估计的计算方法，同时采用此方法对绵阳高新技术开发区的给水管网实例进行了插值计算验证。为了进一步提高插值计算精度，引入泛克里格插值法对模拟给水管网进行了插值计算。取得的研究成果主要有：①针对给水管网状态分析法只是对管网中个别已有监测装置的节点进行分析，无法获得管网中大量没有监测装置节点的运行状态而缺乏对给水管网整体运行状态的准确把握的缺点，将克里格插值法引入管网状态分析中，对给水管网所有节点压力进行插值计算；②对采用克里格插值

5、法进行给水管网节点压力插值估计的可行性进行了论证：在对克里格插值法的特征和方法进行了论述的基础上，详细讨论了给水管网节点压力的随机性，并通过实例验证了给水管网的结构性，证明给水管网节点压力具有区域性变量的特征。从而论证了该方法的可行性；③提出了适用于克里格插值法的给水管网节点间相对距离的定义。当以欧氏距离为基础对给水管网进行克里格插值法计算时，其结果误差较大。鉴于克里格插值法中距离的定义决定了插值的精确度，因此结合给水管网系统的特殊性，重新定义了在给水管网中的节点间相对距离以增加克里格插值估计准确度；④将普通克里

6、格插值法与给水管网特点相结合，形成了对给水管网节点压力进行普通克里格插值计算的方法。并在定义的给水管网相对距离的基础上，采用该方法对绵阳市高新区给水管网节点压力进行了实例计算验证；I 重庆大学硕士学位论文⑤为了进一步提高估计的准确性，在分析普通克里格插值法产生误差的基础上，将泛克里格插值法引入管网节点压力估计中。并在理论结合的基础上通过实例进行了计算验证，估计结果准确度有了很大提高。本文将普通克里格插值法和泛克里格插值法与给水管网状态估计理论相结合，并通过实例计算验证其可行，形成了一种新的给水管网节点压力的宏观预

7、测方法。在给水管网状态信息不足的情况下，该方法可以近似估计管网节点压力和管网运行的水力状态，对运行中给水管网通过有限的测压点来估计整个管网所有节点的压力值提供了一种新的思路。关键词：给水管网，节点压力，克里格(Kriging)插值，相对距离II 英文摘要ABSTRACTWaterdistributionsystemisoneofimportantcitymunicipalfacilities.Thesafeandstableoperationofwatersupplynetworkinrelationtothew

8、holecitylifeandnormalproduction.Inordertocarryontheeffectiveschedulingandmonitoringofwatersupplynetworkincreasinglylargeandcomplex,eachcityhasinstalledSCADAsystemofcitywatersupplynetworkt